廣播電視高山發(fā)射臺的防雷技術(shù)分析

張繼先

目前，廣播電視行業(yè)的發(fā)展正如火如荼地進行著，與此同時，廣播電視高山發(fā)射臺的數(shù)量也越來越多。眾所周知，高山區(qū)域是雷電活動頻發(fā)、高發(fā)的地帶，發(fā)射臺位于這種高山上，缺乏相應(yīng)的保護措施，特別容易遭受雷電活動侵害。因此，必須對廣播電視高山發(fā)射臺的防雷工作給予高度關(guān)注與重視。

1 廣播電視高山發(fā)射臺遭受雷擊的類型和危害

1.1 廣播電視高山發(fā)射臺遭受雷擊的類型

1.1.1 直擊雷

所謂直擊雷就是直接性雷擊，它是帶電的云層與大地之間形成的一種直接放電現(xiàn)象。對于高山發(fā)射臺來說是最普遍發(fā)生的一種雷擊類型，主要是指在雷電現(xiàn)象下，高山發(fā)射臺最外部的設(shè)備首先遭到雷電沖擊，從而產(chǎn)生劇烈的電效應(yīng)和熱效應(yīng)等，對于發(fā)射臺造成嚴重危害。

1.1.2 雷電感應(yīng)

雷電在大量放電的過程中，沖擊電流會在周圍的區(qū)域形成一個強大的磁場，這些電流攜帶著巨大的能量，能量釋放的過程就會造成事故。因此，雷電感應(yīng)就是指在產(chǎn)生雷電的活動中往往會伴隨著電磁感應(yīng)和一系列的靜電感應(yīng)現(xiàn)象，從而破壞發(fā)射臺的弱電系統(tǒng)。與直擊雷作用范圍僅限于一點不同，雷電感應(yīng)的破壞范圍和破壞能量巨大，往往會形成一個破壞面。

1.1.3 雷電波侵入

雷電波與直擊雷不同的是，它破壞的是發(fā)射臺的內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)。在發(fā)射臺的線路遭受到雷擊活動時，由于雷電感應(yīng)會產(chǎn)生大量沖擊波，這些雷電波能夠通過多種線路迅速進入到發(fā)射臺室內(nèi)，對發(fā)射臺的電源和信息系統(tǒng)進行一定的破壞，從而導致廣播電視發(fā)射臺無法正常工作。

1.1.4 雷擊電磁脈沖

雷擊電磁脈沖本身就是一種干擾源，它是指雷電直接擊在建筑物的防雷裝置和周圍的建筑物所引起的一系列效應(yīng)，包括電流經(jīng)過電阻、電感、電容耦合而產(chǎn)生的電磁效應(yīng)等。絕大多數(shù)情況下，都是通過連接導體的干擾，比如，雷電流或部分雷電流、被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾等。

1.1.5 地電位反擊

地電位反擊是指建筑物的外部防雷系統(tǒng)遭受雷擊活動后，在接地電阻的兩端會產(chǎn)生具有危險性的過電壓，該過電壓由設(shè)備的接地線、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系統(tǒng)和其他自然接閃物引入設(shè)備，從而造成設(shè)備損害。廣播電視發(fā)射臺遭受雷擊活動以后，周圍建筑物和電網(wǎng)的帶電量會迅速增多，引發(fā)地電位反擊，造成機器設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。

1.2 廣播電視高山發(fā)射臺遭受雷擊的危害

雷電是一種攜帶有巨大能量的自然現(xiàn)象，云層在形成過程中會發(fā)生大氣電場和溫差起電等效應(yīng)，此時，正負電荷在云層中的不同部位會發(fā)生一定的堆積。當堆積到一定程度時，云與云之間、云與大地之間都會產(chǎn)生強烈的放電現(xiàn)象，也就是通常所說的雷電現(xiàn)象。雷電這種龐大的能源，至今人們還無法對其加以有效利用，并常常遭受雷電打擊和損害。對于處于高山頂端的廣播電視發(fā)射臺來說，受地理位置和周圍環(huán)境的影響，雷電活動比其他地方更頻繁，同時，由于電源及信息傳輸距離較遠，周圍土壤的電阻大，因此，在雷電活動中更容易遭受危害。對于廣播電視高山發(fā)射臺來說，雷電的危害不僅僅表現(xiàn)在影響廣播電視臺的工作效率，導致廣播電視工作無法正常運行。更為重要的是，雷擊對于發(fā)射臺等相關(guān)建筑物及相關(guān)工作人員的安全造成了很大威脅。因此，必須加快對廣播電視高山發(fā)射臺防雷技術(shù)的研究，通過積極有效的手段避免雷擊的危害。

2 廣播電視高山發(fā)射臺的防雷現(xiàn)狀分析

廣播電視高山發(fā)射臺的防雷問題一直以來都受到相關(guān)部門的高度重視與關(guān)注，因此，從整體上來說，我國的廣播電視高山發(fā)射臺的防雷措施和防雷技術(shù)發(fā)展比較良好，防雷效果也比較明顯。但是，在具體的防雷系統(tǒng)安裝以及防雷活動應(yīng)對上還有待進行進一步優(yōu)化與改進。

