关键词：雷电、雷击、天线防雷、调配网络防雷、馈管防雷、接地
连云港中波发射台于2004年6月搬迁到东海县浦南镇太平村，太平村处于城市郊区，靠近海边。连云港中波发射台有108米高自立塔一座，76米高自立塔两座。由于108米、76米高的铁塔矗立在空旷的平地上，太平村又是多雷区，在雷雨季节天线必将遭受雷击。我台在搬迁时也考虑了防雷的问题,但是根据我们在原台址孔望山中波发射台的经验，只要在天线、调配网络采取相应的防雷措施，就可以避免雷击。可是发射台搬迁到了浦南太平村后，经过两年的运行，我们发现已有的防雷措施无法防雷，我台的PDM发射机无论功率大小、厂家不同，都遭过雷击，损坏末级功放和调制器，损失惨重，影响安全播出。因此，我们要了解雷电的特性，分析以前的防雷措施，找到其不足，采用新的技术手段来弥补其不足。
一、雷电的特性
雷电是一种大气中带有大量的电荷的雷云放电的结果。在雷雨季节，地面上的空气受热上升，空气中的水蒸气到高空遇冷凝结成小水滴，这种浮悬的水滴逐渐聚集形成了雷云，水滴在分裂过程中所形成的小水滴带负电，其余的大水滴带正电，带负电的水滴被气流携走，雷云就分离成带不同电荷的两部分，这些正电荷与负电荷积聚到一定程度使其电场强度达到25～30KV/cm时，就会产生放电现象，这就是雷。我们常见的雷，多是线状雷，即放电痕迹呈现线形树枝状，有时也会出现带形雷、链形雷和球形雷。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百千安培，其波前时间为1～4μs，主放电时间为30～50μs，陡度在7.5KA/μs左右，主放电的温度可达20，000度，使周围的空气猛烈的臌胀，并出现耀眼的闪光和巨响。
通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。
直击雷破坏。当雷电击中接闪器（避雷针），电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”。
感应雷破坏。感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。
雷电波引入的破坏。当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。
二、我台的防雷措施
雷电的能量很大，有极大的破坏力。现在中波台的发射机已实现固态化，全固态发射机的致命弱点就是比电子管发射机抗雷击差，极易过压、过流、过荷损坏，因此在防雷上应采用多重防雷措施。防雷设施连接见附图。
1、自立塔天线的根部接有传统的半球放电装置，在雷击的瞬间起到第一泄放的作用。放电球间距为1mm/kv，根据天线底部的功率和阻抗可算出最大电压。例如我台567KHz/1458KHz 10KW双频共塔天 线，天线底部最大电压为7744伏，那么放电球间隙应调整8 mm，考虑到天气潮湿等原因，间隙约为9 mm。
2、天线串接一只微亨级的电感线圈L0到地，用它代替传统的毫亨级的静电泄放线圈，由于该电感线圈是粗铜管绕制的，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又通过L0泄放入地。
3、除了在天线底部安装半圆形金属放电球外，还在天线调配室安装石墨放电球。石墨放电球，其间隙可调的，它具有良好的放电特性，其放电电压的变化随着面积的增加而降低，石墨放电球的间隙，原则上是1mm/kv。石墨放电球的一端应有良好的接地，在接地端铜棒上再串接40～50磁环，这样在天线受到雷击发生时，能有效地提高发射机短路射频阻抗，保护发射机。
4、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过馈线去发射机,在天线与调配网络之间加一隔直流电容器C0，C0容量一般选择在1000～3000PF，对高频通路无碍，由于是防雷器件，所以伏安量、耐压值越大越好。
5、天调网络中还采用带通匹配网络和移相网络，这对发射机的防雷是有益处的。
6、尽管我们在天线和调配网络方面采用上述防雷措施，但是在雷电期间，我台的发射机还经常遭遇雷击，发射机功放损坏严重。我们分析原因，注意到在发射机和天线之间有近200米的馈管，发射机输出的功率是通过馈管输到天线的，一旦天线遭遇雷击，馈管也是雷电窜入发射机必经之路。因此，我们多方寻求新的防雷设备，在上海明珠广播电视科技有限公司推荐下，我们购买了上海明珠厂生产的电涌保护器，它是一种连接件串联于馈管与调配网络之间，对通过馈管窜入发射机雷电，进行泄放，从而对发射机起到保护作用。电涌保护器经过最近二次雷击考验，防雷效果显著。
7、天线地网。
天线地网是为射频信号提供回路，同时它也为雷电提供泄放点，接地电阻越小，雷击地电压越小，我们除按规定要求铺埋天线地网外，还把自立塔底座三根桩的钢筋笼通过底座大梁钢筋焊接到一起，并与天线地网可靠连接，确保良好接地。
8、机房接地。
我台在土建施工时，按照电气设计要求将分布于东西长90米、南北长44米地面上的139根水泥桩破桩头与建筑物地梁钢筋焊接到一起，分别留有5处接地点，发射机房通过3根32mm2铜线与3个接地点可靠连接，控制室通过一根32mm2铜线与1个接地点可靠连接，配电房通过一根32mm2铜线与1个接地点可靠连接。发射机机房地与配电房地可靠连接。良好接地可以为馈管、发射机避雷提供入地通路。
三、我台防雷措施存在的问题。
1、电源系统防雷
我们只有供电部门在变压器高压线入侧加装的避雷器，和在变压器低压出侧总配电柜上安装的氧化锌避雷器，而100KW三相大功率电力稳压器没有安装避雷器，发射机电源进线处也没有安装避雷器。因此，我台在电源防雷方面还要做一些工作。
2、音频系统防雷
音频信号的好坏直接影响到安全播出。如果音频系统遭遇雷击，必将对音频设备造成严重损害，造成发射机播出中断。因此，如果条件允许，我们也要做音频系统防雷。
中波台防雷是一个系统工程，它包括天线、调配网络、机房、传输线、音频系统、电源系统防雷。防雷应贯彻立体防雷，层层防雷原则。除了积极采用先进的防雷技术外，我们还要重视防雷设施的维护工作。平常要定期清理放电球，检查调配房，巡视各级避雷器，对接地系统要定期检查，测量接地电阻。特别是在雷雨季节到来之前一定要提前做好维护工作。雷电是一种自然现象，其出现是不可预测的，但是只要我们不断采用先进的防雷技术，总结防雷经验，我们还是可以减少雷电造成的损失，雷电是可以预防的。 （王春林）
参考资料：
1、全固态 PDM 中波发送系统原理与维护 张丕灶等编著
2、江苏省广播技术交流会论文集 2005年10月镇江
