淺談廣播電視轉(zhuǎn)播臺系統(tǒng)的防雷與接地

楊永才

摘 要 廣播電視轉(zhuǎn)播臺大都建在地形較為復(fù)雜且偏遠(yuǎn)的山區(qū)當(dāng)中，這些地區(qū)的海拔相對較高，土層較薄，土壤質(zhì)量較差，在這種情況下，防雷工作就顯得尤為必要。每年5至9月份是雷雨多發(fā)季節(jié)，如果防護(hù)不力，就會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時還會造成人身傷害。下面就廣播電視轉(zhuǎn)播臺系統(tǒng)的防雷接地及防護(hù)措施談一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識和體會，希望為相關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞 雷電；防護(hù)措施；接地

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）231-0082-02

1 雷電的成因、特點(diǎn)及防護(hù)措施

通常情況下，雷電天氣發(fā)生時，常伴有強(qiáng)降雨、冰雹等氣象現(xiàn)象。雷電天氣產(chǎn)生的原因是由于積雨云在空氣作用下上下翻滾摩擦，電荷就會在云層中產(chǎn)生，負(fù)電荷主要分布于云層的下部，正電荷主要分布于云層的上部，這樣云層的下部與上部會產(chǎn)生一個電位差，當(dāng)這個電位差超過一定的范圍后，放電現(xiàn)象就會出現(xiàn)，這一現(xiàn)象通常被稱之為閃電。云層在發(fā)生放電現(xiàn)象的過程中，溫度劇烈上升，瞬間空氣氣體膨脹而產(chǎn)生沖擊波，因此常出現(xiàn)雷鳴現(xiàn)象，當(dāng)雷云帶著電荷接近地面上的凸起物體時，就會產(chǎn)生激烈的放電現(xiàn)象。

防雷就是通過合理、有效地手段將雷電流的能量盡可能的引入大地，一般我們將其分為外部避雷、內(nèi)部避雷和電涌保護(hù)三方面內(nèi)容外部防雷，外部防雷裝置由避雷針、下引線和接地裝置組成。就內(nèi)部防雷工作而言，該項(xiàng)工作的具體方法主要有3種，其一為等電位連接法，其二為屏蔽法，其三為等裝置阻塞法。為了能有效地提升內(nèi)部防雷系統(tǒng)的功能性，必須要綜合分析該項(xiàng)系統(tǒng)是否能夠預(yù)防直擊雷以及感應(yīng)雷。其中所涉及到的直擊雷主要指的就是雷電自上而下?lián)舸V播電視塔。該種雷擊形式一旦出現(xiàn)不僅會對廣播電視臺轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備造成極為不利的影響，同時還會對各個設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞，對于該種雷擊的有效防護(hù)措施有三種，其一為運(yùn)用避雷針，其二為運(yùn)用避雷線，其三為運(yùn)用避雷網(wǎng)。而感應(yīng)雷主要指的就是當(dāng)設(shè)備受到雷擊時會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，這一現(xiàn)象一旦在出現(xiàn)在金屬裝置上，就會導(dǎo)致單壓數(shù)驟增，進(jìn)而對設(shè)備造成破壞。該種雷擊形式的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在破壞性相對較小，出現(xiàn)頻率較高，破壞范圍較廣三方面。不論是何種形式的雷擊都會對電器設(shè)備內(nèi)部的以下幾項(xiàng)原件造成破壞，其一為保險絲，其二為變壓器，其三為整流元件，其四為集成電路?；谶@一情況，相關(guān)的廣播電視轉(zhuǎn)播臺系統(tǒng)管理人員必須要結(jié)合雷擊形式的特點(diǎn)，制定出具有針對性的應(yīng)對措施?，F(xiàn)階段，相關(guān)系統(tǒng)防雷管理人員常用的防雷措施主要就是接地防雷法，該種方法適用性較強(qiáng)，且防雷成本較低，可以有效地將雷擊電荷引入到地面上，降低雷擊對于電器設(shè)備的不利影響。

