中波台的防雷措施

中波台的防雷措施（精选6篇）

中波台的防雷措施 篇1

引言

随着科技的进步和发展, 广播发送设备也有突飞猛进的发展。目前, 广播发射机均已使用全固态发射机, 其输出功率均由多只MOSFET场效应管组合而成。功放模块虽然效率高, 但是其安全工作电压较低, 所使用的场效应管极易击穿而损坏, 为了防范雷电产生的强电压、大电流损毁广播设施及设备, 采取措施防范雷击是广播发射机天调网络的重要环节。而技术的进步和更新, 对天调网络的要求也越来越高, 须采取多重措施进行防雷。

1 雷电的特性

雷电是云与云之间或云与地之间产生的放电现象。

所谓雷击, 是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层或者是对大地之间迅猛放电, 也就是说, 是大气中携带正负电荷的云层碰撞时能量激烈释放的过程。它产生的强大的雷电流可达数十至数百千安培, 其时间极短:1~4us, 主放电时间为30~50us, 主放电的温度会达20000度, 它通过电磁效应, 静电感应以及直接雷击等作用对房屋建、工业设施、电气设备等造成巨大危害。

雷电雷击点通常选择在地面电荷最集中的地方, 也就是地面电场强度最大的地方。 (1) 地面上导电良好的地形特别突出的地方, 比附近其他地方密集了更多的电荷, 那里的电场强度也就越大, 成为遭受雷击的目标。 (2) 在地面上特别突出的地方离雷云最近, 例如旷野中孤立的大树、单独的房屋、小丘顶部、房屋群众中最高的建筑物的尖顶、高塔等都是最容易遭受雷击的地方。

2 避雷原理

避雷的原理就是采取措施把电荷导入大地, 使其不对高层建筑物或高塔构成危害。 (1) 对高大建筑物群做等电位连接线, 引下线接地。 (2) 把闪电的强大电流传导入大地, 从而防止闪电电流流经设备。 (3) 接地目的就是把雷电流通过低电阻的接地体向大地泄放从而防护设施。

3 天线的防雷

天线通常是附近最高的建筑物, 容易招引雷电。如果天线没有得到良好的保护, 由它引入的雷电将对发射机产生严重的破坏。雷击时, 由天线引进的雷电能量经打火隙入地。设放电电流为1000A, 若地阻是5Ω, 则塔基地电位就要瞬时上升到5k V, 而离它远处的地才是真正的地电位, 因此, 就会有很大的电流流入发射机。减少强大电流的措施一般有:

(1) 塔基接入放电球。当发射天线遭遇雷击, 天线底座造成极高的电压, 为了避免天线被雷击而产生的高电压进入发射机天调网络, 在天线底座用一对半球状金属放电球对地, 雷电产生的高压通过放电球对地放电, 使天线阻抗被短路入地, 发射机得到防护。

塔基放电球半径约为10cm, 两个半球最小间隙为1cm, 如果塔底高频工作电压峰值超过1万伏, 原则上按1k V/mm调整间隙。

(2) 减少地网地电阻, 天线地网是为射频信号提供回路, 减小地损耗, 提高天线效率, 同时也为雷电提供通畅的入地点。

(3) 接地要讲究, 地阻越小, 分流越小, 因此, 必须只有一个接地点, 机房也必须集中接地。

4 网络防雷措施

雷电的能量很大, 有极大的破坏力。人类至今对它的研究还很有限, 因此在天调网络须采取多重防雷措施 (图1) 。

(1) 加装石墨放电器。除天线基部安装室外放电球外, 在室内从天线输入端加装一对平行圆柱形石墨放电器, 其一端接天线, 另一端接地, 在接地引线上套有30-40只磁环。平行圆柱石墨的间隙可根据实际工作电压大小适当调节。

当天线遭雷击时, 石墨放电。石墨本身具有一定的阻尼放电作用。如果发射机处于正常运行期间天线遭遇雷击, 圆柱石墨放电器放电, 巨大的电流量通过接地引线流进大地, 穿于接地引线上的磁环产生反向电动势, 起到阻尼放电作用, 对发射机的高频能量不会完全短路。这样, 在发射机控制电路保护动作之前就起到保护作用。

(2) 微亨级的电感线圈Lo。天线串接一只微亨级电感线圈Lo到地, 由于电感线圈是由粗铜管绕制的, 而且铜管长度比较短, 其电阻分量很小, 雷电中的部分能量也通过Lo入地。

