CN220066881U - 一种广播电视发射台的雷电过载防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，属于广播电视发射台的防雷电技术领域，通过对防雷结构进行改进，使其能够有效地避免雷击直击广播电视发射台，并且设置有浪涌抑制器，能够降低雷击浪涌对广播电视发射台上电子设备的影响，同时该雷电过载防护系统设置有防雷电路作为二次防护屏障，能够有效地抑制雷击浪涌，从而实现对全方位的保护。

Description

一种广播电视发射台的雷电过载防护系统

技术领域

本实用新型属于广播电视发射台的防雷电技术领域，具体涉及一种广播电视发射台的雷电过载防护系统。

背景技术

避雷针(又名防雷针)是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。在被保护物顶端安装一根接闪器，用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。避雷针规格必须符合GB标准，每一个防雷类别需要的避雷针高度规格都不一样。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

避雷针广泛用于广播电视发射台的避雷，虽然可以有效地保护了广播电视发射台不受雷击损坏，但是在雷击时，会产生雷击浪涌，雷电浪涌是指由雷电引起电路中形成大的电流或电压波动。通常情况下由交流供电电源线路等途径入侵，导致电子系统的电路受到干扰或损坏，仅仅依靠避雷针无法有效保护广播电视发射台不受雷击影响而损坏。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种广播电视发射台的雷电过载防护系统解决了现有避雷针存在的问题。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，包括设置于广播电视发射台塔架上的防雷结构以及设置于广播电视发射台电源电路上的防雷电路；

所述防雷结构包括绝缘支撑架、第一导流线、接闪器、至少一个侧向避雷针、第二导流线、浪涌抑制器以及接地针；所述绝缘支撑架设置于广播电视发射台的塔架上；所述第一导流线安装于绝缘支撑架上，所述接闪器与第一导流线连接，且所述接闪器设置于绝缘支撑架的顶端上；所述至少一个侧向避雷针均设置于绝缘支撑架的侧面，且所述至少一个侧向避雷针均与第一导流线连接；所述第一导流线通过第二导流线与接地针连接，且所述接地针接地，所述浪涌抑制器套设于第二导流线上；

所述防雷电路包括依次连接雷击浪涌释放模块、浪涌控制模块、滤波模块、整流模块以及后级残余浪涌抑制模块；所述雷击浪涌释放模块与外部交流电源连接，所述后级残余浪涌抑制模块供电至广播电视发射台的电源电路。

进一步地，所述浪涌抑制器包括磁管以及金属屏蔽层，所述磁管套设于第二导流线上，所述金属屏蔽层套设于磁管上。

进一步地，所述防雷结构还包括感应环，所述感应环通过绝缘支架固设于接闪器上。

进一步地，所述防雷结构还包括绝缘基板以及至少一根绝缘安装柱，所述绝缘支撑架设置于绝缘基板上，所述至少一根绝缘安装柱设置于绝缘基板上，且所述绝缘安装柱上设置有安装孔，所述绝缘安装柱通过安装孔固定于广播电视发射台的塔架上。

进一步地，所述雷击浪涌释放模块包括压敏电阻RV1、压敏电阻RV2、压敏电阻RV3、气体放电管G1以及气体放电管G2；

所述压敏电阻RV1的一端与气体放电管G1的一端连接，所述压敏电阻RV1的另一端以及气体放电管G1的另一端共同作为雷击浪涌释放模块的输入端，且所述雷击浪涌释放模块的输入端与外部交流电源连接，且所述压敏电阻RV1的另一端与压敏电阻RV2的一端连接，所述气体放电管G1的另一端与压敏电阻RV3的一端连接，所述压敏电阻RV3的另一端分别与压敏电阻RV2的另一端以及气体放电管G1的的一端连接，所述气体放电管G1的另一端接地，所述压敏电阻RV2的一端以及压敏电阻RV3的一端共同作为雷击浪涌释放模块的输出端，且所述雷击浪涌释放模块的输出端与浪涌控制模块的输入端连接。

进一步地，所述浪涌控制模块包括空心电感L1、空心电感L2以及压敏电阻RV4；

所述空心电感L1的一端以及空心电感L2的一端共同作为浪涌控制模块的输入端，且所述空心电感L1的一端与压敏电阻RV2的一端连接，所述空心电感L2的一端与压敏电阻RV3的一端连接；

所述空心电感L1的另一端以及空心电感L2的另一端共同作为浪涌控制模块的输出端，且所述空心电感L1另一端以及空心电感L2的另一端分别与压敏电阻RV4的两端连接，所述浪涌控制模块的输出端与滤波模块的输入端连接。

