浅谈卫星信号接收系统的防雷措施

严廷成

【摘 要】雷电是大气现象的其中一种，雷电能够产生非常强大的电磁脉冲，这使它具有极大地破坏作用。科学技术的不断发展促进了卫星信号接受系统的运用，在系统建设过程中对于防雷技术的要求更加严格。采取防雷技术主要是因为卫星信号接收常会受到雷电的干扰，情况严重时则导致数据信号传输难以进行。分析了卫星信号接收系统防雷技术维护的相关问题。

【关键词】卫星信号 接收系统 防雷技术 保护方法

受到多方面因素的影响，广播电台在雨季阶段常会受到不同程度的雷击损坏，这是因为雷电对广播电台的卫星信号接收系统和播出设备产生影响，干扰了卫星信号的正常接收。这不仅造成广播电台难以持续工作，也会造成巨大的经济损失。

我台地处武威市以北15公里处。武威市南依祁连山，北接腾格里沙漠。属于典型的大陆性气候，常年降水较少。近年来受全球气候变化的影响极端恶劣天气时常光顾地球，给人类带来的危害越来越大。我们地处内陆地区受大气候的影响近年来也相继出现了极端气候，其中雷暴已出现多次，给我台的播出已造成影响。虽没有大的损失已给我们敲响了警钟。卫星天线在机房顶上架设属于我台的高大建筑极易遭受雷电。如何做好卫星接收系统的防雷是广播转播台安全播出的一个重要课题。

1 雷闪的形成与危害

地闪和云闪是雷闪的两大形式。地闪是雷云对大地的放电，当雷云与大地之间的电场强度在25～30kV/cm时，则将从云团向地面实施先导放电，先导的顶端接近地面后造成迎面先导，在先导与地面的迎面先导重合之后，则造成了由云团到地面的强烈电离通道，放电则变成定向闪击。定向闪击常会造成很强大的电流，这种现象称为主放电阶段。此时雷鸣和电闪也不断产生，主放电时间仅持续50～100μs，主放电电流一般在十万安培，这时雷电流产生的重要因素。在主放电到达云端则终止，接着云中的残余电荷通过主放电通道流下来，形成短暂的辉光也会导致强大的电流，其持续时间在0.03～0.15s。

地闪主要是由于直击雷和感应雷共同造成的巨大电力，在形成之后会出现不同状况的雷击反应，从而给建筑物、森林、人类和电气和电子设备带来不同程度的损坏。尤其是直击雷造成的危害更大，但此种形式的雷比感应雷的机率小。云闪根据实际现象可分成不同的形式，但本质上都是云团内部放电。一种是雷云与雷云之间放电，云闪主要是以感应雷产生的雷电波沿电力传输线和通信线路引入，这些会造成电力设备出现损伤。

2 防雷技术保护方法

避雷针是防雷技术中常用的形式，对于很多城市的高层建筑来说，避雷针则是最为多见的防雷装置。从性能原理上看，避雷针主要是针对直击雷进行防范的一种措施，在相应的地点安装避雷针能够把雷电引入大地，这样就能对雷击区域内的相关设施起到很好的保护作用。经过长期研究发展，避雷针具有双重性作用，在发挥避雷作用的同时也有引雷效果，使得地面设施免遭雷击伤害。对于避雷针周围的电源、信号线路等需严格采取保护措施，确保各个装置间留有适当的距离。这就需要在安装避雷针时，卫星信号接收天线和发射机房处于避雷针的保护区域内，应尽量远离卫星信号接收天线和发射机房，这样可以有效防止接收机和发射机房内的电气设备受到损坏，确保各项地面设施能够正常运行。因此，对于避雷针的使用也是一个需要深入研究的问题。

3 高频头与卫星信号传输线的屏蔽与防雷技术

对于高频头与卫星信号传输线来说，因其整个运行过程中都是在室外完成，在雨季时期则经常会遭到雷电袭击。同时，还会把雷电引入到卫星信号接收机和发射机房，导致电力设备遭到损坏。因而，广播电台要将卫星信号接收系统中的高频头、卫星信号传输线实施屏蔽防雷保护。具体步骤：（1）根据设备制作铝罩，将高频头装于内部进行屏蔽；（2）用金属管将卫星信号传输信号线进行屏蔽，屏蔽后的高频头、卫星信号传输线与卫星接收天线能完全连接在电位系统里。为了更加保险起见，处理时把卫星信号传输线的两头都布置了避雷器，这样布置可以起到两个方面的作用。首先，避免经过电缆造成感应雷使高频头损坏；其次，避免雷电由高频头和卫星信号传输线到达卫星接收机而引起的损坏。采取这类形式的防雷，能够避免直击雷、感应雷、雷电波等多种雷击对通信系统造成损坏。

4 电源防雷技术保护措施

广播电台的卫星信号接收系统在供电电源的设计过程中，应该依据我国的电力技术准则进行施工，采用的电涌保护器均应符合国家质量检测标准，还应配备电涌保护器防雷装置。

电涌保护器主要是采用抑制瞬态过电压以及旁路浪涌电流的方法，对各类电气设备进行保护的一种装置。该装置能在及短的时间内把受保护的设备、线路接入等电位系统里。此外，还能将电路上由于雷击造成的大量脉冲能量转移到大地，使电路里连接的设备处于安全状态。参照需要防护设备的强度等级情况，可以将其划分成避雷器、过压保护器两类。避雷器主要用于直击雷或由邻近雷造成的过电压实施保护；过压保护器主要用于非直击雷、开关动作造成的过电压实施保护。

此外，对于供电电源结构也应进行调整，在电源上我们还应装备一套带有防雷功能的UPS不间断电源。这种装置的电源输出供给卫星信号接收系统，使得系统的防雷性能不断增强，能够维持系统的正常工作。避雷设施的检修也应纳入日常维护检修中，特别是在雷雨季节到来之前对设施进行认真仔细的检查，不定期测试避雷设施的接地电阻，接地电阻的大小是否符合技术要求。

5 结语

综上所述，雷击给卫星信号接收系统造成的损坏不容忽视，为了保证系统的正常运行必须要采取多方面的措施给予保护。防雷保护不仅能有效的保护工作人员的人身安全，还对卫星信号接收系统和发射机房设备的保护起到了积极的作用。此外，防雷保护在安全优质播出、减小停播率等方面的运用价值较高，是值得积极推广。

参考文献：

[1]高俊涛，吴翠玲，康于凯.电子设备防雷保护经验介绍[J].数字技术与应用，2011，10：198.

[2] 段恒毅.避雷器及天线的防雷[J].广播与电视技术，2003，30（2）：93-94.