廣播電視發(fā)射臺(tái)的避雷措施探討

郭 強(qiáng)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備以及傳輸設(shè)備取得了較大發(fā)展，在廣播電視系統(tǒng)中得到了廣泛運(yùn)用，再加上發(fā)射臺(tái)的選址通常處于信號(hào)覆蓋制高點(diǎn)，因此，非常容易受到雷電干擾。在夏天雨季來臨之時(shí)，受雷電干擾會(huì)更加嚴(yán)重。為使廣播電視臺(tái)的播出得到保證，需要采取相應(yīng)防雷措施。下文主要圍繞廣播電視臺(tái)的避雷措施進(jìn)行探討。

1 雷電的相關(guān)概述

1.1 主要類別

雷電的產(chǎn)生是大自然自身所攜帶的一種巨大能量，屬于自然現(xiàn)象。在云層形成之時(shí)，因?yàn)槭艿酱髿怆妶雠c溫差的相互作用，正負(fù)電荷之間相互影響，而且在云層中產(chǎn)生集聚，當(dāng)達(dá)到了一定程度時(shí)，云層之間就會(huì)向外放電，從而產(chǎn)生雷電。當(dāng)前，我國對(duì)雷電并沒有進(jìn)行充分利用，不能合理利用雷電所帶來的能量，故此，雷擊現(xiàn)象發(fā)生的較為普遍。

雷電主要分為感應(yīng)雷和直擊雷。直擊雷就是云與大地之間結(jié)合所放出的電。當(dāng)云層與大地的距離較近時(shí)，再加上周邊沒有其他異性電荷時(shí)，就會(huì)在地面或是在建筑高處出現(xiàn)異性電荷，而當(dāng)電荷達(dá)到一定程度，雷電就會(huì)向地面直接放電，或向建筑物放電，進(jìn)而導(dǎo)致直擊雷形成。直擊雷的放電過程較短，但其放射出的電流較高。至于感應(yīng)雷，其形成原因有以下幾種。第一，帶電的雷云起到了先導(dǎo)作用，當(dāng)雷云附近的輸電線路感應(yīng)到異性電荷時(shí)，雷電就會(huì)進(jìn)行放電。當(dāng)雷云附近的輸電線路感應(yīng)到電荷發(fā)生了改變，變成了自由電荷時(shí)，雷電就會(huì)擊穿附近的建筑物，從而形成了感應(yīng)雷。第二，放電物體對(duì)外放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大電流，進(jìn)而在周邊產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，這樣一來，就會(huì)使周邊的導(dǎo)體都感應(yīng)到高壓電，并且尋求相應(yīng)的放電通道，從而形成感應(yīng)雷。

1.2 所帶來的危害

當(dāng)產(chǎn)生直擊雷時(shí)，雷電就會(huì)直接擊在建筑物或設(shè)備上，這樣就會(huì)導(dǎo)致建筑物或設(shè)備遭到破壞。直擊雷的放電時(shí)間非常短，大概50～100 μs，其對(duì)地之間的電位高達(dá)幾千萬伏，所以，如果電視發(fā)射臺(tái)的設(shè)備受到雷電直擊，必然會(huì)造成設(shè)備損壞，造成電器短路，甚至?xí)?dǎo)致電視臺(tái)工作人員的生命安全受到威脅。當(dāng)產(chǎn)生感應(yīng)雷時(shí)，電視臺(tái)的設(shè)備也會(huì)受到一定影響。一般來說，雷電主要通過以下幾種途徑破壞電視發(fā)射臺(tái)：從電源線侵入：從天饋線侵入；從電纜侵入。

2 防雷措施分析

2.1 直擊雷的保護(hù)措施

電視臺(tái)的工作人員需要重視防雷工作，樹立防雷意識(shí)，在開展防雷工作時(shí)，需要采用全方位、多層次的預(yù)防，結(jié)合具體臺(tái)站的地理環(huán)境，根據(jù)國家所制定防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，制定科學(xué)合理的防雷方案。

在廣播電視臺(tái)中，發(fā)射臺(tái)是其中的重要組成部分，對(duì)廣播電視的信號(hào)接收有著重要影響。一般來說，在發(fā)射臺(tái)中，往往會(huì)設(shè)有天線塔，而鐵塔以及天線的位置較特殊，通常處于建筑物最高點(diǎn)。天線塔主要有兩方面作用，第一，可以成為防雷的避雷塔；第二，可以成為引雷器。因此，在進(jìn)行防雷工作時(shí)，要多留意天線塔。

一是，根據(jù)國家所制定的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)天線塔的避雷針安裝工作應(yīng)予以重視。鐵塔接地網(wǎng)的密度以及形狀等，不能隨意進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是需要根據(jù)防雷等級(jí)去設(shè)計(jì)，根據(jù)天線塔的種類進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二是，對(duì)天線塔避雷針的保護(hù)范圍要予以高度重視，對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算。如果其他的建筑物不在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)，那么需要采取相應(yīng)措施解決這個(gè)問題，如可以采取設(shè)計(jì)多支避雷針的方法，以防止建筑物或電視臺(tái)設(shè)備受到雷擊破壞。如果發(fā)射臺(tái)處于地形突出的高山地段，且雷電云層比較低時(shí)，那么，避雷針的作用就會(huì)被大大削弱。針對(duì)這種情況，可以通過避雷針與消雷器相結(jié)合的方法，同時(shí)，在房頂裝設(shè)閉合的防雷帶。