进一步地，所述滤波模块包括X电容C1、Y电容C2以及Y电容C3，所述X电容C1的两端共同作为滤波模块的输入端，且所述X电容C1的一端分别与Y电容C2的一端以及空心电感L1的另一端连接，所述X电容C1的另一端分别与Y电容C3的一端以及空心电感L2的另一端连接；

所述Y电容C2的一端以及Y电容C3的一端共同作为滤波模块的输出端，且所述滤波模块的输出端与整流模块的输入端连接，所述Y电容C2的另一端以及Y电容C3的另一端均接地。

进一步地，所述整流模块包括整流桥BR1，所述整流桥BR1的输入端作为整流模块的输入端，且所述整流桥BR1的正输入端与Y电容C2的一端连接，所述整流桥BR1的负输入端与Y电容C3的一端连接，所述整流桥BR1的输出端作为整流模块的输出端，且所述整流模块的输出端与后级残余浪涌抑制模块连接。

进一步地，所述后级残余浪涌抑制模块包括电容C5以及电容C6，所述电容C5的一端与电容C6的一端连接；所述电容C5的另一端与整流桥BR1的正输出端连接，且电容C5的另一端作为后级残余浪涌抑制模块的第一输出端；所述电容C6的另一端与整流桥BR1的负输出端连接，且电容C6的另一端作为后级残余浪涌抑制模块的第二输出端，所述后级残余浪涌抑制模块的第一输出端以及第二输出端共同连接至广播电视发射台的电源电路中。

本实用新型提供了一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，通过对防雷结构进行改进，使其能够有效地避免雷击直击广播电视发射台，并且设置有浪涌抑制器，能够降低雷击浪涌对广播电视发射台上电子设备的影响，同时该雷电过载防护系统设置有防雷电路作为二次防护屏障，能够有效地抑制雷击浪涌，从而实现对全方位的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种广播电视发射台的雷电过载防护系统的结构示意图。

图2为本实用新型提供的防雷结构的结构示意图。

图3为本实用新型提供的防雷电路的结构示意图。

图4为本实用新型提供的雷击浪涌释放模块的电路图。

图5为本实用新型提供的浪涌控制模块的电路图。

图6为本实用新型提供的滤波模块的电路图。

图7为本实用新型提供的整流模块的电路图。

图8为本实用新型提供的另一种整流模块的电路图。

图9为本实用新型提供的后级残余浪涌抑制模块的电路图。

其中：101-绝缘支撑架、102-第一导流线、103-接闪器、104-感应环、105-侧向避雷针、106-绝缘基板、107-绝缘安装柱、108-磁管、109-金属屏蔽层、110-第二导流线、111-接地针、201-雷击浪涌释放模块、202-浪涌控制模块、203-滤波模块、204-整流模块、205-后级残余浪涌抑制模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

如图1至图3共同所示，一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，包括设置于广播电视发射台塔架上的防雷结构以及设置于广播电视发射台电源电路上的防雷电路。

广播电视发射台为了满足正常的射频发射与接收，会存在较多的天线，而广播电视发射塔一般较高或者台址所处的地势较高，在雷雨天气时，广播电视发射台的天线馈线系统及相关设备容易遭受雷击。而单纯的避雷针仅能够实现基础的雷电防护，广播电视发射台仍有因受雷击影响而损坏的风险，因此本实施例提出来的一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，通过防雷结构以及防雷电路的有效结合，保证了广播电视发射台的安全运行及安全播出。

防雷结构包括绝缘支撑架101、第一导流线102、接闪器103、至少一个侧向避雷针105、第二导流线110、浪涌抑制器以及接地针111；绝缘支撑架101设置于广播电视发射台的塔架上；第一导流线102安装于绝缘支撑架101上，接闪器103与第一导流线102连接，且接闪器103设置于绝缘支撑架101的顶端上；至少一个侧向避雷针105均设置于绝缘支撑架101的侧面，且至少一个侧向避雷针105均与第一导流线102连接；第一导流线102通过第二导流线110与接地针111连接，且接地针111接地，浪涌抑制器套设于第二导流线110上。

在本实施例中，通过设置第一导流线102、接闪器103、第二导流线110以及接地针111，实现基础的避雷针功能，将雷击引向接闪器103，然后通过第一导流线102、第二导流线110以及接地针111将强大的雷电流泄放至大地，从而实现基础的雷电防护作用。为了进一步地加强避雷功能，本实施例设置有至少一个侧向避雷针105，通过不同方向上的避雷针105，能够实现全方位的雷电接引功能。但是在雷击过程中，会产生雷击浪涌，因此设置有浪涌抑制器，可以有效地减小感应过电压，从而减小因雷击形成的电气浪涌，实现对广播电视发射台的防护。