另外，相關(guān)的系統(tǒng)防護(hù)管理人員可以依照躲避原理，疏導(dǎo)遠(yuǎn)離，阻止原理以及分流四道防線原理來進(jìn)行系統(tǒng)防雷工作。躲避方法主要指的就是在建立電視臺期間要選擇雷擊發(fā)生概率較小的地區(qū)。疏導(dǎo)方法就是指在系統(tǒng)上安裝雷電疏導(dǎo)裝置。組織方法主要就是指設(shè)置雷電隔離帶避免雷電電流進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中。分流方法指的就是利用壓敏電阻將雷擊電流進(jìn)行分流處理，降低雷擊電流量，將其電流值處理到安全范圍之內(nèi)。

2 接地的分類及關(guān)聯(lián)

接地就是將電流引入大地，該種防雷法又可以細(xì)分為以下兩種，其一為電氣接地，該種接地防雷法又可以細(xì)分為工作接地以及保護(hù)接地兩種形式，就工作接地而言，該種接地形式就是指通過分析系統(tǒng)安全運(yùn)行的需求，并依據(jù)該項(xiàng)信息設(shè)置出與之相對性的中性接地點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)短時間內(nèi)切除故障電流目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防雷目標(biāo)。保護(hù)接地；是防止設(shè)備漏電引發(fā)外殼帶電，將漏電電流引入大地，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對人體的傷害。其二為防雷接地，該種接地防雷法的原理就是通過消除風(fēng)險電壓。該種防雷方法的持續(xù)時間相對較短，但是能夠引流的范圍較大，在數(shù)十千安倍到數(shù)百千安倍之間。

在廣播電視臺轉(zhuǎn)播系統(tǒng)當(dāng)中，上述兩種接地防雷法互相之間具有較強(qiáng)的兼容性，但是在連接兩種防雷方法所用到的設(shè)備期間嚴(yán)禁將防雷接地裝置的引下線與保護(hù)接地裝置的引下線和接地極互相串并聯(lián)，一旦將兩種裝置的引下線同接地極連接到一起之后，雷擊電流在進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中的基礎(chǔ)上，也會由PE線分流到設(shè)備上（PE線，通常說的地線，是專門將電氣設(shè)備裝置外露導(dǎo)電部分接地的導(dǎo)體），正確的連接方法為將PE引下線與接地極進(jìn)行連接的同時，控制PE引下線與防雷引下線之間的距離，盡可能的擴(kuò)大兩者之間的間距。最低間距不得低？于10m。

3 轉(zhuǎn)播臺系統(tǒng)的防雷措施

3.1 電源部分的防雷

當(dāng)廣播電視臺轉(zhuǎn)播系統(tǒng)受到雷擊影響產(chǎn)生脈沖較高的電壓之后，各個電路當(dāng)中的元部件將會受到極大的損傷，基于這一情況必須要在系統(tǒng)裝置上安裝相應(yīng)的電源防雷裝置。在轉(zhuǎn)播臺的電源防雷設(shè)備中共使用兩套電源浪涌抑制器，這兩套抑制器分別接在機(jī)房配電柜輸入端以及變壓器低壓電表輸出端。避免感應(yīng)雷進(jìn)入用電設(shè)備以及高低壓線路，這種抑制器使用起來更加可靠、安全，可以對電源系統(tǒng)形成有效保護(hù)。

3.2 鐵塔及天饋系統(tǒng)防雷

鐵塔防雷由塔尖避雷針、下引線、地網(wǎng)組成，在設(shè)置接地體引線期間要將40mm×4mm的鍍鋅扁鐵裝置進(jìn)行焊接處理，再干結(jié)的過程當(dāng)中運(yùn)用多口焊接方法進(jìn)行具體的焊接工作。使用銅線引入接地體，接地體和塔體底接觸要十分牢靠。發(fā)射設(shè)備的天饋線在進(jìn)入機(jī)房處，一定要進(jìn)行接地處理，天饋線地線一般采用？30mm的銅質(zhì)電纜跟系統(tǒng)的防雷地網(wǎng)進(jìn)行連接。