(3) 隔直流电容器Co。考虑到天线受雷击时, 还有一部分能量会经馈线去发射机, 为此, 又增加一道“防护墙”。Co的容量一般选择在1000~2000PF, 在中波频率上它不致产生过大的压降, 它的伏安量要选得大一些。当发射机输出功率越大时, Co选用的伏安量也应越大。

(4) 应用相移网络。在高频通路中的网络、传输线都会产生相移。当天线遭遇雷击放电球放电对地短路时, 发射机负载骤变, 这就容易造成发射机输出端过压, 损坏功放管。为了避免发射机负载骤变, 采用相移补偿网络, 其一端接馈线, 另一端接天调匹配网络。当塔基短路时, 在发射机保护动作之前, 发射机负载阻抗的变化还能够在允许承受的范围之内, 使网络负载的变化有个缓冲, 从而保护功放管的损坏。

移相网络的负载应为纯电阻w, w也是馈线的特性阻抗, 连接移相网络后其输入电阻仍为w, 输入电流和输出电流幅度不变, 但是有一相位差。即接入移相网络并不影响天馈线之间的阻抗匹配。移相网络可用T网络或兀网络。

由于天调网络的阻塞网络、匹配网络、隔直电容器Co、微亨电感Lo、甚至馈线的长短都在内的各元件组成, 各环节的相移计算比较繁琐, 在实际中采取测试法, 即:把塔基短路, 在不接入移相网络的条件下, 在机器出口处测阻值, 此时机器的出口处应为短路状态, 如果不对, 应微调之。移相网络可用输出网络中的微调网络替代。

5 结束语

广播发射台采取的防雷措施的好坏, 直接影响着天调网络的好坏, 而天调网络又影响着发射机功率的发射, 影响着发射机的工作效率。所以说天调防雷措施的应用不仅是天调网络的一个重要环节, 也是广播发射机整个系统中不可缺少的一个重要环节。

摘要：由于广播发射天线极易引雷, 如果天线没有得到良好的防护, 雷电将从发射天线直接进入调配室, 经过调配网络又进入发射机房破坏发射机及器件, 因此, 对发射台发射天线及其天调网络必须采取多重的防雷措施, 确保广播设施的安全。

关键词：天线,天调网络,防雷

参考文献

[1]张丕灶, 刘峰, 等.全固态PDM中波广播发送系统原理与维护[M].

中波广播发射台的防雷措施研究 篇2

从我国目前的广播发射台建设类型来看, 中波发射机的防雷设备通常都是安装在天线底部和天调网络当中进行放电来实现的。而中波发射天线一般都是使用垂直单桅杆拉线修建而成, 并将其与地下的接地电网相连接。接地电网主要是指发射塔底部为圆心深度1.2m的土壤呈现辐射状敷设的铜质电网。通过减小天线辐射频率能够大大减小电流的耗损, 无论是天线还是馈线都对设备防雷有一定的效果。虽然具有一定的防雷效果, 但是当电流倒送到发射机并流量过大时, 瞬间的大电流将直接对发射机造成损害, 因此仍有部分发射机会收到雷电天气的影响。

1 发射台内部防雷体系分析

遵循从内到外的原则, 我们应该明确划分大楼的各个区域, 这样的划分能够让雷电保护措施更加有针对性, 进而达到控制大楼雷电脉冲的目的。而发射台大楼大多由金属框架和钢筋混凝土所组成, 因此内部电磁场将会逐渐减弱, 因此, 设备受到雷电打击的几率极小。但是在大楼雷电防护范围以外的位置则非常容易受到雷击的损害。在这种条件之下, 发射机的安装位置必须距离建筑墙体一定的位置, 一般来说建筑中低层位置是最佳的。这样的安置方式就能够保障发射机处于保护区域以内。同时还应该准确保证大楼金属管道、线缆和构件斗鱼电位端子箱的接地线相连。发射塔的电位应该使用总等连接的方式进行处理, 对穿过防雷区域的金属物体必须做等电位连接。这方面措施的落实应该在底层等电位端子箱。为了让雷电磁场不会影响到发射机的运转, 应该最大化的排除相应的电磁干扰因素, 建筑内的设备应该通过连接建筑物等方式让其具有良好的电磁屏蔽效果。

2 中波发射台防雷的重要性

由于发射台大楼多数是由钢筋混凝土等金属材料修筑而成, 因此大楼内部都会有一定的区域属于雷击防护区。在这样的一个区域内可以对雷击问题进行有效的防控, 避免产生较大的雷击干扰和破坏。而当发射机处于这样的一个环境中, 中波信号的发生效率和质量都将大大提高, 所产生的工作积极效应也是非常明显的。