可选的，绝缘支撑架101可以设置为倒U字型，而广播电视发射台塔架的天线可以设置于绝缘支撑架101内，这样就可以实现对天线的全方位保护，但是会造成绝缘支撑架101的体积较大。因此，绝缘支撑架101设置为倒U字型，且可以设置为较窄的尺寸，将绝缘支撑架101单独安装于广播电视发射台的塔架上，即天线不位于绝缘支撑架101内，设置为倒U字型的目的主要为了安装顶部的接闪器103以及侧面的侧向避雷针105，所以绝缘支撑架101还可以设置为包括侧面以及顶面的柱型结构，以方便防雷结构的安装。

虽然通过防雷结构减小了雷击浪涌，但是并未完全消除，因此本实施例还提供有一种防雷电路，以防雷结构为主，以防雷电路为辅，实现全方位的雷电过载防护，从而消除雷电浪涌对广播电视发射台的影响及破坏。

可选的，绝缘支撑架101可以设置为防火材料，即使第一导流线102因受雷击影响而温度升高，也不会发生火灾。侧向避雷针105的数量可以设置12个，接闪器103设置于绝缘支撑架101的顶面上，绝缘支撑架101的的四个侧面上均设置有3个侧向避雷针105。为了避免影响天线的正常工作，第一导流线102可以呈网状设置，或者采用引雷导线将接闪器103、侧向避雷针105以及第二导流线110连接起来，从而形成第一导流线102，引雷导线表示能够承受雷击电流的导线。

防雷电路包括依次连接雷击浪涌释放模块201、浪涌控制模块202、滤波模块203、整流模块204以及后级残余浪涌抑制模块205；雷击浪涌释放模块201与外部交流电源连接，后级残余浪涌抑制模块205供电至广播电视发射台的电源电路。通过防雷电路进行雷击浪涌的消除后，再由广播电视发射台的电源电路将电压转换为信号发射装置所需电压，并进行供电，从而有效地保护了广播电视发射台中电子元器件的安全。

在本实施例中，浪涌抑制器包括磁管108以及金属屏蔽层109，磁管108套设于第二导流线110上，金属屏蔽层109套设于磁管108上。通过设置磁管108以及金属屏蔽层109，可以在雷击发生时，对第二导流线110上向周围辐射的电磁波起到抑制作用，从而减小电气浪涌对广播电视发射台的影响。

在本实施例中，防雷结构还包括感应环104，感应环104通过绝缘支架固设于接闪器103上。通过设置感应环104，为工作人员提供雷云强弱的传感器，从而提供更多的功能，辅助工作人员实现对广播电视发射台进行防护。

在本实施例中，防雷结构还包括绝缘基板106以及至少一根绝缘安装柱107，绝缘支撑架101设置于绝缘基板106上，至少一根绝缘安装柱107设置于绝缘基板106上，且绝缘安装柱107上设置有安装孔，绝缘安装柱107通过安装孔固定于广播电视发射台的塔架上。绝缘基板106上可以设置浪涌抑制器以及第二导流线110通过的通孔。

可选的，绝缘基板106以及至少一根绝缘安装柱107均可以采用陶瓷绝缘材料。绝缘安装柱107可以垂直固定设置于绝缘基板106的下表面，也可以水平固定设置于绝缘基板106的侧面，根据实际情况选择。当可以直接通过绝缘基板106安装时，也可以在绝缘基板106上设置安装孔进行安装。值得说明的是，除了设置绝缘安装柱107以及安装孔进行安装之外，还可以设置与广播电视发射台上已有安装结构所匹配的器件实现安装。

如图4所示，雷击浪涌释放模块201包括压敏电阻RV1、压敏电阻RV2、压敏电阻RV3、气体放电管G1以及气体放电管G2；压敏电阻RV1的一端与气体放电管G1的一端连接，压敏电阻RV1的另一端以及气体放电管G1的另一端共同作为雷击浪涌释放模块201的输入端，且雷击浪涌释放模块201的输入端与外部交流电源连接，且压敏电阻RV1的另一端与压敏电阻RV2的一端连接，气体放电管G1的另一端与压敏电阻RV3的一端连接，压敏电阻RV3的另一端分别与压敏电阻RV2的另一端以及气体放电管G1的的一端连接，气体放电管G1的另一端接地，压敏电阻RV2的一端以及压敏电阻RV3的一端共同作为雷击浪涌释放模块201的输出端，且雷击浪涌释放模块201的输出端与浪涌控制模块202的输入端连接。