3.3 信號源防雷

轉(zhuǎn)播臺衛(wèi)星節(jié)目是從衛(wèi)星天線接收信號的，在衛(wèi)星接收機(jī)的輸入端，安裝75？同軸電涌保護(hù)器。該電涌保護(hù)器有駐波系數(shù)不大、殘壓低、通流容量大、插入耗損低、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。

3.4 信號傳輸線路感應(yīng)雷防雷

在雷擊發(fā)生時，產(chǎn)生巨大瞬間變電磁場，網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)金屬連接線等會感應(yīng)到雷擊，將會影響網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采取屏蔽措施是降低感應(yīng)雷擊破壞傳輸線路的有效方法，傳輸線線的金屬護(hù)管應(yīng)做到兩端接地，并與地網(wǎng)連接，最大限度地減少感應(yīng)雷擊侵入的途徑。

4 避雷針、地網(wǎng)和接地的具體做法

避雷針裝置的主要作用就是將雷電電流引入到地網(wǎng)當(dāng)中，該種裝置的安裝地點(diǎn)為室外天線支撐物的上方，設(shè)備原材料為1.5m～2.0m、？50mm具有防銹性能的導(dǎo)電材料。

接地網(wǎng)在整個防雷系統(tǒng)當(dāng)中具有較強(qiáng)的不可替代性，該種裝置的主要作用泄散雷擊所產(chǎn)生的高壓電流。根據(jù)實(shí)際情況將接地電阻值做到≤1？，盡可能地使接地裝置電阻值做到最小，達(dá)到規(guī)范要求（≤4？？）。該種裝置的主要做功方式有兩種，其一為打接地樁，該種形式主要指的就是將多個2.5m到3m長的40mm×40mm×4mm的鍍鋅角鋼進(jìn)行分段處理，分段角度為60°，然后將井分段處理后的鍍鋅角鋼以打樁的方式打入到地坑當(dāng)中，打入深入應(yīng)控制在0.6m到0.8m之間，角鋼間距應(yīng)控制在4m到5m之間。當(dāng)打樁施工完成之后要用40mm×4mm的鍍鋅扁鐵焊將各個角鋼進(jìn)行串聯(lián)處理，然后將瀝瀝青涂于焊口處，用于防銹，在回填土?xí)r要盡量使用好土，接地電阻難以達(dá)到要求時，可采取在接地體周圍投放物理降原料的方法進(jìn)行降阻處理。其二為埋設(shè)接地板；為增大泄放面積、降低地網(wǎng)電阻、減少泄放時間，在周圍選土質(zhì)較好地段，采用1500mm×1500mm×5mm銅板作為接地體，并將其分為兩排，用40mm×4mm銅片焊接成網(wǎng)格狀。在網(wǎng)格四角各打入根長度為2m的25mm銅圓棒，同時將四根樁與立體網(wǎng)格狀按地體進(jìn)行焊接，在接地電阻測量合格后，使用木碳混合物及粘土將避雷坑回填夯實(shí)，之后在依照實(shí)際情況將2到4根40mm×4mm鍍鋅扁鐵與接地體進(jìn)行串聯(lián)處理。

機(jī)房四周采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼設(shè)置等電位連接帶，將機(jī)房內(nèi)所有器設(shè)備的金屬外殼、機(jī)架等接地都連接到等電位連接帶上。只有使所有設(shè)備都在同一個電位上，當(dāng)雷擊時不會因電位差而引起地電位反擊。等電位接地法，可以有效地防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備，避免設(shè)備遭到損壞。而工作接地防雷法可以有效地將工作電位控制在零電位上，同時還可以對設(shè)備所漏的電量進(jìn)行泄電保護(hù)。所以工作接地起到了保護(hù)設(shè)備和保護(hù)工作人員人身安全的作用。

5 結(jié)論

以上這些避雷方法和措施是筆者多年參加工程建設(shè)任務(wù)積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，投入小，效果好。只要足夠重視雷電對設(shè)備和人身安全的危害性，科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計就可避免雷擊事故的發(fā)生。

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