使用以上的焊接避雷针和避雷器就能够构建出一套接闪装置, 而这套装置将能够充分避免天面卫星等装置受到雷击的影响, 建筑物上所有突出的金属物件都应该与之相连接。建筑物的防雷引下线通常都是与建筑物主体钢筋焊接而成, 对于引下线的顶端焊接通常是使用接闪焊接而成, 底端则可以使用可靠焊接。确定并负责外围的工作任务和目的可以使用密码钥匙KINI, 进而确定用户的实际操作方式和内容;根据用户的不同等级赋予相应的权限和对其提供相应的技术服务。

3 中波广播发射台防雷技术问题改进措施和新防雷技术

根据当前的技术发展现状来看, 中波广播发射台的防雷措施原则和技术改进途径作者认为应该从这几个方面切入:必须定期对地网进行监督维护, 发现问题时必须对其进行及时维护和修补, 这主要是因为地网周围的农田或工业设施等因素都有可能对地网造成程度不一的损害, 可能还会因地网底部的电阻抗力参数不稳定进而导致中波发射机的运转参数数值出现波动问题, 一般情况下, 地网中的电阻值都有可能因为由于以上因素而不能将电流更好的导出;同时地网中各区域的放电球维护工作也是非常重要的, 由于中波发射台的建筑特点和设备安放方式, 放电球非常可能与周边的金属物件产生一定的连接现象, 甚至可能导致金属物件出现生锈问题, 进而导致电网的电阻值过大;防雷体系中的接地线必须要足够的粗, 一般情况下接电线是越粗越好, 这样的导电效果是非常良好的, 反之, 如果接地线过细, 那么大楼中波发射机的防雷击效果就将大打折扣, 让其受到较大的影响;必须要保证石墨球和基座之间的宽松程度, 也要保证两个石墨球之间的性能平衡, 其主要的目的就是为了保证接点之间不会出现打火问题, 降低接点的打火率, 这样也将大大降低雷击问题对中波发生器产生的影响。

最新型的防雷装置, 离子型接地器的外壳由紫铜合金构筑而成, 使用紫铜构筑而成的外壳不仅能够提高导电的质量和效率, 同时还可以大大缓解防雷装置在使用时的疲劳度, 提高避雷装置的使用寿命。离子接地装置主要利用装置顶部的呼吸孔、底部的释放孔和装置内部的电性等离子化合物对雷电磁场进行科学的引导, 这种先进的导电技术也将大大突破原有地形、环境等因素的限制, 进而让发射台能够在山地、海岛等广阔区域具有更加良好的信号传播效率。水分含量的多少将直接决定了电离子的浓度和接地电网区域土壤中的电阻率。如果土壤中出现高电阻率, 那么高电阻率将会随着自有离子的流失逐渐上升, 并且最终达到一个峰值。因此, 想要土壤中具有较高的电阻率, 首先就应该增加土壤中的自有离子量, 同时解决接地土壤中电阻率过大等问题。让导电设备不断的做潮解动作, 离子接地装置就可以通过呼吸孔和释放孔, 首先吸收空气当中的水分, 然后潮解水分中的离子接地化学晶体, 最后将其变为相应的化学溶液从释放孔中流出。覆盖土壤应该尽量深入底层, 进而才可以将土壤中的自有离子数量有所增多, 也只有大大降低电阻率才能够让土壤变为高导体, 才能够让其具有强大的渗透功能, 也正是由于有了这样的优越能力才能够让传播器岩石、土地等区域良好的运转。所以, 只要让等离子接地装置具有较强的稳定性, 才能够让其具有产生自有离子不断得到补充, 虽然接地离子会随着埋设时间的增多电阻率会逐渐下降, 但是在正常情况下运转时间也可以达到三十多年, 如果土壤条件较好甚至可以达到四十年。现阶段, 随着绿色低碳理念的发展, 也为了促进低碳理念的融会贯通, 中波发射台的防雷措施也应该融合绿色化的理念, 防雷接地装置也应该做好污染防治工作, 因此无需对其进行频繁的系统维护工作。新型的离子接地装置不仅具有占地小、适应能力强和工作效率高等优势, 而且还具有较强的技术兼容性, 能够随着科学技术不断的发展融入更多的技术, 进而逐步强化离子接地技术的导电效果。

