随着科学技术的发展,广播电视发射设备由电子管向全固态发展,操作越来越智能化;与此同时,基于计算机的发射机遥控遥测系统在发射台站得到了广泛的应用,监控手段日趋完善。但是,由于发射机遥控遥测系统的抗雷电和强电磁脉冲的能力十分薄弱,在雷电或强电干扰下,控制系统会出现瘫痪,从而造成发射设备停机,导致停播事故的发生。因此,如何提高高山发射台站设备的防雷和抗干扰能力,使设备稳定可靠地工作,是一个值得研究的课题。在这里,我们仅就梧桐山发射台计算机控制系统的防雷措施进行剖析。系统防雷存在的问题
我中心的Harris PT-10 FM调频发射系统是由4台主机和一台备机组成的4+1系统,配有N+1控制器和DC-128遥控遥测系统,具备手动和自动控制功能。其中DC-128是遥控遥测的心脏,通过和其相连接的计算机终端,对发射机运行参数进行监测和控制,能实现发射机和机房空调的定时开/关机、查看和自动打印发射机运行参数、温度检测和超限告警、故障监测等功能。

如图1所示,我中心的调频发射机和DC-128同处于调频发射机房,通过RS-232接头和总控制室的计算机终端相连,DC-128和计算机控制终端之间的数据线约有40m。数据线用音频线代替。强雷电时,计算机控制终端接口容易遭雷击而损坏。一开始我们认为雷击电流是从连线的两个端口进入的,为此在两端加了RS-232数据端口防雷器,但效果不佳,说明雷击信号还有另外的进入途径。通过检查和分析,发现计算机控制系统的信号线和电源线路是布在一起的,一旦有雷击,感应信号就会首先进入电源线路,然后耦合或感应至计算机控制系统的信号线,结果对计算机系统造成损害。以前,为防止雷击造成设备损坏,值班人员不得不将DC-128遥控遥测系统关闭,而采用N+1控制器对发射机进行手动控制,这样增加了劳动强度,给工作带来了不便。因此,必须解决系统防雷问题。
从理论上讲,雷电给电子设备造成的危害很多,不可能用一种方法就可以全部防止。现代防雷技术理论认为:闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径,或者说尽可能快地把雷电流泄放到大地,而不能让其随机地选择放电通道而导致各种设备损坏。
设备防雷的主要方法是切断雷电损害的途径。德国的防雷专家西曼斯提出了现代防雷保护的三道防线:(1)外部保护,将绝大部分雷电流直接引入大地泄放;(2)内部保护,阻塞沿电源线或数据线、信号线的雷电波危害设备;(3)过电压保护,限制被保护设备上的雷电过电压幅值。三道防线相互配合,综合应用。
雷电防护的主要原则和方法
雷电可分为直击雷和感应雷。
直击雷防护
主要采用避雷针、避雷带、避雷网作为闪接器,通过良好的接地装置,迅速而安全地把雷电流传导入大地。
感应雷的防护
要避免感应雷造成危害,可采取如下措施:
(1)电源防雷。通常采取三级防护,第一级保护将避雷器安装在建筑物中输入电源总配电室内进线配电柜上或楼内单元输入电源的主配电盘上,主要用于保护整栋建筑物或主要用电设备;第二级保护主要安装在设备配电柜上;第三级保护主要安装在各个用电设备的电源端,用于保护最终的用电设备。
(2)信号系统防雷。与电源防雷一样,信号系统的防雷主要采用信号避雷器。
(3)等电位连接。一个完整的防雷系统中必须实施等电位连接,目的是减小防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差,防止雷电反击。电源线和信号线都要通过过压保护器进行等电位连接,设备的金属外壳、电源线和信号线的屏蔽体、建筑物的金属构件、金属管线与接地系统进行等电位连接,防止这些物件上感应雷电高电压或接地装置上雷电入地高电位的传递对设备绝缘、电缆芯线造成反击。等电位连接为雷电流提供低阻抗通道,使雷电流迅速地泄流入地。
(4)金属屏蔽和多点接地。除以上措施外,还应采用有效的屏蔽、多点接地等办法,避免架空线路直接进入建筑物内配电系统和信号系统;尽可能采用埋地电缆引入方式,并采用金属管屏蔽,屏蔽金属管进入建筑物或机房前多点接地,最大限度地衰减有可能感应到线缆上的雷电压。这样就大大减小了通过线缆感应雷电损坏设备的可能性。