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Apr 20, 2023

AM システムのアーク ギャップについて

Gli spazi tra gli archi non sono mai troppi. Scritto da Mark Persons nella Figura 1,

アークギャップが多すぎることはありません。

マーク・パーソンズ著

図 1 は、AM 放送送信システムで使用される、ボール ギャップとも呼ばれる手作りのアーク ギャップを示しています。 このようなギャップは、RF からアースまで「アークオーバー」し、静電気や落雷による高電圧から AM 放送機器を保護するのに役立つことが実証された技術です。

私の好みは、1 つを 50 オーム入力に配置し、もう 1 つをすべてのアンテナ結合ネットワークのアンテナに配置することです。 また、各タワーから伝送線が入る AM フェーザーにも設置する必要があります。 もう 1 つの適した場所は、送信機の給電線が接続されるフェーザの入力側です。このアイデアは、過剰なエネルギーをグランドに流すことによって、最大電圧を安全な非破壊的な値に制限することです。 私が説明しているプロジェクトは「安価」です。

図 2 には、サイズの異なる 2 つのアーク ギャップが示されていますが、テーマは同じです。 大きい「L」部分は標準のメッキコーナーブレースで、コーナーアイアンまたはアングルブラケットとも呼ばれ、地元の金物店で入手できます。 ギャップの両端には真鍮製のドングリ ナットが使用されており、この種のデバイスでは良い方法です。 円弧が発生する部分は滑らかな丸い面を持っています。

ブラケットにネジ山を入れるのに1/4-20のタップを使用しました。 1/4-20 小ネジとロックワッシャーとナットを使用すると、ギャップの反対側の RF に手を触れずにギャップ寸法を調整できます。

小さい方の L ブラケットはアルミニウム製で、メッキ真鍮のハードウェアに対応できるようにねじ切りも施されています。 非鉄金属は無線周波数で振動せず、発熱し、場合によっては溶けることがないため、私は RF 回路に非鉄金属を使用しています。

笑わないでください。これは高出力システムで実際に起こったことです。 これらのことについて考えなければなりません!

疑わしい場合は、通常の棒磁石をテストツールとして使用してください。 RF が磁石に引き寄せられる場合は、RF 用のハードウェアを使用しないでください。 はい、大きい方の山形ブラケットはスチール製ですが、RF 側にはありません。 それは地上にあり、RF を伝導していません。

2×3/4 インチの正方形の磁器絶縁体が 2 つの L ブラケットにボルトで固定されています。 大きなアークギャップには直径 3×1 インチの絶縁体が付いています。 各インシュレーターの下側のボルトは平頭で、ブラケットの下面と面一になるように凹んでいます。 これを行うには、はるかに大きなドリルビットを使用して、取り付け穴の位置に面取りをします。 はい、特に温度変化時の破損を防ぐために、絶縁体の両端にファイバーまたはナイロンのワッシャーが付いています。 磁器は脆くて、割れるのではなく割れてしまいます。 また、デバイスを操作するときに怪我をしないようにするため以外の理由がない場合は、角を丸くするのが好きです。

これらのデバイスの構築は、あなたがツールを使いこなし、何かを構築するのが好きであることを前提としています。 このプロジェクトの部品はジャンク箱から出てきましたが、新品の値段は 10 ドル未満です。 加工・組立時間は1台あたり30分程度でした。 (放送エンジニアではなく、機械工になるべきだったかもしれません!)

素晴らしい新しいアーク ギャップは、Kintronic Labs (kintronic.com) を含むいくつかのソースから入手できます。 最も人気のあるモデルの 1 つは AG-3-1.5B で、価格は 185 ドルです。

ロック ワッシャーとナットが付いた 2 本のスチール ボルトで、このアーク ギャップ アセンブリを通常は金属面に固定します。 その表面は接地電位であるか、アークギャップの端にワイヤを接続して接地電位にする必要があります。

システムにデルタ ブランドのアンテナ電流計または同様のトロイダル サンプル変圧器が設置されている場合は、どこにでもアーク ギャップを設置することが特に重要です。 図3を参照してください。