目前, 随着科学技术的发展, 中波广播发射台的防雷措施和能力也得到了全面的强化, 各环节的防雷措施和能力大大提高, 现阶段, 更多的人们也看到了防雷技术的优越性和实际效能, 所以, 我们必须要对其进行深度的研究。

4 结束语

总而言之, 通过了解系统内外部的综合能力和运转状态, 对广播台防雷措施进行了全方位的技术分析, 离子接地技术的优势也逐渐显现了出来, 这不仅能够大大提高工作效率, 还可以具有强大的环节效益和经济效益。

参考文献

[1]吴熙澜.中波广播台的防雷技术措施探讨[J].中国传媒科技, 2012, 8:129-130.

[2]赵健林, 刘元林.浅析中波广播台的防雷技术[J].科技传播, 2011, 5:227+221.

中波广播转播台的相关防雷措施 篇3

关键词：中波广播转播台,四级放电装置,防雷措施

自然灾害的出现是无法控制的,但我们可以在自然灾害发生前做好相关预防工作,从而尽可能降低自然灾害产生的不良影响。

1 中波广播转播台防雷技术措施在应用中出现的问题

1.1 防雷效果不佳

在中波广播转播台防雷工作的开展中,首先需要面对防雷效果不佳的问题。当前,中波广播转播台中使用的金属放电球、发射机内放电球、石墨放电球的间距比较大,这就使中波广播转播台的实际防雷效果并不是很好。面对这种问题,安装人员就必须按照国家设计与规定标准进行放电球安装以及间距调整。中波广播转播台由于自身运作及结构特点,使其成为了一个天然的引雷装置,非常容易在雷雨天气遭到雷电袭击。中波广播台转播塔都安装在地势相对较高的地方,加之其塔身都在百米左右,这就使雷电极易对其进行袭击。面对这个问题,必须采用科学的设计方式为其进行雷击后的放电保护处理,而设置实际放电装置是一种可靠措施。在设置四级放电装置过程中,一定要注意掌握各个放电球之间的间距。一般而言,在常温常压情况下,放电球的间距为1 mm间距耐压1 kV。但是,根据中波广播转播台所在地的气候条件等因素可以设置为1mm耐压500 V。

1.2 地网受到损伤及破坏

中波广播转播台在运转过程中,地网非常容易遭受损伤与破坏。这是因为经常会有在铁塔下方进行农耕的村民,他们在进行农作物种植时无意识地就会将地下的铜线铲断,从而使放电出现阻碍,影响铜线发挥作用,从而使中波广播台的整体稳定性大打折扣。在进行勘察分析中还发现,一旦地网遭受损伤以及破坏,进行直播的中波广播台系统就会自动将铜箔带电量降低,从而产生电击威胁,给人们的生命带来严重安全隐患。

2 中波广播转播台的相关防雷措施

2.1 完善地网与放电球的维护工作

面对中波广播转播台防雷中出现的问题,首先专业人员应对地网进行定期定时检查,一旦发现问题应及时上报并马上解决,从而避免材料老化等问题,以及域外人员破坏导致的地网瘫痪或损伤问题,保障中波广播电台的稳定性。其次,由于地网在地下分布广泛,若突然发生故障必然会使维修难度系数增加、中波广播电台无法正常工作,从而造成不可挽回的经济损失。因此,专业维护人员应做好对地网的定期保养与维护工作,提高地网运行的可靠性,避免故障问题发生。与此同时,放电球的维修护理工作绝对不可疏忽大意,由于电阻会受到放电球的剧烈影响,所以一旦放电球发生问题必然会引起电阻值变大,从而使电流释放受到阻碍,最终导致中波广播转播台的工作无法正常开展。

