中波发射台整体防雷保护_机场航向台的防雷保护

中波发射台整体防雷保护由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“机场航向台的防雷保护”。

2008年度全省广播电视优秀科技论文一等奖

中波发射台整体防雷保护

河南省广电局104台 胡东奇

〖摘要〗

本文阐述了104台防雷设计理念和实践，希望通过这篇论文和广电同行进行经验交流，共同提高，为河南广播事业实现中原崛起而努力。

〖关键词〗雷击接地整体防护 〖正文〗

雷电可分为直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。我台地处平原地带，周围高层建筑较少，发射天线高达222米，遭受雷击机会大。为此在建台初期就考虑到雷击问题，特别采取多种防雷电措施并安装到位，经过五年的正常使用，取得良好的效果。

我台现使用的两部美国HARRIS公司生产的DX-200型全固态中波发射机，使用了大量的微处理器件和半导体器件，功放场效应管等，与过去的电子管发射机相比，它具有寿命长，指标好，耗能低，效率高，维护量少等优点。但全固态器件脆弱，耐压低，抗干扰性能差，易击穿，易损坏是其致命弱点。

发射台防雷保护是一项系统工程，必须贯彻整体防护思想，综合运用分流（泄流）、均压、屏蔽、接地和保护（箝位）等多项技术手段，构成一个完整的防护体系，才能取得显著效果。

综合防雷工作一是要防护直接雷击，二是要防闪电电磁脉冲。具体分为室内与室外两部分。

一、室外接闪装置

防雷系统能否起到保护作用，接地是否良好是关键，良好的接地能将雷电能量迅速释放入大地。建筑物避雷网要有较好的避雷针和接地体。在可能的条件下，尽量增加建筑物外部的接地金属体，使雷电有更多分流途径。所有进入室内的公共设施包括水管、天馈线、电源线必须与建筑物共用同一地网，最好在同一处进入室内。

1、机房大楼防雷系统 接地体埋设点的选取

埋设点应选在土壤潮湿、背阳、易于施工的地段，同时还应考虑距离机房设备接地线的连接路径最短。埋设点土壤的电阻率取值，可以利用接地电阻测试仪测得，以确定所选埋设点的土质优劣。

土壤电阻率为：ρ=2πaR0(Ω·m)式中：a——测土壤电阻率ρ时辅助棒的间距，a=4米

R0——测量的表头读数(Ω)选用一段2～3m长的钢管、角钢等，垂直埋入地下，其上端距离土表面不小于600mm为宜，然后焊接一根扁铁引出地面，作为接地线。

地线的接地电阻可用下式估算 R=K·(ρ/L)式中: ρ——土壤电阻率(Ω·m)L——接地体长度(m)K——圆柱体形的垂直接地系数

在埋设多根接地体组合时，复合接地体的接地电阻由下式计算： R复=R/(N·η)式中：R——单根接地体的接地电阻 N——接地体的根数η——接地体的利用系数

η的取值因素繁杂，一般在0.6～0.9之间，基本原则是接地体的根数愈多、间距愈小、组合形式愈密集，取值就愈靠近下限。

机房大楼的接地

接地装置布置有三种方式，垂直方式、水平方式和混合方式。我台采用垂直方式。根据测量值，在规划的中心机房区域间，从南到北，钻出12个直径30cm，深3m的园柱形孔，再将直径50mm壁厚5mm的接地体圆钢打入孔中央，然后撒入降阻剂将接地体四周包裹夯实，在离地60cm处，用宽40mm，厚5mm的扁铁将12根钢管全部接在一起，为保证接地线连接处接触紧密，接地圆钢和扁铁接触点应用电焊，焊接面是扁铁面积的三倍，而且焊点做防腐处理。经过实际测量，机房大楼接地电阻值小于0.1Ω。

2、天馈线防雷系统

我台地处平原地带，有两部中波发射天线，塔基相距483米，工作频率分别为657KHz和603KHz，发射天线高222m。我台天馈线防雷系统由地井、地网和放电球构成。

地井设置

在天线塔基及天调网络匹配室附近专门做两个接地井，地井深4m，面积2m，埋上长2m、宽1m、厚5mm的紫铜板。

我台接地体采用垂直方式。垂直接地体埋设按设计要求，先钻出园柱形孔，再将接地体角钢放入孔中央，然后降阻剂将接地体四周包裹夯实，后食盐、木炭屑、铁屑交替添加，在降阻剂尚未完全凝固发硬时，其上覆盖优质细土，边回填边夯实，而后放水，确保整个坑内被水浸湿，保证塔2基的接地电阻小。埋在土壤中的接地装置，其连接采用焊接，并在焊接处作防腐处理。

垂直接地体采用直径100 mm，壁厚5mm圆钢，接地线与水平接地体的截面相同。接地引线采用宽250 mm，厚 0.5 mm扁平铜带，室内部分采用扁平铜网并用锡焊接，长度不超过30 m，焊接截面积不小于40 mm×4 mm。接地引线作防腐、绝缘处理，裸露在地面以上部分，有防止机械损伤的措施。接地汇集引线设计成环形或排状，材料为镀锌扁钢，截面积不小于120 mm。经实地测量，地井地电阻值小于0.1Ω。

