發(fā)射臺遭雷擊的原因和防雷探討

楊建華

【摘 要】由于現(xiàn)代的廣播電視技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)和新設(shè)備被廣泛應(yīng)用，從而使得對廣播電視發(fā)射臺的防雷和接地技術(shù)提出了更高的要求。雷電對于廣播電視發(fā)射系統(tǒng)的危害非常大。那么，防雷與接地系統(tǒng)的可靠性就直接關(guān)系到廣播設(shè)施是否能安全運(yùn)行。所以，一定要做好廣播電視發(fā)射臺的防雷措施。本文主要對廣播電視發(fā)射臺雷電危害的方式和防雷措施進(jìn)行了分析，以期對廣播電視發(fā)射臺雷擊問題的解決有所啟示。

【關(guān)鍵詞】廣播電視發(fā)射臺；雷擊危害；防雷措施

【中圖分類號】 G728【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0303-01

一、廣播電視發(fā)射臺雷電危害的方式

（一）雷電直擊危害

雷電直擊危害，指的是地面上的用于廣播電視發(fā)射的設(shè)施、設(shè)備或者相應(yīng)的電力裝置被雷電直接擊中了，導(dǎo)致在直接放電過程中電效應(yīng)、電動力效應(yīng)或者熱效應(yīng)產(chǎn)生了，從而造成了設(shè)備被燒毀或者電路出現(xiàn)故障等危害。雷電直擊時釋放能量大，放電時間短是其危害的最大特點(diǎn)。被擊中時短時間能放出高達(dá)幾千安電壓甚至能高達(dá)數(shù)百力伏的電流。根據(jù)統(tǒng)計，廣播電視發(fā)射臺遭遇雷電直擊概率約為10%，受雷電直擊危害影響的范圍比較小，但是其破壞性較大。

（二）雷電感應(yīng)危害

雷電感應(yīng)危害，大體有兩個方面，一方面受雷雨云層靜電感應(yīng)的影響，和地面內(nèi)所在雷電區(qū)域的物體發(fā)生感應(yīng)，由于產(chǎn)生的高電壓不易泄放，從而危害地內(nèi)的物體，主要是重視廣播電視發(fā)射架等設(shè)施。第二方面則是在石層發(fā)生雷擊放電時，會產(chǎn)生的非常大的雷電流脈沖，通過與地內(nèi)較近的物體感應(yīng)，只要感應(yīng)出l高電壓或者較大電流，就會對設(shè)備造成危害。在高壓架空的線路上，雷電感應(yīng)電壓甚至可達(dá)到300～4OOkV；同樣在低壓架空的線路上，雷電感應(yīng)電壓也可達(dá)100kV；在一般信號的線路上，雷電感應(yīng)電壓一般達(dá)40～60kV，所以無論哪一種都能將與廣播電臺發(fā)射臺相關(guān)的設(shè)備燒毀或者擊穿。雷電感應(yīng)造成的危害雖然沒有雷電直擊的危害大，但是雷電感應(yīng)發(fā)生的概率則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷電直擊。

（三）雷電波侵入危害

因為雷電較容易和廣播電視發(fā)射臺周圍的架空線路或者是周圍的金屬管道發(fā)生反應(yīng)，所以可能造成雷電波會沿著架設(shè)好的線路或者是金屬管線來侵入廣播電視發(fā)射臺的內(nèi)部，從而造成發(fā)射設(shè)備和線路被損害。在所有雷電危害的事故里，由于雷電波的侵入而引發(fā)的事故比例較大。

（四）地電位反擊危害

地電位反擊危害，廣播電視發(fā)射臺的設(shè)備或者避雷設(shè)施被雷電擊中，雷電通過避雷設(shè)施進(jìn)入地面時，因為避雷裝置、引下線和接地體的電位在很短的時間內(nèi)將會升高至數(shù)力或者數(shù)十力伏，所以會對避雷裝置或者廣播電視發(fā)射設(shè)備造成未知的危害。地電位反擊危害是飛次生危害的一種，它的破壞性及發(fā)生的概率要比飛前述幾種雷電危害要小的多。

二、廣播電視發(fā)射臺防雷措施分析

（一）雷電直擊危害的防護(hù)

1、接閃器。像我們經(jīng)常說的避雷針以及它的變形產(chǎn)品，比如避雷帶、避雷網(wǎng)等，都是屬于接閃器的。像廣播電視發(fā)射臺的發(fā)射鐵塔，其本身就是一個良好的接閃器，但是在發(fā)射鐵塔周圍的廣播電視發(fā)射臺的機(jī)房等建筑物的頂部都需要安裝好避雷帶，而且要準(zhǔn)確校驗鐵塔以及避雷帶所防雷的保護(hù)范圍。但是假如廣播電視發(fā)射臺的機(jī)房不在鐵塔附近，那么避雷網(wǎng)可以優(yōu)先考慮作為機(jī)房等建筑物的接閃器。一般來說避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不超過10m*10m。