2.2 做好室内外防雷措施的布置

首先,需要安装有效的避雷装置。比如,在中波广播电台的关键位置安装避雷针、避雷网等。通过安装相关避雷装置,使铁塔、电缆等设备免受雷电袭击或者降低损伤程度。在安装避雷装置的过程中,需要对整个中波广播电台进行勘察,选择科学的安装位置,避雷装置的安装应保持一定安全距离,从而防止某一部分遭受雷击后出现可怕的连锁破坏反应。其次,应选择具有屏蔽作用的电缆。在进行室内外信号系统与铁塔连接的过程中,需要选择屏蔽性能较高的电缆,从而提高信号的传输可靠性以及抗干扰性,并提高对工作人员的安全保障能力。再次,在中波台防雷措施中,接地技术是最为重要的。因此,在安装波转播台信号传输系统及设备的过程中,工作人员要对发射塔、接收设备等进行严格的接地检查,以免因出现漏洞致使信号系统遭到雷电电磁脉冲的屏蔽破坏。同时,应做好连接介质选择。在选择通信接口时,应重视室内转播台数据传输线安装中连接电路的介质,为提高数据接口信息传输的可靠性与安全性,一般选择光纤电缆最佳。最后,应做好防雷报警装置在室内的安装。将防雷报警装置安装在中波广播转播台系统内容含有电子器件的设备中,在第一时间确定出现问题或故障的系统零部件,为开展维修工作争取宝贵时间,从而提升防雷效果,使中波广播转播台在雷雨天气因雷电袭击受到的损伤与破坏降至最低。

3 结语

中波广播转播台在信息传播过程中的作用重大。本文通过简要分析中波广播转播台的防雷措施,为进一步提升中波广播转播台的防雷能力提供建议,从而使其更好地规避雷雨天气的重大安全隐患。

参考文献

[1]邵明贵.新建中波广播发射塔防雷措施探讨[J].西部广播电视,2014(22).

[2]王涛.强化管理促进广播中波转播台稳定发展[J].科技视界,2015(35).

中波天调网络的防雷措施探讨 篇4

1 雷电特征与性质

雷电放电的现象产生于云与云、云与地等之间,而雷击主要是部分携带电荷的云层和另外一部分携带异类电荷的云层、大地之间进行了迅猛的放电。换言之,为大气中所携带的不同性质电荷在云层中产生了碰撞,在激烈的能量下实现释放的一个过程。在此过程中有比较大的雷电电流产生,高达千安培之多,并且时间较短,通常是1~4μs。其放电的时间约在40μs左右,而温度则会达到20 000℃。它经过电磁的效应、静电感应等进行直接式雷击,将其作用在了各建筑物和设备上,造成较大的损伤。雷电、雷击点普遍选取在陆地电荷比较集中的部分区域,也就是说在地面上有较大电场强度之处。通常情况下,在地面上比较突出且有着良好地形和导电性能,是雷击的主要目标。另外,突出的建筑物附近,如野外孤独的树木、小的丘陵顶端以及高塔等,皆是易受雷击损失的区域。

2 探讨中波的天调网络实施防雷主要措施

在建筑物的附近其天线处于较高位置,极易招引一些雷电。若天线未能进行规范保护,其招引的雷电就会严重破坏发射机、天调网络等。因此,雷击防治措施要严格遵守以下规则:首先是要在地网中减小接地的电阻,进而为其射频信号供给了回路;同时,还为雷电供给了顺畅的入地点。其次是雷击电压会随接地电阻呈正比变化。要想电位差得到有效降低,就务必要集中进行接地。现在络予天调网的防雷额措施主要有以下几种。

2.1 天线的基底部要使用高频扼流圈进行接地

在中波天线的防雷措施中最重要的就是将高频扼流圈应用于接地,基于天线就设有其扼流圈接地装置,能够在空中就把带电云团进行集聚,其中静电荷需要通过天线体实现和大地间的接通以及扩散。因此,天线会泄放掉那些不等的带电云,进而减少了天线中电荷的放电次数,其周围带电云的电荷不能实现泄放。当其电场强度达到至能够击穿空气中绝缘层时,就会实现即时放电。其中空气能被击穿的电场有效强度约是:25~30 k V/cm,因此此种措施能够在铁塔中充当避雷针,作为有效措施得以应用。

2.2 天线基部设有放电球

在天线的基底部位安放电球,并对天线在放电时的放电电压予以电压值的界定,将其用以防治空气中大气层由于电云产生的一些变化,这主要是由于带电云在其中聚集了大量的电荷,从而超过了放电球对安全电压的界定,这时就需安装放电类装置。借助放电球实现了大量的放电,令大量电荷在短时间内得以扩散,同时天线的后端设备也规避了雷电损害,因此在天线的底部有必要安置放电球。此外,还应注意当雷雨多发季节来临的时候,最好在此之前检查放电球的间隙是否还符合规定的标准,保障发射机能够在正常状态下工作与运行。