通过雷击浪涌释放模块201中的压敏电阻以及气体放电管，可以将部分浪涌能量释放，从而在避雷结构的基础上，进一步抑制雷击浪涌。

如图5所示，浪涌控制模块202包括空心电感L1、空心电感L2以及压敏电阻RV4；

空心电感L1的一端以及空心电感L2的一端共同作为浪涌控制模块202的输入端，且空心电感L1的一端与压敏电阻RV2的一端连接，空心电感L2的一端与压敏电阻RV3的一端连接；空心电感L1的另一端以及空心电感L2的另一端共同作为浪涌控制模块202的输出端，且空心电感L1另一端以及空心电感L2的另一端分别与压敏电阻RV4的两端连接，浪涌控制模块202的输出端与滤波模块203的输入端连接。

空心电感不易进入磁饱和状态，属于线性电感，其可抑制浪涌电流的上升速率。浪涌电压耦合至空心电感L1的一端以及空心电感L2的一端时，电流上升斜率受空心电感扼制，使得雷击浪涌释放模块201泄放更多的电荷，空心电感L1以及空心电感L分担了绝大部分浪涌电压，从而避免后级电路承受高压尖峰。

如图6所示，滤波模块203包括X电容C1、Y电容C2以及Y电容C3，X电容C1的两端共同作为滤波模块203的输入端，且X电容C1的一端分别与Y电容C2的一端以及空心电感L1的另一端连接，X电容C1的另一端分别与Y电容C3的一端以及空心电感L2的另一端连接；Y电容C2的一端以及Y电容C3的一端共同作为滤波模块203的输出端，且滤波模块203的输出端与整流模块204的输入端连接，Y电容C2的另一端以及Y电容C3的另一端均接地。

由于接入的是外部交流源，因此可以采用滤波模块203进行滤波，从而保证正常的供电。

如图7所示，整流模块204包括整流桥BR1，整流桥BR1的输入端作为整流模块204的输入端，且整流桥BR1的正输入端与Y电容C2的一端连接，整流桥BR1的负输入端与Y电容C3的一端连接，整流桥BR1的输出端作为整流模块204的输出端，且整流模块204的输出端与后级残余浪涌抑制模块205连接。

如图8所示，本实施例提供另一种整流模块204的结构示意图，通过将两个整流桥并联，以扩大整流模块204能够承受的最大电流，并降低使用温度，可以避免温度过高或者电流过高引起的器件损坏。

如图9所示，后级残余浪涌抑制模块205包括电容C5以及电容C6，电容C5的一端与电容C6的一端连接；电容C5的另一端与整流桥BR1的正输出端连接，且电容C5的另一端作为后级残余浪涌抑制模块205的第一输出端；电容C6的另一端与整流桥BR1的负输出端连接，且电容C6的另一端作为后级残余浪涌抑制模块205的第二输出端，后级残余浪涌抑制模块205的第一输出端以及第二输出端共同连接至广播电视发射台的电源电路中。

虽然对雷击浪涌进行了多次抑制，但是仍然可能存在部分残余浪涌，当残余浪涌到来时，可以充入电容C5以及电容C6中，从而消除雷击浪涌，实现对广播电视发射台的雷电过载防护。

本实用新型提供了一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，通过对防雷结构进行改进，使其能够有效地避免雷击直击广播电视发射台，并且设置有浪涌抑制器，能够降低雷击浪涌对广播电视发射台上电子设备的影响，同时该雷电过载防护系统设置有防雷电路作为二次防护屏障，能够有效地抑制雷击浪涌，从而实现对全方位的保护。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，包括设置于广播电视发射台塔架上的防雷结构以及设置于广播电视发射台电源电路上的防雷电路；

所述防雷结构包括绝缘支撑架(101)、第一导流线(102)、接闪器(103)、至少一个侧向避雷针(105)、第二导流线(110)、浪涌抑制器以及接地针(111)；所述绝缘支撑架(101)设置于广播电视发射台的塔架上；所述第一导流线(102)安装于绝缘支撑架(101)上，所述接闪器(103)与第一导流线(102)连接，且所述接闪器(103)设置于绝缘支撑架(101)的顶端上；所述至少一个侧向避雷针(105)均设置于绝缘支撑架(101)的侧面，且所述至少一个侧向避雷针(105)均与第一导流线(102)连接；所述第一导流线(102)通过第二导流线(110)与接地针(111)连接，且所述接地针(111)接地，所述浪涌抑制器套设于第二导流线(110)上；