2、引下線。將擊中接閃器所產(chǎn)生的電流安全的導(dǎo)入大地是引下線的作用。通常引下線數(shù)量應(yīng)在兩根以上，在布置時沿建筑物四周成對稱，借此與下泄電流產(chǎn)生的強(qiáng)磁場相抵消，并且兩根引下線之間的距離不可大于18m。若需要將兩條引下線連接，則必須使用焊接的方式，并使用10cm的圓鋼或者具有相同內(nèi)積的扁鋼作為引下線。當(dāng)建筑物是框架型結(jié)構(gòu)時，便可以建筑物自身的鋼筋作引下線。在布置是多根引下線一起使用能起到降低每根引下線的沿線壓降，均衡地電位使雷電流均勻入地，降低側(cè)擊危險發(fā)生機(jī)率，提高防雷裝置的可靠性的作用。

3、接地體。接地體指的是埋在土壤中能起散流作用的導(dǎo)體。我們一般會采用鋼管來作為接地體，大部分是要求壁厚大于3.5mm，直徑大于50mm的角鋼，或者不小于50mm*50mm*5mm的扁鋼也是可以的，最好多根接地體能夠連接成地網(wǎng)狀，而且優(yōu)先采用環(huán)形來作為地網(wǎng)形裝的布置，因為環(huán)形地網(wǎng)的四周都接引下線，能夠均衡內(nèi)部的電位，可以有利于飛雷電流的故流。那么，如果采用的是垂直接地體，則一般要求長為埋深0.8m，1.5m～2.5m，地極間隔為5m，另外如果水平接地則應(yīng)埋深lm，而且向建筑物外引出氏度小于等于50m。對于框架結(jié)構(gòu)建筑物而言，則可以利用它的基礎(chǔ)鋼筋來作為接地體。

（二）雷電感應(yīng)危害的防護(hù)

雷電感應(yīng)危害，它能夠通過電力電纜、信號線和天饋線等來入侵建筑物的內(nèi)部設(shè)施，雖然電力電纜的距離很長，但是雷電波在傳輸時損耗卻較小，所以由電力電纜入侵的雷電感應(yīng)所造成的危害比較突出。因此，在對廣播電視發(fā)射臺建筑物內(nèi)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)的時候，重點(diǎn)是對電源的保護(hù)。雖然在經(jīng)過設(shè)施設(shè)備外機(jī)殼和建筑物屏蔽后，雷電感應(yīng)會有所衰減，能量也會有所減小，但許多電子設(shè)備還是存在一定的危害，設(shè)備故障就是由于處理不當(dāng)造成的。

（三）設(shè)備電源的防護(hù)措施

廣播電視發(fā)射臺設(shè)備的電源防雷主要有兩方面：一方面主要電力電纜要有金屬屏蔽層，金屬屏蔽層要埋入地下。第二個方面是在電源上一級一級加裝電源避雷器；就是將高壓避雷器加裝在變壓器的高端，低壓避雷器加裝在低端，同時在直流配電屏和交流配電屏上各自加裝交、直流避雷器，從而能實現(xiàn)三級以上防護(hù)。

（四）聯(lián)合地網(wǎng)防護(hù)措施

假如建筑物及其設(shè)備與鐵塔離的較近，那么要是能夠?qū)⒔ㄖ锱c鐵塔的接地線連接起來并且組成聯(lián)合地網(wǎng)那是最好的了。對于飛框架結(jié)構(gòu)的建筑物而言，可以將基礎(chǔ)鋼筋看做事環(huán)形接地網(wǎng)來加以利用。而建筑物內(nèi)部的所有廣播電視發(fā)射設(shè)備所共用的接地裝置是聯(lián)合地網(wǎng)。它的接地電阻要小于4Ω。如果聯(lián)合地網(wǎng)能夠?qū)⒔拥鼐€進(jìn)行合理的布置，那么就能實現(xiàn)設(shè)備間的等電位。

（五）設(shè)備接地保護(hù)措施

廣播電視發(fā)射臺建筑物內(nèi)的所有設(shè)備來說，它的金屬外殼都應(yīng)該接地，它的金屬走線架等物也要求接地，我們可以使用單點(diǎn)、多點(diǎn)或者混合三種接地方式。如果考慮設(shè)備是否抗干擾，對于飛低頻設(shè)備來說，采用單點(diǎn)接地是比較適宜的。那么高頻設(shè)備可以采用多點(diǎn)接地的方式，同樣高頻混合設(shè)備能夠采用混合接地的方式。接地線有三大要求，分別是：粗、短、直，而且對泄放設(shè)備短路電流和雷電流的能力上要進(jìn)行充分考慮。

結(jié)束語

廣播電視發(fā)射臺建筑物及相關(guān)設(shè)施的結(jié)構(gòu)可能各不相同，但防雷思想是一致的，就是盡力實現(xiàn)等電位。目前采用最多的方法就是分流、屏蔽、鉗位和接地等，是經(jīng)過實踐證明的、行之有效的廣播電視發(fā)射臺防雷方法。但是，在以后的防雷工作實踐中還需不斷地研究新問題、解決新問題，確保廣播電視節(jié)目的正常播出。

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