2.3 在天调网络中设置石墨类放电球

不仅可以在天线的底部其半圆形状金属处置放电球,还可在并联的两端(圆柱形)放置石墨类放电球,并且间隙可以调整。同时,具有较好的放电特征以及性质,放电过程中电压产生的变化会随面积增长呈现出降低变化趋势。其石墨类放电球在原则上间隙为1 mm/k V,要求石墨类放电球某一端要有良好的接地,并要在其接地端串联约有45 W左右的小磁环,当天线遭受雷击之时,可以在发射机中提升其短路的射频阻抗,进而实现了对发射机保护目标。

2.4 发射机采用高驻波保护和激励封锁

针对天线实施的防雷措施还有高频激励的封锁、高驻波等保护,铁塔的天线由于多数建设在野外,故在雷雨天气中极易受到影响,进而令天馈线产生打火放电现象,较大功率的一些发射机经常会馈送至天线内较高的电压,若产生放电、打火等现象就难以及时熄灭电弧,较易损坏天馈线中的绝缘部分。与此同时,令发射机引发失配事故,且在馈线之上产生驻波,致使发射机无法维持正常工作的状态,严重的则损伤设备的元器件。为此,要求其天线在某处进行放电之时,需立即消除激励进而确保能够及时熄灭电弧,以至于在及时熄灭电弧之时还可及时地恢复其馈送信号,此种瞬时的封锁激励可应用在天线封锁保护设备中,确保广播在播出时的安全。

2.5 运用隔直流的电容去匹配其网络的入口处

雷电能量由于主要集中至低频、直流等部分,运用隔直流的电容能够防止其雷电能量经天调网络而后进入发射机中,通常情况下都是选用1 000~3 000 p F,作为防雷的元器件,最好选用较大的伏安量与耐压值,将其匹配在网络的入口处。

3 结语

由于防雷质量直接会影响到天调网络的运行,且直接关系着发射机整个系统实现安全工作的效率。因此,对天调网络实施防雷措施能够规避雷害等事故的产生,确保各项工作正常进行。对广播等设施务必要做好相关防雷处理,其避雷效果的好坏在于接地装置。其地线在接地电阻上也务必达到防治技术的要求,尤其是越小越好。只有这样才能实现泄放雷电流并且迅速扩散。另外,提升电器设备在绝缘方面的性能,并进行避雷防护管理,将其作为系统的重要环节之一。

摘要：电网或铁塔的天线多数都是建设在野外地区,基于广播等天线或是馈线在使用中经常易引雷,若不能对雷电进行有效防护,就会令发射机无法实现正常的运行,严重则损伤内部元器件。所以,针对发射台的发射天线、天调网络等务必实施多种重要防雷措施,进而确保广播等设备能够安全运行。文章主要针对中波类型天调网络在防雷措施方面展开探讨。

关键词：中波,天调网络,防雷措施,探讨

参考文献

[1]王呼达古拉,周鑫,马宏.中波天调网络的防雷措施[J].科技创新与应用,2014,6(32):96.

[2]殷勇.中波天调网络的防雷[J].网络通信,2013,2(36):18-19.

中波台的防雷措施 篇5

1 雷电的特性

雷电是一种大气中带有大量电荷的雷云放电的结果。雷电放电, 有时在云层与云层之间进行, 有时在云层与大地之间发生, 这后一种雷称之为落地雷, 落地雷强大的雷电流可达数十至数百KA, 其波形如图一所示。其波前时间为1~4μs, 主放电时间为30~50μs, 陡度在7.5Ka/μs左右, 主放电的温度会达20, 000度, 使周围的空气猛烈地膨胀, 并出现耀眼的闪光和巨响。雷电是通过电磁效应, 静电感应以及直接雷击等作用对房屋建筑, 工业设施, 电气设备造成巨大危害作用的。

2 天调网络

中波广播因其波长太长, 天线振子精加工困难, 所以利用电容、电感器件实现天调网络阻抗变换。中波天调网络, 是中波广播发射机输出口与中波发射天线之间的阻抗匹配转换电路, 中波发射机射频信号输出, 必须通过天调网络进行阻抗匹配变换, 才能送到天线发射, 否则、会出现反射大、天线输出效率低等现象。

3 天线的防雷措施

天线通常是附近最高的建筑物, 容易招引雷电。如果天线没有得到良好的保护, 由它引入的雷电将对发射机产生严重的破坏。雷击时, 由天线引进的雷电能量经打火隙入地。设放电电流为1000A, 若地阻是5Ω, 则塔基地电位就要瞬时上升到5k V, 而离它远处的地才是真正的地电位, 因此, 就会有很大的电流流入发射机。

减少强大电流的措施一般有两条:

