淺談廣播電視發(fā)射塔防雷措施

刁翔

摘 要： 雷雨季節(jié)廣播電視發(fā)射設(shè)備的防護(hù)顯得尤為重要。為了保護(hù)建筑物、設(shè)施、設(shè)備免受雷擊，應(yīng)針對(duì)雷擊的規(guī)律和危害性，分別對(duì)直擊雷、感應(yīng)雷、架空線引入高電位采取相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)射設(shè)備 防雷措施

在雨季和雷電密集的地區(qū)，常出現(xiàn)雷電擊中發(fā)射設(shè)施而導(dǎo)致設(shè)備的損毀和損壞，致使發(fā)射設(shè)施不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)不同的發(fā)射塔或發(fā)射天線的不同要求，對(duì)其防雷設(shè)備的選擇、安裝以及維護(hù)做出分析

雷是自然界中自然放電的一種現(xiàn)象，當(dāng)帶云層中的電荷越積越多時(shí)，會(huì)向附近帶異性電荷的云層或向地面放電，這就是雷電現(xiàn)象。當(dāng)雷電經(jīng)過(guò)建筑物或電氣設(shè)備時(shí)，其電流值可高達(dá)數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)安，給建筑物、電氣設(shè)備或人員造成嚴(yán)重的破壞或危及生命。為了保護(hù)建筑物、設(shè)施、設(shè)備免受雷擊，應(yīng)針對(duì)雷擊的規(guī)律和危害性，分別對(duì)直擊雷、感應(yīng)雷、架空線引入高電位采取相應(yīng)措施：

一、直擊雷防護(hù)

（一）發(fā)射天線塔和建筑物防雷措施。無(wú)論廣播電視發(fā)射臺(tái)或微波站都設(shè)有發(fā)射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺(tái)站地面建筑的最高點(diǎn)。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產(chǎn)生感應(yīng)雷的導(dǎo)體，因此，它是臺(tái)站防雷的第一關(guān)。

（1）按照國(guó)家94年頒布的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—94）及其它標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置好天線塔避雷針。鐵塔接地網(wǎng)形狀，密度可根據(jù)地形、防雷等級(jí)、天線塔種類來(lái)設(shè)計(jì)。重要發(fā)射臺(tái)或微波樞紐站天線塔接地電阻要≤5歐。一般臺(tái)站要≤10歐。條件允許的臺(tái)站可安裝AR限流避雷針。AR避雷針是90年代防直擊雷的先進(jìn)產(chǎn)品，能有效降低雷擊產(chǎn)生的二次效應(yīng)。

（2）認(rèn)真計(jì)算天線塔避雷針的保護(hù)范圍并留有充分余地，當(dāng)其它建筑物不在保護(hù)范圍時(shí)，可考慮設(shè)計(jì)多支（等高或不等高）避雷針保護(hù)方案。在一些地形突出的高山發(fā)射臺(tái)（站），帶雷云層又低時(shí)，天線塔避雷針?lè)览资怯邢薜摹＞鶋壕W(wǎng)、避雷帶應(yīng)接有多根引流線，在建的房屋可考慮與建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋良好連接。

（二）一般情況下，建筑物安裝有避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)，但是雷電的活動(dòng)規(guī)律是，對(duì)于發(fā)生過(guò)雷擊的地點(diǎn)和入侵通道，下次雷擊時(shí)，更容易再次遭受雷擊。如果外部防雷某一個(gè)環(huán)節(jié)做的不好，就會(huì)影響整體的防雷效果。如果外部防雷不能擔(dān)負(fù)直擊雷防護(hù)的任務(wù)，那么它將是一個(gè)“引雷工程”，而不是“防雷工程”，設(shè)備反受其害。直擊雷防護(hù)的完善與否，關(guān)系到感應(yīng)雷防護(hù)的基礎(chǔ)是否牢固。因?yàn)橹睋衾追雷o(hù)是感應(yīng)雷防護(hù)的基礎(chǔ)。

在直擊雷比較完善的情況下，電視臺(tái)部分設(shè)備仍然遭受雷電流的光顧，足以說(shuō)明，防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。它包括屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、安裝浪涌保護(hù)器等等措施。全方位的防護(hù)中，感應(yīng)雷的防護(hù)不可或缺。

二、電視臺(tái)發(fā)射臺(tái)感應(yīng)雷的防護(hù)

感應(yīng)雷的防護(hù)主要包括電源系統(tǒng)、天饋信號(hào)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防護(hù)，等電位連接以及接地等。根據(jù)電視臺(tái)發(fā)射臺(tái)的情況需求，主要針對(duì)電源和天饋，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)為了均衡雷電流對(duì)于設(shè)備的沖擊，等電位聯(lián)結(jié)的措施必不可少。以下是詳細(xì)介紹：

