廣播電視高山臺站整體防雷策略與改造方法

王友龍

摘 要：雷電是一項常見的自然狀況，但如果雷電頻發(fā)，會對電子設(shè)備造成極大的影響，而由于高山上離天空較近，所以很容易受到云層影響，而出現(xiàn)較多的雷電天氣，這就導致我國的高山上廣播電視以及通訊臺站受到影響。文章對雷電的形成進行分析，探究了廣播電視高山臺站的防雷必要性，針對我國的目前防雷現(xiàn)狀，提出了一些廣播電視高山臺站的防雷系統(tǒng)設(shè)計方案，旨在為我國防雷工作提出一定的幫助和建議。

關(guān)鍵詞：廣播電視高山臺站；整體防雷；改造方案；防雷措施

高山臺站在受到威脅時，主要以直擊雷和感應雷為主。直擊雷是指云層與地面凸出物之間呈現(xiàn)巨大放電狀況，雷電通過直接擊中地面凸出物的方式流入地下在雷擊點以及連接的金屬部位出現(xiàn)極高的對地電壓，對于地面的物體會造成極大的破壞作用，具有極強的破壞力。而感應雷擊則屬于靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是指雷云在接近山體后，與地面凸出物頂部出現(xiàn)大量異形電荷所發(fā)生的靜電感應，而雷云在與其他部位進行放電后，凸出物頂部的電荷會失去束縛，導致雷電以電磁波形式沿凸出物極快的傳播與地面形成極強的雷電破壞力。電磁感應則是在雷擊后巨大的電流與周圍空間形成較大的磁場，這種磁場會對周圍的金屬導體產(chǎn)生極高的電壓，形成二次放電，對身體上的設(shè)備以及電子物品造成極大的破壞，所以需要選擇合理的防雷技術(shù)，才能因地制宜地對廣播電視高山臺站進行防雷起到有效的管理作用。

1 廣播電視高山臺站防雷的必要性

1.1 高山雷電災害的頻發(fā)性

由于我國幅員遼闊，并且具有較高的山體地貌，所以雷電災害在我國屬于一種十分嚴重的自然災害。據(jù)2007年雷電災害統(tǒng)計，共發(fā)生雷擊事件3 560次，造成人員傷亡100 818人，對經(jīng)濟造成的直接損失高達5 357萬元。

1.2 高山雷電災害的破壞性

由于我國大多數(shù)高山廣播電視臺站設(shè)置位置較高，并且機房以及附屬設(shè)備都屬于金屬和電子物品，十分容易遭到雷擊，所以在這種狀況下，雷電的頻發(fā)對于我國相關(guān)電子設(shè)備會造成極大的影響。更重要的是隨著近年來科學技術(shù)和信息技術(shù)的不斷應用，計算機控制系統(tǒng)以及電子發(fā)射機等精密設(shè)備在各個行業(yè)中都獲得了廣泛應用，但這些物品由于較為精密并且絕緣度較低，無法對較強的電壓和電流進行抵抗，在雷電侵襲時很容易受到其侵害，進而導致我國電視廣播安全受到影響[1]。

2 直擊雷的防護設(shè)計方案

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

直擊雷防護主要通過在塔站頂部放置避雷針，并在下面引入導電體的方式進行設(shè)置，并且也可以在發(fā)射機房進行鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)，這樣能夠有效地形成一個完善的法拉第網(wǎng)，進而保護天線以及機房頂部無法受到直接雷擊的影響和破壞。避雷針通過獨立的引下線直接接入地網(wǎng)而在進行鐵塔建設(shè)時，其海拔較高并且處于空曠地帶。如果當?shù)丨h(huán)境中每年雷擊次數(shù)量較多，需要考慮雷電能量的巨大化和破壞性，應當在鐵塔建設(shè)之初安裝限流型避雷針，并且定期對避雷針和地網(wǎng)進行維護，這樣能夠建立起完善的防雷設(shè)計，達到保護廣播電視臺的效果。