(1) 减少地网地电阻, 天线地网是为射频信号提供回路, 同时它也为雷电提供通畅的入地点。

(2) 接地要讲究, 地阻越小, 分流越小, 因此, 必须只有一个接地点, 机房也必须集中接地。

4 网络防雷措施

雷电的能量很大, 有极大的破坏力。因此在防护问题上必须采取多重防雷措施。

(1) 石墨打火隙装置。除天线基部已安装放电球外, 还可在调配室里接入一只石墨放电装置, 从而减少了天线基座上雷击引进的放电电压变化。由于变化的减小, 可以避免发射机功率放大器中使用的半导体器件的损坏, 也减少了由发射机在保护动作前由本身输出功率引起的放电的次数。

在放电隙接地线 (通常用金属杆) 上, 穿套约40~50只磁环, 发射机正常工作时, 它不起任何作用;但当天线受雷击拉弧短路, 而发射机保护动作发生之前, 可以提高短路阻抗, 从而保护了发射机。因为雷电的主要能量是直流和低频, 所以它不影响雷电的入地通路。

(2) 微亨级的电感线圈L0。天线串接一只微亨级电感线圈L0到地, 用它代替传统的毫亨级的静电泄放线圈。由于电感线圈是由粗铜管绕制的, 而且铜管长度比较短, 其电阻分量很小, 雷电中的部分能量也通过L0入地。

用毫亨级的静电泄放线圈, 在中波波段上, 不会影响天线阻抗的匹配, 现在用微亨级的L0, 要考虑它对天线阻抗的影响。计算时利用串并互化公式把它和天线阻抗一起等效为一个新的阻抗。

(3) 隔直流电容器装置C0。考虑到天线受雷击时, 还有一部分能量会经馈线去发射机, 为此, 又增加一道“防护墙”。C0的容量一般选择在1000~2000PF, 在中波频率上它不致产生过大的压降, 但是它的伏安量要选得大一些。当发射机输出功率越大时, C0选用的伏安量也应越大。

(4) 移相网络。负载短路通常是铁塔基部出现雷击放电时引起的。因此为了有效防止雷击对功放管的损坏, 必须保证在塔基短路时, 发射机出口处也是短路状态。根据长线理论, 要做到这一点就必须使这两点的相位差为180°的整数倍, 从发射机到塔基的所有部件, 包括馈线的长短, 高频滤波器, 匹配网络, 隔直电容器C0, 微亨电感L0在内的各元件, 都会有一定的相移引入。综合后的相移通常和π的整数倍有出入, 为了把相移补偿到π整数倍, 通常可插入移相网络, 接入移相网络不影响天馈线之间的阻抗匹配。

5 结束语

雷电的危害目前的技术还不能彻底杜绝, 但我们可以尽最大可能降低危害。采取多方位多层面安装避雷设施, 按照及早预防, 减少危害, 勤于检测, 积极维护等一整套实际可行的防雷方案, 充分保障了全固态中波发射机在我台得到很好的应用, 为安全播出奠定基础。

参考文献

中波台的防雷措施 篇6

2015年11月26日,云南东川696台中波小天线更新改造项目通过云南省新闻出版广电局领导及技术专家验收组的竣工验收,标志着中波小天线在我省首次成功实践应用。

在天线场地被侵蚀、地网“被破坏”的情况下,东川696台采用中波小天线技术,不仅改善了台站发射系统基础设施条件、增强了安全播出手段、确保安全播出的同时,也不影响播出效果、不消弱覆盖范围,为群众收听中波广播节目提供了有力保障,对其他天线场地被侵占、破坏的台站采用中波小天线技术改造开创了先例,为50kW以下的中小功率中波发射台站天线的新建、改建、扩建提供了一个成功的经验启示。

1 中波台现状

在云南省,甚至全国多数省份,中波台建台时间较早,铁塔老化、场地被侵蚀、地网“被破坏”等现象越显突出,部分台站天线铁塔急需更新改造。然而,伴随着经济社会的快速发展,征地价格变得越来越高,造成传统天线铁塔更新改造成本水涨船高,它制约着中波广播事业的进一步发展。

2 双锥中波小天线的设计原理

双锥中波小天线是经典电磁场理论的创新应用,它将传统天线理论的天线原理、加感方法、谐振原理和边界原理有机结合起来,有效解决了中波天线小型化遇到的发射效率低和宽带过窄等难题。

