发射机房的雷电防护

摘　要：本文对中波发射台在全部更新使用全固态发射机，以及实施计算机集中控制，远程实时监控等改造、升级后的中波发射机房非常突出的防雷问题，进行了全面阐述。包括雷电的分类及主要特征，分析了发射机房从内到外的各种相关设备，线缆，建筑物容易遭受雷击的部位、环节和产生的原因，并逐一提出相应的防范措施。

关键词：

　　近年来我台的中波广播发射机逐步更新为全固态机，而固态机的抗雷击性能比原来的电子管发射机要差，极易因雷击产生过压、过流、过荷损坏设备。另外，发射机房的信号接收设备和计算机集中控制设备都有大量的集成电路和微电子器件，由于这些系统和设备的抗干扰性能较差，耐压偏低，雷电产生的高电压，大电流电磁脉冲如果窜入的话，对这些系统和设备将造成严重损坏，甚至威胁到工作人员的人身安全，直接影响发射台的安全播出，因此解决发射机房的雷电防护问题非常重要。
　　雷电的分类及其特征：
　　自然界的雷击通常分为直击雷和感应雷。
　　直击雷是雷云对大地和建筑物的直接放电现象，他以强大的冲击电流，炽热的高温，猛烈的冲击波强烈的电磁辐射损坏放电通道上的物体，造成房毁、人伤、火灾等严重后果，危害极大。
　　感应雷是由于雷云之间和雷云与大地之间放电时，在放电通道周围产生的电磁感应，雷电电磁脉冲辐射以及雷云电场静电感应。使建筑物上的金属部件如管道、钢筋、电源线、信号传输线、天馈线等感应出雷电高电压，通过这些线路进入室内的线缆，走线桥架等引入室内造成放电，损坏设备，甚至整个系统瘫痪。感应雷虽然没有直击雷猛烈但对发射机房来说遭受感应雷的雷击概率要远大于直击雷的概率。

　　发射机房容易遭到雷击的环节及其防护措施：

　　一．直击雷的防护

　　对于来发射机房说直击雷的防护主要是针对发射铁塔（包括天调网络）和发射机房自身建筑。
　　怎样有效的防止直击雷？世界各地的专家学者努力探寻、研究，一直没有好的方法出现，目前公认的防直击雷的方法仍然是富兰克林发明的避雷针。
避雷针就是一个接闪器，通俗点说就是引雷器，是直击雷防护措施中的一个重要环节。器作用就是在打雷时吸引雷电电流过来并通过其后端连接的引下线泄放入地，从而保护在其防护范围内的建筑物及人员免受直击雷侵害，其类型包括避雷针、避雷带、避雷网等。
　　延安中波发射台的发射铁塔高度是64米是附近最高的建筑，又是导体，本身就是良好的接闪器。

　　1.发射铁塔和天调网络的防雷措施主要有：

　　（1）塔身对地接放电球。要经常维护保持球面光洁，球身与铁塔、地网接触良好。放电球的间隙一般为40-80mm，根据发射功率的大小和当地雷电的强度而定。需要强调的是为了使雷电通畅的入地接地一定要讲究，尽量减小接地电阻

降低雷击电压，为了降低地电位差最好只有一个接地点。
　　（2）在天调网络上采取三项措施：第一，在天线下端加装石墨放电球，它有良好的放电性能，放电球的间隙通常是1 mm /kv。一端应良好的接地，并串套40~50个小磁环。这样在铁塔遭受雷击时，能提高发射机的短路射频阻抗，保护机器。第二，在天线下端并联一只微亨级电感将雷电中的低频和直流部分泄放到
地，同时为天调网络提供一个对地静电放电通路。线圈的直径尽可能粗一些有利
于放电通畅。
　　要注意的是：这个线圈会影响天线的阻抗，应作为天线匹配网络的一部分考虑。第三，在铁塔与调配网络之间加隔离电容，将雷电能量集中的低频和直流部分隔离掉。由于是防雷器件这个电容的伏安量、耐压值越大越好。
　　
　　2.发射机房自身建筑的防雷：

　　由于发射机房距铁塔很近只有二十多米，为两层小楼，建筑面积总共600平方米，高7米。楼顶上的设备体型也都不大，完全在发射铁塔的保护之下，所以没必要再单独设避雷针。其他措施有：楼顶环绕女儿墙全部设有避雷带为φ20 mm的圆钢由三条引下线从不同方位引下与接地体相接，引下线为40×4mm的扁钢。避雷带、引下线都与楼体内部结构钢筋多部位焊接，实现了从避雷带、引下线、楼体内部结构钢筋到接地体的等电位连接。
　　
　　二．感应雷的防护

　　发射机房易受感应雷击的环节及其防护措施有：
（1）设置在楼顶上的卫星信号接收天线，调频信号接收天线，GPS时钟信号接收头等设备，必须可靠接地，并经常检查，不能有虚接现象，连接点一定不能生锈而且要紧固。与之相连的接收机也要良好接地，线缆接头要拧紧。
（2）进出机房的各种信号传输线包括同轴线，光纤，视频监控线缆，互联网网线等，根据信号线的种类，传输方式，接口类型将通信避雷器恰当的接在信号线路中，有效现在过压，保护相连接的设备。线路中如果接有放大器、功分器等有源器件的应该将其装入金属盒中并将金属盒接地。
（3）机房内部设备包括发射机，信号接收切换设备，计算机集中控制系统，视频监控系统等都应可靠接地。他们互相之间的传输线本身有屏蔽层的，将该线两端头附近的屏蔽层接地。没有屏蔽层的，最好穿在金属管槽内，并将金属管槽两端可靠接地。
（4）供配电系统的防雷应该按以下要求进行：电力电缆应有金属屏蔽层，埋地进出机房，屏蔽层在机房内外分别接地。在配电系统接入合适的浪涌保护器。
　　需要强调的是：防雷地网应与铁塔地网、机房地网相连接构成一个共同地网，地网的接地电阻越小越好，不能超过4Ω，接地电阻越小说明接地系统与大的的融合的越好，雷电泄放的就越顺畅速度越快，残余的电压就越低，防雷效果就更好。