2.2 材料選擇

在進行建設(shè)時應當對絕緣材料進行選擇，可在進行限流型避雷針的設(shè)置時，選擇導電硅橡膠高分子電阻材料和半導體少長針輻射裝作為限流型避雷針。這種避雷針是一種結(jié)合新型技術(shù)和材料發(fā)展與富蘭克林避雷針基礎(chǔ)上的新型現(xiàn)代化避雷針，這種避雷針不僅能夠?qū)ΡＷo范圍進行擴大，還能夠有效利用其有機材料的阻抗特點，延緩雷閃主放電時間，使雷電流波形變寬，降低其雷電的幅值，進而拉長雷電的流波頭，使雷電的電流陡度進行衰減，從而對雷電流進行限制。使雷電在穿過避雷針時的時間更長，通過這種方式有效降低了感應雷和高高電位反擊造成的損害，有助于克服傳統(tǒng)避雷針的缺陷，具有較高的應用價值[2]。

3 間接雷的防護設(shè)計方案

3.1 配電系統(tǒng)的防護

3.1.1 電力變壓器

在對交流電力變壓器高壓側(cè)的三根相線進行設(shè)置時，應當就近對地加裝氧化鋅避雷器；而電力變壓器低壓側(cè)的每根相線應當分別就近加裝氧化鋅，無間隙避雷器，并且在進行變壓氣機殼和低壓側(cè)的交流零線設(shè)置時應就近接地。并將金屬外防護罩進行接地，盡可能將所有的金屬鎧裝層和外層進行接地連接，這樣有效避免了雷電或感應電對金屬物品造成的影響。

3.1.2 電源

如果電臺存在外入電源引入的狀況，應當將其放置于總配電柜處，并聯(lián)安裝一臺高能電源電涌保護器，這樣有助于在面臨強大電流和電壓時，作為電源的第1級防護。并且以最短路徑進行接地，通常情況下來說，其連接線總長應當在0.5 m以下才能起到應有的防護效果。如果其線路在1 m以下，則無法保證浪涌保護器連接線的有效性，但可以選擇凱文接線法進行彌補。也可以在防雷箱附近接連穩(wěn)壓器，以避免過高電壓對電源造成的影響。

3.1.3 用電設(shè)備

電源經(jīng)穩(wěn)壓后可進入電源分配箱接入其他用電設(shè)備中，在接連部位可加用電源電涌保護器作為電源的二級保護。在進行前期浪涌保護器配合使用時兩極浪涌保護器之間的線路長度應當在10 m以上，若無法滿足此要求，則應當在兩極浪涌保護器之間的線路中增加去耦裝置，這樣有助于彌補線路長度不足而發(fā)生的能量配合不合理狀況[3]。

3.1.4 機房

在進行機房保護時，應當保證進出機房的電路選擇埋地以連接的方式引入機房，并且埋地長度應當在50 m以上的深度大于0.7 m，這樣能夠保證雷電直接與線路接觸，導致絕緣層外層無法對線路起到保護作用。

3.2 天饋線的防護

通常在進行天饋線安裝時，其上端都應當安裝在塔體頂部，并在下面進入機房，而通過與發(fā)射極直接連接的方式，防雷擊措施應當切實到位，這樣才能保證天饋線的正常使用?？梢赃x擇天饋線，浪涌保護器，對天饋線進行保護，通常需要串聯(lián)安裝于設(shè)備的折屏出入口處，并且將浪涌保護器接地線連接于就近排地線路中。而天貴線浪涌保護器在選擇時，應當根據(jù)被保護設(shè)備的工作頻率以及輸出功率進行調(diào)整，盡可能選擇小室配的天饋線路浪涌保護器。