2.1 理论创新

对天线经典理论中的双锥模式加以变通改造,既摆脱了传统地网,又降低了天线高度,形成了效率和带宽令人满意的双锥中波小天线。受无限长双锥特性的启发,选取90°锥角数据,截取有限长尺寸,利用过渡性边界条件弥补损失,摆脱天线理论的制约,使其输入电阻达到令人满意的水平。

2.2 匹配应用

双锥小天线使辐射器工作在“真谐振”状态,利用改善矩形系数的办法来提高天线的性能,确保了带宽和增益等电性能满足基本要求,并做到频率、Q增益、驻波比和带宽等多元可调可控。

2.3 设计可靠

创新的双锥结构、独特的介质腔体、特殊的材料及独到的工艺结构,实现了准铰链连接和多重防护结构一体化,保证了双锥小天线长期安全可靠运行。

3 双锥中波小天线的特性及选用指标

目前,双锥中波小天线是唯一经国家新闻出版广电总局验收认可的中波小天线。具有占地面积小、架设维护简单、机强度高、抗风抗震能力强、无需地网等特点。

3.1 与其他天线相比所具的特性

双锥中波小天线与传统铁塔相比较,具有自身一些特性(表l)。

3.2 技术规格和指标

1.工作频率:531～1602kHz

2.输入功率:1～50kW (含双工运用总功率)

3.特性阻抗:50Ω

4.载频驻波比:VSWRf0≤1.1

5.传输宽带:△f0.5dB≥9kHz

6.天线增益:≥1dB (不低于A/4铁塔天线)

7.抗风强度:12级以上

8.抗震烈度:7度以上

9.使用寿命:不低于30年

3.3 优点

1.效率高

覆盖范围、覆盖效率不低于传统铁塔天线,高于单锥小天线。

2.近场干扰小

无论是地面架设还是楼顶安装,其近场干扰达到传统铁塔和其它有地网天线干扰水平的一半以下,堪称绿色天线。

3.稳定性好

一是因为没有地网,几乎不受降水、植被等环境条件影响;二是加顶结构为立体结构,无论是垂直面,还是水平面都可以抵抗不同方向的风,完全解决了V型天线结构的缺点;三是天线体采用套筒钢结构,完全可以抵抗10级以上台风;四是天线体采用热镀锌钢结构,加顶结构为立体不锈钢结构,抗腐蚀性能高,可以做到免维护。

4. 安全可靠寿命长

采用稳定性较好的结构内拉线,从根本解决了安全可靠性问题。使用寿命不低于30年。

5. 可双频共塔

如同传统天线双工运行一样,它的高频、低频比率满足规范要求(一般不小于1.25)。双锥中波小天线双频共塔时高频、低频的比率要求在1.22～1.60之间,同时低频频率一般不低于720kHz。

3.4缺点

1.功率容量不大

只适合应用于50kW以下的中小功率中波发射台,这是由于大幅度减小了尺寸而又要得到相同的辐射效率,致使在同等功率情况下,辐射器周边的功率密度和电位梯度必然大大提高。

2.制造成本相对较高

大面积的钢结构下锥体和支撑结构是其它天线所没有的,大规模无缝钢管结构和特种绝缘材料、特种工艺、防护措施和考究的网络器件等导致成本增加。

4结束语

双锥中波小天线是一种实用小型中波发射天线,它取消了地网设计,将天线的占地面积从几十亩减小到几十平方米,非常适合架设到高地或屋顶,既可以做到均衡、合理的覆盖,又减少能源消耗、降低电磁污染。

机遇和挑战并存,双锥小天线技术为中波天线铁塔更新改造提供了一种有效的借鉴方式,给中波广播电视事业建设带来了宝贵的发展机遇,它的推广应用必将对中波广播发展做出更多更积极的贡献。

摘要：双锥中波小天线是一种实用型发射天线,适用于50kW以下的中小功率发射台。文章简要介绍双锥中波小天线的设计原理、物理特性及在云南省中波台的首次成功应用,为中波台站铁塔天线更新改造提供一定的经验启示。

关键词：双锥中波小天线,原理,性能

参考文献

[1]天线广播电视技术手册[E].第7分册.国防工业出版社.

[2]张立阳.50kW鞭-锥中波小天线设计与实践[J].广播与电视技术》,2009年第2期.

[3]中波小天线知识问答_mouldli.(http://blog.sina.com)[OL],2012.

[4]王磊.双锥中波小天线原理简介[J].科技促进发展,2010.

[5]邢长祥,李乐平.架设在5层楼楼顶的双锥中波小天线[J].电声技术,2014.