2.2 感應(yīng)雷的防護(hù)措施

感應(yīng)雷防護(hù)可以從以下幾方面著手：第一，電源系統(tǒng)的防護(hù)；第二，播控發(fā)射系統(tǒng)的防護(hù)；第三，天饋信號(hào)系統(tǒng)的防護(hù)，等等。從電視臺(tái)發(fā)射臺(tái)的情況來看，可以從以下幾方面進(jìn)行防雷。

2.2.1 電源系統(tǒng)的防雷

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生雷擊事故，那么從電源線侵入感應(yīng)過電壓的情況較多，這種情況所導(dǎo)致的設(shè)備損害占據(jù)了較大比例，故此，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行防雷時(shí)，需要重點(diǎn)對(duì)電源進(jìn)行的防護(hù)。而要實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的防護(hù)，可以通過將電源分為三級(jí)保護(hù)這一方法。

第一級(jí)電源電通保護(hù)器并聯(lián)安裝在主配電柜，選用三相電源SPD（80kA，10/350 us，開關(guān)型），電壓保護(hù)水平Up＜2.5 kV，電源電涌保護(hù)器進(jìn)線采用16平方的多股銅芯線；電源電涌保護(hù)器地線（25平方）就近與接地匯集排相連。

第二級(jí)安裝在發(fā)射機(jī)房配電柜，目的是將由第一級(jí)電源電涌保護(hù)器過來的雷電流殘壓及其他通電壓進(jìn)行進(jìn)一步限制和泄放。在機(jī)房配電柜內(nèi)安裝壓敏限壓型電源電涌保護(hù)器作電源防雷保護(hù)，單模標(biāo)稱放電電流（8/20 us)40 kA；單模塊最大放電浪涌電流（8/20 μs）65 kA，電壓保護(hù)水平Up＜1.8 kV（IN時(shí)）.電涌保護(hù)器進(jìn)線采用10平方的多股鋼芯線；SPD（16平方）地線就近與接地匯流排相連。

第三級(jí)安裝發(fā)射機(jī)及播控機(jī)柜，單模標(biāo)稱放電電流（8/20 μs）20 kA；單模最大放電浪涌電流（8/20μs）40 kA，電源電涌保護(hù)器進(jìn)線采用6平方的多股銅芯線；電源電涌保護(hù)器（16平方）接地線就近與接地匯流排相連接。也可以將室內(nèi)所有的插座替換成具有防雷功能的插座，這樣一來，能夠有效防止雷電從電源線路侵入設(shè)備。

2.2.2 天饋線的主要防護(hù)措施

對(duì)室外引入線的防雷處理。所謂室外引入線，指的是電視發(fā)射臺(tái)的以下幾種線路：第一，發(fā)射設(shè)備的饋線；第二，各類設(shè)備中的視音頻信號(hào)線，等等。如果出現(xiàn)雷雨天氣，這些引線的外皮就會(huì)將感應(yīng)電壓引入到機(jī)房內(nèi)，那么針對(duì)這個(gè)情況，需要技術(shù)人員采取相應(yīng)措施。首先，技術(shù)人員要對(duì)饋線進(jìn)行檢查，確保其兩端接地良好。另外，吊饋管鋼絞線、過橋等，要對(duì)其進(jìn)行逐點(diǎn)接地的處理。其次，對(duì)于各種引線，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)處理，如可以用私用屏蔽電纜，在進(jìn)入機(jī)房之前，屏蔽層要就近與地網(wǎng)連接。若引線較長，那么在進(jìn)入機(jī)房前，可以將其水平埋入地下。如果沒有屏蔽電纜，則可以將引線穿入鐵管之中，然后根據(jù)上述要求將其埋入地下。

對(duì)室內(nèi)設(shè)施的防雷處理。首先，在機(jī)房內(nèi)部，工作人員需要用銅皮鋪設(shè)地網(wǎng)，通過多點(diǎn)與室外地網(wǎng)進(jìn)行連接，以便在機(jī)房內(nèi)營造一個(gè)等電位環(huán)境。其次，在機(jī)房內(nèi)要做到機(jī)殼接地、工作電路接地的統(tǒng)一，就近與機(jī)房功用地網(wǎng)可靠連接。

3 結(jié)語

本文主要針對(duì)發(fā)射天線的直擊雷保護(hù)措施以及感應(yīng)雷的防護(hù)措施進(jìn)行闡述，并對(duì)電視發(fā)射臺(tái)的防雷措施進(jìn)行了簡要分析，如有不足之處，望大家多多指正。

[1]吳安榮.高山廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷措施的探討[J].西部廣播電視,2014(4):122-123.

[2]張俊剛.廣播電視高山發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(18):208-209.