最適な位置は、雷が最も侵入しやすいサンプル コイルのアンテナ側です。RF 導体をトランスの中心にできるだけ近づけてください。 雷は最短経路をたどることを覚えておいてください。

導体から変圧器のブッシングまでの距離は、アークギャップの間隔より大きくする必要があります。 変圧器の白いブッシングに黒い跡がある場合は、落雷があった可能性があります。 通常の症状は、サンプル出力電圧が 2 倍になり、計測に重大な問題が発生することです。

このタイプのアーク ギャップは、要素の外側ではなく内側で使用する必要があります。 さらに、ドングリ ナットが互いに水平になるように取り付けます。 そうすることでアークを素早く解消することができます。 アークギャップを垂直に取り付けると、簡単にクエンチしない連続アークが発生する可能性があります。

この設計の重要な特性の 1 つは、しっかりと取り付けられているため、アーク距離が長期間にわたって一定に保たれることです。 薄っぺらいものになって問題が起きるのは望ましくありません。

ヤコブのはしご (同名の映画と混同しないように注意してください) を図 4 に示します。

ヤコブのはしごは、高電圧状況でアークが開始した後に自然かつ劇的にアークを消滅させるためのアークギャップとして使用されることがあります。 これには、アークが発生する箇所に #6 の純銅線が使用されています。

今は雷が無いので、ネオンサイン用の照明用変圧器を接続し、慎重に電源を入れました。 ご覧のとおり、円弧は下部の狭い部分から始まり、広い空間を上っていき、最後に飛び出して外に出ます。

点間の間隔はどのくらいあれば十分ですか、それとも多すぎますか?

ナウテルの送信者たちはこのテーマを研究し、論文を発表しました。 tinyurl.com/rw-nautel-gap から PDF にアクセスできます。 同社は、送信機の信頼性を高めるための雷保護に力を入れています。

別の Nautel 論文からの詳細は次のとおりです。

これらはすべて、海面でリアクタンスがない 50 オームのインピーダンスを想定しています。 高度が高い場合には、より広い間隔が必要です。 ボール (ドングリの実) の直径もこれに影響します。 高い正または負のリアクタンスは、方程式における実際のワイルドカードになる可能性があります。 ご存知のとおり、AM 変調では、ピーク時に 50 パーセント以上の RF 電力が追加され、もちろん電圧も増加します。

私にとっては、ギャップを広く設定し、ステーションが完全に変調されている間に徐々に間隔を狭める方が簡単です。 アークが発生すると、エキサイティングな瞬間になる可能性があります。 次に、ギャップを 2 倍の距離まで戻し、さらに締めます。

ミネソタ州では冬の間でも雷を伴う嵐が発生することがあります。 雷が降るのは驚くべきことですが本当です。 そうです、乾燥した空気の吹雪の状態では、高い静電気が帯電し、雷が発生することがあります。

定期的なメンテナンスの一環として、すべてのアークギャップが汚れていないか確認してください。 アーク放電により隙間が大きく開いていることに驚かれるかもしれません。 エッジを滑らかにヤスリがけする必要がある場合があります。 彼らがその過程で自分自身を犠牲にしつつ、機器の保存に貢献したことをうれしく思います。 保険料も安くて理にかなっています。

WØMH のマーク・パーソンズは、認定プロフェッショナル放送エンジニアであり、40 年以上の経験があります。 彼のウェブサイトは www.mwpersons.com です。

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著者の WØMH は、SBE 認定プロフェッショナル放送エンジニアであり、44 年間の勤務を含め、ラジオ放送エンジニアリングに 60 年以上携わった後、現在は退職しています。 彼は 11 歳で放送送信機のダイヤルを回すことから始め、4 人のラジオ放送エンジニアを指導することで活動を続けています。 彼は全米ラジオ システム委員会のメンバーであり、放送技術者協会から生涯功績に対してジョン H. バティソン賞を受賞しています。 彼のウェブサイトは www.mwpersons.com です。

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