中波发射机防雷技术初探与解析

摘要：为确保中波发射机免受雷击损害，采取了一系列防雷措施。在电源处设置多级防雷器，通过逐级限压有效避免雷击过电压对电源的危害。对于音频系统，则安装同轴式浪涌保护器和线缆屏蔽，以提升防雷效果。在接地系统方面，布置了由紫铜板、粗铜棒和降阻剂构成的防雷地井，以增强接地性能。针对天馈线系统，设计了包含金属球放电、微亨级电感、石墨放电器和隔直流电容的四级防雷电路，提供全面保护。此外，还总结了机房防雷布置的经验，并强调定期开展防雷检查的重要性，以确保各项防雷措施的有效性。这些综合防雷措施和实践经验，为中波发射机的防雷保护工作提供了有益的参考，有助于提升其运行的安全性和稳定性。

关键词：中波发射机；防雷设计；石墨放电器；隔直流电容

在当今传媒行业中，广播电台依旧保持着其不可替代的地位，而中波发射机作为广播电台的重要设备，其稳定运行对于保障广播信号的质量至关重要。然而，中波发射机在运行过程中，特别是在雷雨天气下，面临着雷击的严重威胁。雷击不仅可能导致设备损坏，还可能造成广播信号的中断，严重影响广播电台的正常工作。因此，对中波发射机的防雷技术进行深入的探索与解析显得尤为重要。本文将从中波发射机的防雷现状出发，分析雷电对中波发射机的影响，并探讨有效的防雷措施。旨在通过本文的研究，为提升中波发射机的防雷能力提供理论依据和实践指导，确保广播电台在恶劣天气下仍能稳定、高效地工作，满足广大受众的信息需求。

1中波发射机的电源设备防雷技术

直击雷和感应雷都会使输电线路产生高压电流，严重时直接烧毁电源和线路上的电气设备，因此中波发射机的电源防雷设计尤其关键。最直接的方法是在电源附近加装防雷器件，如压敏电阻、瞬态抑制二极管等。这些防雷器件在中波发射机正常运行时呈高阻状态，一旦遭受雷击出现过电压情况，会迅速导通发挥泄压作用，从而避免瞬时高电压、强电流对电源设备造成损害。压敏电阻是一种由氧化锌等金属氧化物半导体组成的非线性电阻，将其安装在电源附近，在发生雷击后压敏电阻两端电压超过阈值，此时压敏电阻的阻值迅速增大起到抑制异常高电压的效果。在电源防雷器件中，压敏电阻的应用优势在于反应速度快、流通容量大；但是缺点也比较明显，如容易出现漏流现象，自身的老化速度快，应用成本较高。为了解决单一防雷器件在实际应用中存在的弊端，近年来电源多级防雷系统得到了推广应用。在PDM1kW全固态中波发射机中使用电源多级防雷系统，利用该系统中的多个避雷器达到逐级限压的效果，将发生雷击后产生的瞬时高电压分多级降低至较低水平，避免对电源及播出设备造成损害[1]。

2中波发射机音频系统的防雷技术

音频系统受到雷击除了会导致音频信号质量下降或者直接中断外，还会损坏音频设备，因此需要对中波发射机的音频系统采取防雷措施。结合音频系统的结构，可采取以下防雷措施：第一，在卫星接收机的输入端和高频头的输出端分别加装一台同轴式电涌保护器。作为一种常用的电路防雷设备，电涌保护器能够在电气回路或通信电路遭受雷击产生瞬时大电流的情况下，在极短时间内导通分流，避免浪涌对电路中的音频设备造成损害。同轴式浪涌保护器具有保护通流量大、响应速度快、性能稳定可靠等优势，对提高中波发射机音频系统的耐雷水平有良好效果。第二，对音频系统的输入馈线及其他裸露在室外的线缆均采取屏蔽措施，如将线缆从中空金属管内穿过，也能起到很好的保护作用。第三，在播控台和监控系统分别安装一台稳压电源，当中波发射机遭受雷击出现瞬时大电压后，利用稳压设备削弱电压冲击对音频设备造成的不良影响