目前，我國的廣播電視高山發(fā)射臺大部分都沒有安裝專門的避雷針，一般情況下都把反射鐵塔直接當作避雷針來使用，在接地系統(tǒng)安裝的過程中，要將塔身接地系統(tǒng)與周圍的機房地位、生活區(qū)地網(wǎng)等進行結(jié)合，共同形成有效的防雷接地系統(tǒng)。眾所周知，高山區(qū)域的雷電活動十分頻繁，而高山地區(qū)的土壤電流一般也很大，相應(yīng)地，其接地系統(tǒng)中的電阻也較大。接地網(wǎng)在地底下長時間的腐蝕和老化，導致接地的電阻值并不能得到有效降低，因此，隨著接地網(wǎng)在地下長期的侵蝕，其防雷效果只會越來越差。

為有效應(yīng)對雷電的侵害，目前，很多廣播電視高山發(fā)射臺都是采用雙電源進行供電，主電源一般設(shè)置在高山底部的高空架，設(shè)置高壓避雷器，這樣一來，雷電波就很容易進入到高壓配電房，使低壓側(cè)得到有效保護。但在這個過程中，存在一個問題就是低壓側(cè)的電流保護器的連線如果鋪設(shè)不當，反而更容易招致雷電打擊，造成更嚴重的損失。高山發(fā)射臺的外部主要是由衛(wèi)星天線和監(jiān)控設(shè)備等構(gòu)成，這些設(shè)備如果沒有采取積極的屏蔽和防雷保護措施，很容易遭受直擊雷損害。

3 廣播電視高山發(fā)射臺的防雷技術(shù)措施

3.1 室外的防雷措施

對于廣播電視高山發(fā)射臺來說，室外的防雷措施主要是為了防直擊雷。接閃器、室外引入線以及接地裝置是室外防雷的主要措施。目前，接閃器一般不存在什么問題。對于室外引入線來說，在遭到雷電天氣時，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的塑皮線路會協(xié)助雷電波引入室內(nèi)，從而造成嚴重危險。因此，需要從防雷技術(shù)上對室外引入線進行一定的改進。首先，在建設(shè)過程中，要盡量確保接地線的兩端完好無損，與周邊的地網(wǎng)進行有效連接。發(fā)射臺在進行各種設(shè)備連接時應(yīng)盡量采用具有屏蔽性質(zhì)的電纜線，這樣一來，電纜線能夠與電網(wǎng)實現(xiàn)緊密連接，確保其良好的導電效果。目前，接地裝置所存在的問題是室外防雷工作中存在的最大問題，也是最容易出現(xiàn)問題的部分。對此，本人認為要想有效降低發(fā)射臺的接地電阻值，需要對整個接地系統(tǒng)進行全面的優(yōu)化與改進，全面擴大機房地網(wǎng)、發(fā)射鐵塔地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)以及周圍建筑物地網(wǎng)的公共地網(wǎng)的面積，同時，還可以通過設(shè)置環(huán)形接地裝置來改善防雷接地的有效性。為全面降低發(fā)射臺周邊土壤的電阻值，可以在接地體附近的土壤中撒入施量的降阻劑，確保電流導入大地的效果。同時，為確保接地網(wǎng)的防雷效果，應(yīng)進行定期的檢修和維護工作，防止接地網(wǎng)的腐蝕與老化。

3.2 室內(nèi)的防雷措施

對室外防雷措施不同，室內(nèi)防雷工作的要點主要在于防止雷電波的入侵、雷電感應(yīng)以及雷擊電磁脈沖等引起的破壞。目前，室內(nèi)防雷措施主要表現(xiàn)在以下幾方面。首先是電源系統(tǒng)的防雷措施。高山發(fā)射臺遭受雷擊往往會造成供電系統(tǒng)的癱瘓，并對所有用電設(shè)備造成損害。因此，需要對電源系統(tǒng)當中的所有電力設(shè)備進行防雷保護，比如，在高壓線上安裝避雷線路和接地設(shè)施，對于高壓設(shè)備安裝避雷器具等。其次是等電位連接。具體的做法就是通過對線路的等電位連接方式，來消除用電設(shè)備之間的電勢差，從而有效避免電子設(shè)備和儀器之間的過電現(xiàn)象。最后是數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。因為高山發(fā)射臺的室內(nèi)設(shè)備都是弱電設(shè)備，因此，在選擇連接各終端設(shè)備的傳輸介質(zhì)時，最好可以選擇像光纖這樣的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，既能保證傳輸過程的準確性，又安全可靠。

4 結(jié)語

本文針對廣播電視高山發(fā)射臺的主要雷擊類型，找到目前防雷系統(tǒng)中存在的不足，以及制約其發(fā)展的一些因素加以分析，提出切實有效的保護措施，以期為相關(guān)工作人員更好地開展工作提供參考。

[1]李天榮.淺析廣播電視高山發(fā)射臺防雷技術(shù)[J].通訊世界,2015(10):10-11.

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