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1、高山广播电视转播台防雷实践摘 要：吉林省延边广播电视转播台是少数民族地区的一个高山台，地处海拔1074m的高山上，肩负着向全州八个县市传播中央、省及延边州（朝汉语）的广播电视节目，过去经常受雷击侵害。为此我台投入了大量的人力物力解决防雷问题，但雷击事故仍时有发生。近十年来笔者和其他技术人员在防雷工作上做了不懈的努力，三年多以来，经过防雷处理的设备没有遭受一次雷击事故。现将防雷实践介绍给大家，并请专家与同行指正。关键词：雷电感应；信号传输线；导磁材料；磁场屏蔽1 发现问题在笔者的单位，雷击造成的损坏大多是设备的音、视频及高频信号输入、输出端口相关零部件，如调频、电视发射机激励器的音、视频输入端口
2、，微波解码器的音、视频输出端口，卫星接收机的高频输入、输出端口。由于本台调频发射机较多，且全部采用意大利生产的RVR激励器,因此被雷击坏的也较多，而且意大利公司在国内没有售后服务机构，维护起来非常困难。于是单位尝试自己维修被雷击坏的激励器，在分析其音频输入回路时发现其电压保护电路设计非常合理巧妙，受该电路启发，我们自己设计了电压保护电路。如图1所示，在调频激励器的音频输入端加装了四个稳压二极管，稳压二极管的稳压值为5V，最大电流为1A，由此可见，无论外来的过电压怎样，在平衡输入的音频输入端口的每一根音频线上（R或L）的对地最大电压也不会超过正负5.6V，两线（R和L）之间的最大过电压也不会超过
3、11.2V，这样只要稳压二极管不坏，就可以确保不会有更高的过电压进入到设备中去。我们将正在使用的调频激励器全都加装了稳压二极管进行保护，经过一段时间的运行，虽然被雷击坏的频率明显降低，还是先后有几台调频激励器被雷击损坏，经检查后发现，已加装上去的稳压二极管居然坏了，如此大的破坏电压让人震惊。2 查找原因 我们又对信号线两端接地进行了详细的检查，检查后确定接地良好，而且音频线的质量也很好，其铜网屏蔽很好。该音频线一端连接调频激励器音频输入端，另一端连接微波解码器音频输出端，这两种设备本身的音频输入、输出端口是不会自身产生如此强大的破坏电压的，那么就只有一种可能，在信号线上产生破坏电压，在20余米
4、的信号线上产生如此大的破坏电压让我们很惊讶。我们经过查找资料发现，铜质材料对磁场不产生屏蔽作用，于是我们认为一定是雷电产生的感应磁场透过信号线的铜网屏蔽层在芯线上产生破坏电压的。此时我们发现信号线有25m左右，其中有20m是与接地电缆（粗铜线）、动力线及全部信号线都被平行放置在一个电缆沟槽内。我们认为罪魁祸首最大可能是接地电缆（粗铜线）所致，该接地电缆一端接发射机机壳，一端接室外接地体，在打雷时，雷电通过伸向室外的接到高耸入云发射塔的射频电缆将雷电引入室内，再通过机壳的接地电缆进入大地，那么在打雷时接地电缆上一定会有强大的浪涌电流存在，在该浪涌电流的周围就会产生变化的磁场，如图2所示，I0为雷
5、电在地线中产生的浪涌电流，B为感应磁场，I1、I2是在感应磁场B的作用下产生的感生电流（电动势），是该电动势产生的过电压破坏了相关设备。3 解决问题 根据以上分析，我们将信号线从电缆沟槽内移出，将信号线远离接地线（粗铜线）及动力线。经过一个阶段的运行，发射机和微波解码器没有再被雷击损坏，此时发现卫星接收机还是被雷击损坏，而且很频繁，经过检查发现，损坏的部位主要是卫星接收机的高频头和卫星接收机的高频输入端口相关零件，而且从被雷击现象分析不是直击雷，因为损坏并不严重且没有痕迹。于是我们发现，虽然卫星接收机的高频信号线未从电缆沟内走线，但很长一部分是在室外连接卫星天线的，我们分析一定是雷电在附近打雷
6、时，强大的浪涌电流由空中流入地下，这个浪涌电流的周围会产生强大的变化磁场的，于是，我们从电气商店买来用导磁材料制成的铁质软管，将室外的高频信号线穿于其中，进行磁场屏蔽，当时由于买来的铁质软管不够，其中有一个卫星接收机的高频线未做屏蔽处理，经过一段时间的运行后发现，已经做屏蔽处理的卫星接收机都没有坏，而未作处理的卫星接收机的高频头接连坏过两次，于是我们再次买来铁质软管将最后一个高频信号线做屏蔽处理，经过一段时间的观察之后，信号线的输入、输出端口再也没有被雷击坏过。于是我们做了如下分析，如图3所示，B是地线或雷电直接产生的感应磁场，将信号线穿于铁管内或铁质软管内，由于铁质管是导磁材料，对磁场有屏蔽
7、作用，在铁管内磁场强度被大大降低或者没有，在音视频线上也就无法产生相应的感应电流，进而保护了设备的音视频输入、输出端口不受损坏。基于以上分析和考虑，我们又把全部信号线移回原来的位置附近（因为机房不规整），并用比较宽大的铁质方管将全部信号线穿与其中，直至运行至今（已经三年）未发生相关设备信号输入、输出端口的损坏。由于采用铁管屏蔽具有局限性，不能将信号线的全部都屏蔽起来，因此笔者在市场上寻找外皮用导磁材料制成的信号线，但找了好长时间也没找到，并在一些防雷资料上也没查到相关内容，资料上只是说“用金属屏蔽电磁场”，笔者认为只是笼统的说用金属屏蔽电磁场是不够的，一定要用导磁材料屏蔽磁场，于是我将该项技术
8、申报国家专利，并获得通过（专利号为：201120068770.1）。4 对电源的防护 以上防护处理之后，设备的信号端口再也没有被雷击坏过，倒是卫星接收机的电源部分被雷击坏过几次，我们又对卫星接收机进行了维修检查，发现也不是直击雷所致，因为损坏的也不严重，且没有烧焦的痕迹，因此我们判断还是雷感应所致。经过分析，我们使用的220V交流电是三项交流电的线电压，也就是一根火线一根零线（中性线）两端的电压。在打雷时，通过雷电感应，在外线高压线上产生感应电压时，在零线中感应的电流在变压器端就入地了，相线（火线）中产生的感生电压经过变压器进入到用电器中，致使设备损坏。在这里还必须说明一点，我们是加装了多个避
9、雷器的，有可能避雷器的保护电压过高，或者卫星接收机抗过电压的能力过低。基于以上分析，我们在电源端加装了380V/220V隔离变压器，具体原理如下：由于三相四线制交流电的走线都是平行走线，且之间的距离又不远，打雷时在每一根线上产生的感应电压的大小和相位都是相同或相近，三个相线上产生的感应电压大小相位应该是相同的，如果将两个380V的相线接隔离变压器输入端，在220V的输出端就不会有感应电压输出，设备也就不受损坏了。改造后我们已经使用了一个夏季，没有发生雷电损坏。5 以观后效 我经过近十年的努力，使用上述多种方法防治雷电灾害，并进行了闭门造车式的分析判断，不知对错与否，还恳请专家与同行指导，不过我认为成果还是有的，我台在近两三年来经过防雷处理的设备没有遭受一次雷击损坏，今后情况如何，还有待观察，同时欢迎专家同行实地考察指导。作者简介 李宝华（1959），男，副高级工程师，现就职于吉林省延吉市延边广播电视转播台。
