廣播電視高山發(fā)射臺防雷系統(tǒng)探討

章雷

[摘要]繁昌廣播電視發(fā)射臺在海拔431米的浮山上，屬于省廣播電視重點高山臺建設(shè)點，高山發(fā)射臺環(huán)境復(fù)雜，雷雨天氣時間占全年時間的1/4，復(fù)雜的地理環(huán)境給我們高山發(fā)射機臺的防雷帶來極大的難度，我們結(jié)合在實際工作中遇到的防雷問題與理論分析后，總結(jié)以下防雷措施。本文主要從雷電對廣播電視高山臺機房設(shè)備的危害、危害的幾點表現(xiàn)方式及危害原理分析、主要從那些部分進(jìn)行防雷。

[關(guān)鍵詞]雷電原理；雷電危害；防雷措施

1、引言

繁昌縣位于皖南山區(qū)，雷雨季節(jié)較長。我臺發(fā)射機房在海拔431米的浮山上，在雷季如何做好廣播電視機房防雷工作，確保機房安全運行顯得尤其重要。目前廣播電視機房運行可靠性、穩(wěn)定性、安全性是廣播電視行業(yè)健康發(fā)展必然要求，在我國廣播電視設(shè)備都是大功率設(shè)備，因而遭到雷電侵襲的概率很高，設(shè)備受雷擊后受損程度很大，因此防雷工作極大地考驗廣大電視技術(shù)人員工作，深入的探討在日常工作中如何做好廣播電視機房設(shè)備的防雷措施，從而保證廣播電視機房設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

近年來，廣播電視行業(yè)機房以及環(huán)境建設(shè)都取得了很大的成績，但是從專業(yè)的角度來講，還是有很多可以進(jìn)行優(yōu)化和改善的地方。特別是在當(dāng)前廣播電視行業(yè)數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，廣播電視行業(yè)新的技術(shù)模式和業(yè)務(wù)模式對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全保障提出了更高要求，同樣使得一切業(yè)務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)—廣播電視機房正常運轉(zhuǎn)提出新的挑戰(zhàn)。

2、雷電突襲原理及危害

雷電是一種攜帶巨大能量的自然現(xiàn)象。雷電主要有直擊雷和感應(yīng)雷兩種。直擊雷是帶電雷云和大地之間放電造成的。感應(yīng)雷的形成原因有兩種，由于帶電雷云的先導(dǎo)作用，雷云附近的導(dǎo)體或輸電線路上感應(yīng)出異性電荷，當(dāng)雷電對附近目標(biāo)或接閃器放電時，它所帶電荷迅速和放電物所帶的異性電荷中和，而雷云附近的導(dǎo)體或輸電線路上感應(yīng)的電荷變?yōu)樽杂呻姾?，形成對地局部感?yīng)高電位，它要從距離其最近處、電壓低處或元器件最易擊穿處尋找放電通道，從而形成感應(yīng)雷。

云層劇烈運動摩擦產(chǎn)生大量的電荷，在空間電場力的作用下，產(chǎn)生大量電子，聚集在云層中，在移動中與高山臺發(fā)射天線頂端密集（大量電子），因電荷同性相斥，而形成頂端放電，產(chǎn)生幾萬到十幾萬伏高壓電，危害機房設(shè)備，其次雷云在移動中與地面機房某些帶電荷區(qū)域產(chǎn)生的放電，從而損壞設(shè)備，輕則擊毀設(shè)備電源，重則引起機房起火造成巨大損失。

雷電對高山發(fā)射臺機房及設(shè)備的危害主要是電力線雷電侵入的重要渠道，雷電襲擊機房供電的電力線主要有四種方式，即：遠(yuǎn)點雷擊、近點雷擊、錯相位雷擊和感應(yīng)雷擊。遠(yuǎn)點雷擊：即根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換原理電力供應(yīng)線路上輸送50赫茲的交變電流，線路隨之產(chǎn)生交變的磁場，雷擊擊穿大氣時產(chǎn)生高壓電場，雷擊高壓電場通過靜電吸收原理，向大地方向運動。在下雨天氣，空氣濕度增大，此時雷電較易擊穿空氣通過電力線的保護(hù)地入地，從而因較高的電壓損毀用電設(shè)備。為此，防雷必須首先考慮遠(yuǎn)點雷擊。近點雷擊：雷電近點襲擊電力線，實際上是雷電襲擊用電設(shè)備所在的建筑物的避雷針，從而引起雷電電磁脈沖的保護(hù)問題。避雷針引下線由于電感作用，最大只能將50%的電流引入大地。30米以上的樓體引下線只能引下較少電流，其余則通過地面有連接的水管，電力屏蔽槽等聯(lián)合引雷，其中有25%擊穿UPS輸出負(fù)載的電源線及局域網(wǎng)線等設(shè)備后，通過邏輯地線入地。其中包括UPS的輸入、輸出的火線對地線端。為此，必須對UPS及重要用電設(shè)備如小型機、服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行等電位保護(hù)，對網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行保護(hù)，堵死一切雷電導(dǎo)入的端口，才能有效的保護(hù)設(shè)備免受雷電襲擊。錯相位雷擊：一個高能量的雷擊在一條火線上，一個低能量的雷擊在另一條火線上，線線之間產(chǎn)生一個壓差，從而侵入設(shè)備造成雷電的二次雷擊稱錯位雷擊，為此，對于UPS的輸入和輸出端也應(yīng)安裝保護(hù)。感應(yīng)雷擊：雷電擊在建筑物避雷針上，通過避雷針的引下線對地泄放，電流在引下線由上而下產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)快速運動的磁場，從而因電磁感應(yīng)在建筑物的線路上感應(yīng)高壓從而擊毀傳輸設(shè)備。感應(yīng)雷擊能量較小但其電壓較高，所以防護(hù)感應(yīng)雷應(yīng)全面進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)級別可略微降低。

