SW100B短波发射机系统机房的防雷分析

摘 要：雷电是下雨天带正电的云和带负电的云碰到一起时，发生放电，电流高达几十万安培。因为要向空中发射无线电波，大功率广播短波发射机一般被安装在位置比较高的地方，其电子设备一直暴露在外界空气中，极易遭受雷电的电磁环境干扰或者被雷击。雷电对广播短波发射机具有非常强的破坏能力，一旦被雷击将给广播电台带来重大不可估量的损失，所以要加强防雷避雷措施的研究。本文结合SW100B短波发射机介绍分析电台机房防雷的措施和关键技术。

关键词：SW100B短波发射机；雷电；防雷措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.234

随着经济的发展、社会的进步、信息化时代的到来，广播电视也在加速发展，适应现代人民生活和工作的需要。但是由于短波发射机是通过电磁波向空中发射无线电信号，很容易遭受雷电的干扰和破坏。雷雨天气是影响短波发射机正常工作的常见因素之一，一旦遭到雷击，发射机不能正常工作，甚至整个系统会瘫痪，严重影响人们接收信息。大功率短波发射机如何做好防雷工作，是我们研究的重点和难点。

1 雷电的特点、种类及危害

雷电分为直击雷、感应雷、雷电波等。其中直击雷和感应雷都会对人和建筑物造成危害，而电磁脉冲主要影响电子设备，主要是受感应作用所致。（1）直击雷：就是在云层上聚集很多电荷，大量电荷通过一个建筑物或者一个铁塔泄放出去，就把建筑物或铁塔击伤了。直击雷所带来的电流很大，最大可以达到几十万安培，电压达到几百万伏特。这么大的电能量可以直接击毁建筑物、铁塔或者短波发射机等电子设备。直击雷是威力最大的雷电，是对大功率短发发射机损害最严重的一种雷电现象；（2）感应雷：感应雷比较容易导致电子设备遭雷击，它是导致短波发射机遭雷电击、发生严重事故的主要原因的之一。一般通过电磁场感应或者静电感应产生感应雷。雷电在放电时，会产生非常大的电流，电流周围形成感应电磁场，从而引发感应雷。静电感应主要是指当带电云层接近地面时，和地面突出物体，比如SW100B短波发射机天线形成静电感应，在设备突出部位产生大量电荷量，从而形成高电压，产生感应雷。当感应雷没有及时泄入大地时，极易发生短波发射机的火灾事故。电子设备中的保险丝、熔断器、变压器等电子元器件可以轻易的被感应雷烧毁，甚至会烧毁整个集成电路板；（3）雷电波：当感应雷击中输出架空路线时，通常会释放一种高电位冲击波，该冲击波沿不同方向快速传播，这类冲击波就是雷电波。雷电波的传播速度大约在150m/s左右。雷电波在传播的过程中极易变成干扰源，严重影响短波发射机的正常工作。

2 大功率短波发射机防雷措施分析

2.1 天线防雷

天线防雷是短波广播发射系统最直接最有效的防雷方式。当SW100B短波发射机系统遭到雷击时，利用天线等良好的接地装置将云层中的正负电荷引导到地下，消散掉电流，将流向短波发射机机房的电流减到最小，防止电流破坏短波发射机等电子设备，进而起到保护短波发射机系统的目的。避雷针通常被安装在短波发射机机房附近最高处，最靠近云层的地方。在雷雨天，避雷针主要实现被雷击，将云层中的正负电荷导入到底下，实现保护机房不被雷击的目的。成熟的接地技术是保证短波发射机机房成功防雷的关键技术。

2.2 电源防雷

在SW100B短波发射机系统中，设备的电源部分是最易于受到雷电损毁的部分，所以设备电源处要有完善的防雷系统。首先在系统的高压端，因为电压高、电流大，所以高压部分的防雷系统必须由供电部门的专业人员按照安全用电规范来设计安装，建立完善全面的高压端电源防雷布控点。在雷电比较多或者强烈的地区，要特别注意防雷，在一般防雷设施的基础上要再加装3 只高频线圈。这些高频线圈来泄放雷电的低频能量，释放雷电中产生的感应电荷。对于低压端部分，低压配电盘也要安装相应完善的避雷器设施，比如安装ZGB 系列的一级三相电源避雷器。这种避雷器可以泄放高压端漏到低压端的雷电感应电流，实现了对电源部分的双重保护。在SW100B广播短波发射机系统主要设备的供电电源输入端加装二级三相电源避雷器，要选择接地能力优良的电源避雷器，才能具有完善有效的避雷效果，保护短波发射机系统机房等。

2.3 天调网络的防雷

针对天调网络的防雷系统的设计和实施。其主要有三种防雷方法：一是采用石墨放电球来泄放正负电荷和雷电流。石墨放电球被安装在天调网络上，具有良好的放电能力，同时放电球的距离可以根据实际环境任意调整，适当的距离可以使石墨放电柱发挥良好的放电特性，确保天调网络的安全。而且当放电面积增大时，石墨放电球上的放电电压会进一步降低，当天线被雷电击中时，石墨放电球会在瞬间释放大量的正负电荷量，起到防雷的作用；二是为了消除雷电能量中的低频成分，根据电容器通交流、隔直流的特性，采用隔直流电容器设计。短波频率的隔直流电容器两端压降不大，所以一般选择电容值为1000 ～2000PF的电容器。同时要确保所选择的电容器的额定电流足够大，因为短波发射机的功率比较大，所以流过隔直流电容器的电流比较大，这样可以避免雷电的能量通过天调网络进入短波发射机。三是电感要采用微亨级别大小的，来泄放雷电的低频能量成分。微亨级别大小的电感与天线并联，形成一个电路的通路回路，天调网络借助这个电路对地泄放静电荷。也可以采用匹配网络防雷和陷波电路防雷等方法实现预防雷电的目的。

2.4 发射机防雷

短波发射机机房防雷方法的运用要认真做好以下两点：一方面要加快短波发射机自我保护操作的响应速度，当不幸被雷电击中时，自我保护模式的启动要快速有效，迅速关闭短波发射机的电源，防止雷电损毁电气设备，实现了短波发射机机房自身的防雷功能；另一方面要在短波发射机的输出网络上采用抗雷击型的网络架构。

3 结论

广播短波发射机系统的安全保证了广播节目的正常播放。雷电是一种无法避免的天气现象，但是又经常干扰、影响短波广播发射机系统的正常工作，甚至造成广播发射的中断、失败，严重时造成广播短波发射机系统的损坏、危害人身财产的安全。防雷是广播事业需要坚持努力的工作之一。广播短波发射机机房的防雷措施必须具有多样化、科技化的特点，采用完善安全的防雷措施，保证广播播出的质量。

参考文献：

[1]夏忠华.广播电视发射台防雷问题分析[J].电视技术，2014（12）：8.

[2]周杨，赵福祥，林炬，潘崴.中短波广播发射台电磁辐射环境影响预测模型[J].环境监测管理与技术，2011.

[3]刘克明.大功率中短波广播发射台防雷技术与注意事项[J].电子世界，2014.