3.3 信號系統(tǒng)的防護

由于進入發(fā)射機房的信號電纜通常具有網(wǎng)線、音視頻信號、控制線纜等，所以為了盡可能避免由于通信線纜引入雷電造成的線路損壞，在進行信號線路接入設(shè)備時都應當加入信號避雷器，而在進行信號避雷器選擇時，還應當根據(jù)線路的具體功能和工作頻率進行選擇，盡可能選擇電壓駐波比和插入損耗較小的信號避雷器。

在進行機房的信號線纜設(shè)置時，應當盡可能選擇具有金屬屏蔽層的電纜，并將電纜埋地鋪設(shè)，而電纜金屬屏蔽層也應當做好電位連接，并將其接地處理，有助于改善其應用質(zhì)量，避免線路受到雷電影響而發(fā)生損壞[4]。

3.4 接地防護

3.4.1 接地方式

在進行接地時，應當保證各項指標合乎接地材料要求，并且在進行接地材料選擇時，通過合理的施工方式與工藝保證接地質(zhì)量，例如做好降阻劑的均勻施加，做好接地線路的埋深問題和回填土問題，這樣有助于保證接地質(zhì)量。

3.4.2 地網(wǎng)建設(shè)

在進行電網(wǎng)建設(shè)時，應當有相應的專業(yè)人員對地網(wǎng)進行設(shè)置，在電網(wǎng)鋪設(shè)時也應當選擇合適的埋深方案，并且由相關(guān)專業(yè)人員進行調(diào)整和質(zhì)量驗收，以達到有效地網(wǎng)建設(shè)效果。為了更好地接地降阻，根據(jù)建筑物和地形，鉆幾個幾十米的深井，連接地網(wǎng)。

3.4.3 機房防護

要保證機網(wǎng)防護效果，就應當每隔5 m作一次接地，并且盡可能做好其他金屬管線的接地和互相妥善連通，降低雷電對金屬物品造成的影響。

3.4.4 接地匯集線

接地匯集線應當設(shè)計成環(huán)狀或排狀材料，選擇鍍鋅鋼材即可，機房內(nèi)的接地匯集線應當埋設(shè)在地超以內(nèi)，其他電位連接線選擇合適的銅纜，具體選擇應當根據(jù)功率以及電臺應用狀況進行調(diào)整[5]。

4 廣播電視高山臺站日常防雷管理

在機房安裝了防雷系統(tǒng)后，相關(guān)工作人員應當加強后期維護，而雷雨季節(jié)工作人員更應該加強野外巡視，并詳規(guī)檢查防雷設(shè)施的性能標識，如果設(shè)備失效或故障應當及時更換并維修。同時在雨季來臨前，相關(guān)防雷機構(gòu)也應當對防雷狀況進行觀察，了解防雷功能和設(shè)備是否處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)[6]。

5 結(jié)語

防雷是一項復雜的系統(tǒng)工程，目前沒有任何一種產(chǎn)品能夠在安裝后一勞永逸地對雷害進行防止，所以相關(guān)工作人員應當提高防雷工作的認識，對新技術(shù)進行積極研究，針對不同地點做好相應的防雷保護。

[參考文獻]

[1]楊娜.鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播電視無線發(fā)射臺站的雷電防護措施分析[J].農(nóng)民致富之友，2019（5）：229.

[2]袁明珠.高山廣播電視發(fā)射臺綜合防雷保護措施[J].廣播與電視技術(shù)，2019（1）：96-100.

[3]毛文科.中波廣播發(fā)送技術(shù)與防雷技術(shù)分析[J].中國傳媒科技，2018（12）：39-40.

[4]李國武.中波廣播發(fā)射臺的防雷技術(shù)研究[J].科技傳播，2018（23）：57-58.

[5]巖羅.廣播電視工程中接地技術(shù)的應用[J].西部廣播電視，2018（23）：209-210.

[6]劉利生.廣播電視發(fā)射臺防雷技術(shù)措施的探討[J].電子世界，2018（21）：61，63.