（一）電源系統(tǒng)的防雷及過(guò)電壓保護(hù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，雷擊事故中，從電源線路侵入感應(yīng)過(guò)電壓損壞設(shè)備占較大比例。所以電源的防護(hù)是所以設(shè)備防護(hù)的根本和基礎(chǔ)條件，沒(méi)有電源的安全防護(hù)，其他的措施都是舍本逐末。鑒于電視臺(tái)有過(guò)雷擊損壞設(shè)備的先例，所以對(duì)于系統(tǒng)的保護(hù)理應(yīng)提高些防護(hù)等級(jí)。為實(shí)現(xiàn)多級(jí)配合，要計(jì)算各級(jí)SPD之間的能量配合，選用合適器件，擬對(duì)電源分為四級(jí)保護(hù)，使浪涌過(guò)電壓逐級(jí)泄放入地。

A.按照分級(jí)泄放原理，第一級(jí)防雷可在總配電箱端加裝1套電源三相一級(jí)高能量防雷器使大部分雷電能量在此泄放。B.在發(fā)射設(shè)備室的配電柜內(nèi)安裝電源單相第二級(jí)防雷C.在在發(fā)射設(shè)備的開(kāi)光前端安裝電源第三級(jí)防雷

（二）網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)的防雷與過(guò)電壓保護(hù)。雷擊發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的巨大瞬變電磁場(chǎng)，在1Km范圍內(nèi)的金屬環(huán)路內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，另建筑物在避雷針（帶）接閃雷電時(shí)，在雷電流通過(guò)防雷引下線對(duì)地泄放同時(shí)，也會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)金屬環(huán)路產(chǎn)生雷電電磁脈沖，形成線路感應(yīng)過(guò)電壓，易造成終端設(shè)備端口的損壞，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（三）天饋信號(hào)系統(tǒng)的防護(hù)

1.室外引入線防雷措施。室外引入線是指臺(tái)（站）內(nèi)各種發(fā)射設(shè)備饋線、吊饋管的鋼絞線及波導(dǎo)固定架、鐵塔過(guò)橋和塔燈電源線、各類管道、各種視音頻信號(hào)線、通信線等。在雷電天氣，引線外皮很容易將感應(yīng)雷或感應(yīng)電壓引入機(jī)房，必須采取措施進(jìn)行電氣阻塞。

2.室內(nèi)設(shè)施的防雷措施。（1）機(jī)房?jī)?nèi)根據(jù)設(shè)備擺放情況，用銅皮鋪設(shè)地網(wǎng)，通過(guò)多點(diǎn)與室外地網(wǎng)良好連接，從而營(yíng)造等電位環(huán)境。（2）根據(jù)國(guó)標(biāo)GB7450—87《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》和實(shí)際情況，科學(xué)的、有重點(diǎn)的采用防雷保護(hù)元件對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。（3）機(jī)房?jī)?nèi)屏蔽接地、機(jī)殼接地、電源接地（中性線、零線）、工作電路接地、保安接地、過(guò)壓保護(hù)接地等要統(tǒng)一、就近與機(jī)房共用地網(wǎng)可靠的電氣連接。高山臺(tái)站把機(jī)房鋁制門窗、暖氣管、水管、走線架等各種導(dǎo)體就近與母線或地網(wǎng)連接。

3.等電位連接措施。信號(hào)塔實(shí)際是個(gè)“引雷工程”，它在將強(qiáng)大的直擊雷電流泄放到地下的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生方圓20公里內(nèi)的感應(yīng)雷輻射。電視臺(tái)的辦公樓窗戶沒(méi)有屏蔽接地，這對(duì)于室內(nèi)的設(shè)備來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于半露天了。所以室內(nèi)的微電子設(shè)備，尤其是電腦的網(wǎng)卡，經(jīng)常遭受感應(yīng)雷的破壞。

基于以上情況建議我們的窗戶全部安裝金屬屏蔽網(wǎng)，以減少電磁感應(yīng)從窗口侵入室內(nèi)設(shè)備，最次也應(yīng)加裝網(wǎng)格較密集的金屬防盜網(wǎng)，并在其連接后接地。我們室內(nèi)所以設(shè)備盡量遠(yuǎn)離窗戶，靠近樓道的墻壁。對(duì)于躲避感應(yīng)雷的危害有一定效果。同時(shí)，還要對(duì)室內(nèi)設(shè)備采取M型或者S型等電位聯(lián)結(jié)措施。這有助于消除靜電和電磁感應(yīng)對(duì)設(shè)備和人的危害。該措施將用到大量的多股銅絞線和銅排作為等電位連接材料。

結(jié)束語(yǔ)：

在實(shí)施防雷工程過(guò)程中，嚴(yán)格遵循科學(xué)的原則和經(jīng)濟(jì)的原則，依據(jù)有關(guān)國(guó)家規(guī)范和國(guó)際電工委員會(huì)有關(guān)規(guī)范，運(yùn)用先進(jìn)的防雷理論和工程技術(shù)進(jìn)行工程勘測(cè)和施工。