所述防雷电路包括依次连接雷击浪涌释放模块(201)、浪涌控制模块(202)、滤波模块(203)、整流模块(204)以及后级残余浪涌抑制模块(205)；所述雷击浪涌释放模块(201)与外部交流电源连接，所述后级残余浪涌抑制模块(205)供电至广播电视发射台的电源电路。

2.根据权利要求1所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述浪涌抑制器包括磁管(108)以及金属屏蔽层(109)，所述磁管(108)套设于第二导流线(110)上，所述金属屏蔽层(109)套设于磁管(108)上。

3.根据权利要求1所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述防雷结构还包括感应环(104)，所述感应环(104)通过绝缘支架固设于接闪器(103)上。

4.根据权利要求1所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述防雷结构还包括绝缘基板(106)以及至少一根绝缘安装柱(107)，所述绝缘支撑架(101)设置于绝缘基板(106)上，所述至少一根绝缘安装柱(107)设置于绝缘基板(106)上，且所述绝缘安装柱(107)上设置有安装孔，所述绝缘安装柱(107)通过安装孔固定于广播电视发射台的塔架上。

5.根据权利要求1所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述雷击浪涌释放模块(201)包括压敏电阻RV1、压敏电阻RV2、压敏电阻RV3、气体放电管G1以及气体放电管G2；

所述压敏电阻RV1的一端与气体放电管G1的一端连接，所述压敏电阻RV1的另一端以及气体放电管G1的另一端共同作为雷击浪涌释放模块(201)的输入端，且所述雷击浪涌释放模块(201)的输入端与外部交流电源连接，且所述压敏电阻RV1的另一端与压敏电阻RV2的一端连接，所述气体放电管G1的另一端与压敏电阻RV3的一端连接，所述压敏电阻RV3的另一端分别与压敏电阻RV2的另一端以及气体放电管G1的一端连接，所述气体放电管G1的另一端接地，所述压敏电阻RV2的一端以及压敏电阻RV3的一端共同作为雷击浪涌释放模块(201)的输出端，且所述雷击浪涌释放模块(201)的输出端与浪涌控制模块(202)的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述浪涌控制模块(202)包括空心电感L1、空心电感L2以及压敏电阻RV4；

所述空心电感L1的一端以及空心电感L2的一端共同作为浪涌控制模块(202)的输入端，且所述空心电感L1的一端与压敏电阻RV2的一端连接，所述空心电感L2的一端与压敏电阻RV3的一端连接；

所述空心电感L1的另一端以及空心电感L2的另一端共同作为浪涌控制模块(202)的输出端，且所述空心电感L1另一端以及空心电感L2的另一端分别与压敏电阻RV4的两端连接，所述浪涌控制模块(202)的输出端与滤波模块(203)的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述滤波模块(203)包括X电容C1、Y电容C2以及Y电容C3，所述X电容C1的两端共同作为滤波模块(203)的输入端，且所述X电容C1的一端分别与Y电容C2的一端以及空心电感L1的另一端连接，所述X电容C1的另一端分别与Y电容C3的一端以及空心电感L2的另一端连接；

所述Y电容C2的一端以及Y电容C3的一端共同作为滤波模块(203)的输出端，且所述滤波模块(203)的输出端与整流模块(204)的输入端连接，所述Y电容C2的另一端以及Y电容C3的另一端均接地。

8.根据权利要求7所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述整流模块(204)包括整流桥BR1，所述整流桥BR1的输入端作为整流模块(204)的输入端，且所述整流桥BR1的正输入端与Y电容C2的一端连接，所述整流桥BR1的负输入端与Y电容C3的一端连接，所述整流桥BR1的输出端作为整流模块(204)的输出端，且所述整流模块(204)的输出端与后级残余浪涌抑制模块(205)连接。

9.根据权利要求8所述的广播电视发射台的雷电过载防护系统，其特征在于，所述后级残余浪涌抑制模块(205)包括电容C5以及电容C6，所述电容C5的一端与电容C6的一端连接；所述电容C5的另一端与整流桥BR1的正输出端连接，且电容C5的另一端作为后级残余浪涌抑制模块(205)的第一输出端；所述电容C6的另一端与整流桥BR1的负输出端连接，且电容C6的另一端作为后级残余浪涌抑制模块(205)的第二输出端，所述后级残余浪涌抑制模块(205)的第一输出端以及第二输出端共同连接至广播电视发射台的电源电路中。