敷设地网

敷设地网是减小地电阻的行之有效的办法，因为良好的地网能为天线电流回路提供一个良好的通路。实践证明：当塔基底部径向距离（即以塔基底部中点为圆心划圆）为0.5λ时，地电流趋于一个固定值，与天线架设高度无关，地网线长度一般取0.5λ。我台根据场地实际情况，我们选取地网线长度为230米。

在发射塔周围预先铺设好地网，塔基用薄铜皮屏蔽，并在此屏蔽铜皮上焊上1圈汇流条。以天线塔基中心为圆心，以2m为半径划圆，将此圆120等分（即每3˚为夹角埋1根），以圆心为始点向等分线拉地网线，呈放射状均匀敷设到四周。地网线采用φ3mm的软铜线，长230m，拉地网线时应力求端正笔直，但不应过于绷紧，根据热胀冷缩的道理，冬季导线可能会因受冷收缩而被拉断。地网线拉好后，先将塔基的屏蔽罩、汇流条和各地网线的始端镀上锡，然后把地网线的始端约5cm长的导线均匀分布在屏蔽罩的四周，用汇流条将地网线始端紧紧绑扎在屏蔽罩上，然后再用锡将地网2线、汇流条深透牢固地焊接在屏蔽罩上，与1根约5m长的接地棒连接，塔基的防雷放电球下地端也接于此，能起到一定的防雷作用，并与馈线地线、天调室屏蔽层等相焊牢，这样不但起到减少高频损耗作用，而且有助于杂波的衰减，对发射机稳定输出起到了可靠的保障作用。测量地网地电阻值小于0.1Ω。

防雷放电球的应用

在云层和大地的闪电产生的是垂直极化波的电波。这些电波耦合进入电源线路和传输线路中，就会产生很大的感应电压，会损坏整流器的硅堆和引起发射机输出电路故障。高频的能量若耦合进入发射机，就会造成电压驻波比（VSWR）过荷。天线底座承受极高的电压，首选采用尖端放电原理，即在天线底座应用一对半球状金属放电器对地，球径约为10cm，恰当调整好放电器的两半球间距后，既能起到雷击天线瞬间泄放电荷能量作用，又可保障正常播出。考虑到阴雨冰雪天气的影响，置于室外放电球的放电间距取1.5-1.8mm/1KV，最后间隙距离还要根据实际情况进行微调。

二、室内防浪涌系统

主要对易受过电压破坏的设备，如发射机、计算机等重要电子设备加装过电压保护装置，能快速动作将能量泄放，从而保护设备不受损坏。

1、发射机房的防雷

通过地沟，将接地扁铁用气焊和锡焊方式与机房的接地紫铜带连接。机房采用共地的接地方式，即采用单点接地的原理，用25cm宽，0.8mm厚的紫铜带把所有电气设备的工作接地、保护接地、防雷接地相互连接，组成一个封闭式的大接地网。这种接地方式是现今国际上推举的最佳接地方式，其优点是一方面可以经济地取得比较低的接地电阻；另一方面可以把因地电位差而产生的破坏减到最小，使其电位差形成“水涨船高”的接地电位网络。

机房内各种电线电缆均从暗式线管、线槽中走线，强、弱电信号线分开，电缆桥架进行屏蔽，消除地线干扰。

2、电源系统的防雷

通过地沟，扁铁引入高、低压室和电源系统接地扁铁焊接。高压输电线采用屏蔽方式，将进入机房前100m的架空明线改为地下电缆进入高压室，缆线有金属外护层和接地扁铁紧密相连，并穿金属管道，衰减施加在电源上的电磁干扰和过电压能量。

在雷电波可能侵入的电源线路端口加装必要的雷电浪涌保护装置，将侵入系统的冲击过电压钳制到允许的范围。在机房高压进线处，安装一套金属氧化物避雷器；在电源进线系统低压配电盘处，安装一套真空放电装置；在稳压电源上安装雷电浪涌保护器等。

3、天调网络匹配室的防雷 安装静电泄放线圈

雷电的主要成分是直流，在天线输入端接入一只毫亨级的线圈下地，其作用可以有效地对静电构成良好的下地通路。而对中波广播发射频率则呈现很高的阻抗，对高频能耗极少，因此并接电感线圈下地，线圈对雷电流构成了良好的下地通路，可起到直接泄放巨大的雷电流作用。

接入隔离电容器

在天线引入调配网络前，串入隔离电容器（约1000pF至2200pF，耐压≧45KV），它对高频输出通路无妨碍，但对雷电直流可起到良好的隔离作用。

通过近五年的实际运用，在冰雪、霉雨、高温，特别是雷击等各种恶劣天气条件下，两部HARRIS DX-200全固态中波发射机均运行正常，播音质量优良，未造成停播事故，充分体现了中波台整体防雷保护的重要性、必要性，保障了广播发送设备的良好运行环境，为河南广播事业发展实现中原崛起的新局面做出了贡献。