3、高山臺機房防雷

雷電災(zāi)害是自然災(zāi)害中較為嚴(yán)重的一種。由于雷電是一個隨機過程，它的能量相當(dāng)強大，而且它是一個瞬間過程，在很短的時間內(nèi)把巨大的能量放出來對周圍的設(shè)備產(chǎn)生很大的破壞作用。在雷電災(zāi)害中直擊雷的威力相當(dāng)大，但感應(yīng)雷電流的破壞程度相當(dāng)廣泛。根據(jù)資料統(tǒng)計顯示，在雷擊微電子設(shè)備事故當(dāng)中，80%以上是由于感應(yīng)雷所引起的。高山臺防雷主要從下面幾點采取措施。

3.1電源防雷

防雷最重要的就是等電位連接，把各種設(shè)備利用防雷器、線材、鋼筋和銅排進(jìn)行設(shè)備的電氣處理。使各種設(shè)備在雷電流入侵時行成等電位體，這樣設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與大地、設(shè)備與大樓整體結(jié)構(gòu)之間就不會產(chǎn)生電位差。利用這些材料和設(shè)備把雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備。 由于雷電流的能量很大，在電源線路上通過配置不同等級能量的防雷器，逐級把強大的雷電流分流到大地，以達(dá)到設(shè)備能承受電壓，從而保護(hù)設(shè)備。

3.2接地防雷

廣播電視機房能穩(wěn)定可靠的播出，與完善的良好接地系統(tǒng)是分不開的，良好接地系統(tǒng)不僅將侵入的雷電流泄放到地，并使之產(chǎn)生的電位差最小。接地質(zhì)量是否良好，是保證防雷安全與否的重要措施。在廣播電視機房，存在多種接地，如安全接地、電源地線（又稱電源中性線）、屏蔽接地、射頻接地、過壓保護(hù)接地（又稱防雷接地）、天線輻射狀地網(wǎng)等，形成了多點接地局面。多點接地要保證各接點的接地電阻相同，否則雷擊時將造成地電位不同引起的電位“反擊”。反擊電壓將對電子設(shè)備耐壓較低的元器件造成損壞。為了防止反擊電壓，規(guī)范推薦把防雷接地和電器設(shè)備的安全接地連接在一起。這是采用等電位的方法防止反擊?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)專家們一致的意見將上述多種地線都連接在一起。形成一個等電位，等電位才能均壓，均壓才能防止反擊。為此要求接地系統(tǒng)的接地體和地線的截面要足夠大。

3.3外部防雷

外部防雷系統(tǒng)由避雷針、引下線、接地地網(wǎng)等組成，缺一不可。一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀，但雷電會通過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。機房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊，可以通過合理的設(shè)計避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。接地體指埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體。有人工接地體和自然接地體兩種。接地網(wǎng)是把需要接地的各系統(tǒng)，統(tǒng)一接到一個地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過地下或者地上用金屬連接起來，使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。一定要有一個良好的接地系統(tǒng)，因為所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。將防雷器并聯(lián)在供電線路、信號傳輸線路上使用。當(dāng)遇到雷擊和高電壓大電流時其立即呈現(xiàn)短路，將瞬間產(chǎn)生高電壓大電流通過地網(wǎng)泄放到大地中，使設(shè)備受到保護(hù)。

每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應(yīng)挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)每年進(jìn)行一次測量。每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對運行中的防雷器利用老化測試儀進(jìn)行一次檢測，雷雨季節(jié)中要加強外觀巡視，發(fā)現(xiàn)模塊顯示窗口出現(xiàn)紅色應(yīng)及時更換。

4、結(jié)束語

廣播電視機房的防雷保護(hù)是一個比較復(fù)雜的問題，在日常工作中把防雷保護(hù)作為一項重要的工作來抓。同時，有關(guān)部門須對防雷保護(hù)問題進(jìn)行規(guī)范，從而使廣播電視設(shè)備盡量能避免遭受雷擊的損害，才能保證廣播電視節(jié)目的安全優(yōu)質(zhì)播出。繁昌縣高山臺防雷采用上述所述理論結(jié)合實際的工作方法，降低了雷電對我臺的危害，確保安全播出發(fā)射，服務(wù)人民。

參考文獻(xiàn)

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