3中波发射机接地系统的防雷技术

PDM1kW全固态中波发射机在运行时处于高频高压环境，这种情况下接地系统防雷性能直接影响整套设备的安全与稳定。在设计PDM1kW全固态中波发射机的接地系统时，要保证变压器可靠接地；使用绞合铜线作为发射机的高频地线，一端连接发射机，另一端连接机房外部的高频接地井。按照“一房一井”原则布置得井，深度约为3m，宽均为1.5m。在接地井的底部水平放置一块厚度为5mm、边长为1m的正方形紫铜板，在紫铜板的中心点焊接一根粗铜棒作为引线。引线与井壁之间的空隙中填入由木炭、工业食盐等混合而成的降阻材料。地井的接地电阻控制在5Ω以内，可以起到很好的防雷效果，保证PDM1kW全固态中波发射机稳定运行[2]。除了布置得井外，合理选择接地点也是接地系统设计中必须考虑的技术要点。原则上，PDM1kW全固态中波发射机的外壳接地、射频输出接地、音频设备接地均在同一地点，但是在实际布置时为了节约成本，可以使用一根线缆将多个接地点串联起来然后集中接地。高频、音频及电源的接地线要保持一定距离，尤其是高频接地与音频接地不得串联，两个接地点之间的最短距离不应小于10m，以避免出现串扰影响播出质量的情况。中波发射机机房内的接地网包括工作地网与建筑地网两种类型，两种接地网要独立布置。在铺设接地网时，需要将避雷针接地、建筑接地、电源接地等统一起来，让不同设备可以做到等电位连接。当遭受雷击并且电路系统中产生较大电流后，可以让多台设备均摊电压和电流，从而避免出现某处电流过大烧毁设备的情况。同理，发射机房内的其他金属物体（如金属门窗、设备外壳等）也要采取等电位连接方式，如果电位相差过大，还可以考虑在连接线路中加入均压环，以达到缩小或均衡电位的效果[3]。使用具有良好导电性与耐腐蚀性的紫铜排作为接地体，与中波发射机机房的接地线采用焊接的方式连接，能够有效降低接地电阻，提高防雷效果

4中波发射机天馈线系统的防雷技术

天线和馈线作为PDM1kW全固态中波发射机的重要组成部分，也是防雷保护的重点。特别是布置在最高建筑物上的天线容易招引雷电，因此应根据天馈线系统的组成结构采取科学的防雷措施。在天线与发射机之间布置四级防雷措施，分别是金属放电球防雷、微亨级电感防雷、石墨放电器防雷、隔直流电容防雷。当中波发射机的天线受到雷击后，产生的瞬时大电流会沿着天线自上而下传导。受到天线结构与形状的影响，面积较大的天线底座上会形成极高电压。基于这一特点，可以通过尖端放电的方式在天线底座上安装一对半球状的金属放电器。金属放电球的直径为10cm，两个金属半球处于对称位置放置，间隔距离10～20mm。在中波发射机正常运行时，金属放电球可以保障正常播出；在遭遇直击雷后又能快速泄放过量的电荷能量，发挥防雷作用。在遭遇直击雷后，一个高效的防雷系统能够迅速响应，将过量的电荷能量通过预设的路径快速泄放至大地，从而有效减轻雷击对设备的冲击，充分发挥其防雷保护作用，确保设备的安全稳定运行。

结束语：

综上所述，雷击对全固态中波发射机的安全运行构成了严重威胁，其突发性和严重破坏性要求我们必须采取综合防雷措施来有效应对。结合全固态中波发射机的结构特点和防雷要求，我们提出了针对机房、电源系统、音频系统以及天馈线系统的多项防雷措施，旨在全面提升发射机的防雷水平。同时，我们强调了防雷系统的检查、维护和防雷接地电阻测试工作的重要性，这是确保防雷装置运行可靠、保障发射机在雷电频发时仍能安全稳定运行的关键。未来，我们将继续深化防雷技术的研究与应用，为全固态中波发射机的安全运行提供更加坚实的保障。

参考文献：

[1]黄茹，吴昊.DX系列中波发射机联锁电路分析及故障解决方法[J].广播电视网络，2022，29（11）：113-115.

[2]赵体辰.中波广播发射系统的防雷措施[J].电视技术，2022，46（11）：96-98+102.

[3]连战伟.防雷保护技术在中波广播发射台的应用[J].西部广播电视，2022，43（2）：231-233.