廣播電視發(fā)射臺(tái)站防雷接地初探

仲崇楠

黑龍江人民廣播電臺(tái)九一三臺(tái) 黑龍江黑河 164300

1 廣播電視發(fā)射臺(tái)開展雷電防護(hù)的重要意義

雷電屬于常見的自然現(xiàn)象。伴隨著全球范圍內(nèi)環(huán)境的變化，我國雷電現(xiàn)象的發(fā)生日益頻繁。而在此背景下，廣播電視技術(shù)發(fā)射臺(tái)站設(shè)施、技術(shù)不斷改造和更新，各類大規(guī)模集成電路、微電子產(chǎn)品得到了更廣泛的使用，而廣播電視發(fā)射臺(tái)因其設(shè)備集成度高、工作電壓較低、抗雷電能力弱等，導(dǎo)致其非常容易受到雷電災(zāi)害的影響[1]。因此，國際電工委員會(huì)（IEC）將雷電災(zāi)害列為信息化浪潮下的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，聯(lián)合國將其列為影響人類發(fā)展的最嚴(yán)重的十大自然災(zāi)害類型之一。若廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷措施準(zhǔn)備不充分，不僅會(huì)對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，還會(huì)對(duì)廣電設(shè)施和周圍群眾的人身安全帶來極大的威脅。

2 廣播電視發(fā)射臺(tái)遭受雷電危害的各種情況

2.1 發(fā)射臺(tái)地電位受到的反擊危害

當(dāng)廣播電視發(fā)射臺(tái)的本體或者相關(guān)設(shè)備受到雷電直擊時(shí)，電流會(huì)順著避雷設(shè)備進(jìn)入地面，形成地電位反擊危害，導(dǎo)致接地體、引下線以及避雷裝置的電位會(huì)急速上升至數(shù)十萬伏，對(duì)廣播電視發(fā)射設(shè)備造成較大損失。從某種角度而言，地電位反擊危害不屬于直接危害，對(duì)于發(fā)射臺(tái)和相關(guān)設(shè)備造成的危害程度不高，同時(shí)發(fā)生概率也較低。

2.2 發(fā)射臺(tái)雷電波的侵入危害

廣播電視發(fā)射臺(tái)受到雷電擊中后，發(fā)射臺(tái)本體會(huì)和周邊設(shè)備，以及金屬管道和架空線路之間，形成相應(yīng)的雷電效應(yīng)，從而產(chǎn)生雷電波。這種雷電波將順著設(shè)備的金屬管線和架設(shè)線路侵入發(fā)射臺(tái)，并且對(duì)發(fā)射線路和相關(guān)設(shè)備造成損害。從發(fā)生概率上來講，雷電波入侵引起的事故在雷電危害中是相對(duì)頻繁的。

2.3 雷電感應(yīng)危害

發(fā)射臺(tái)受到雷電感應(yīng)時(shí)，造成的危害可以分為兩種類型。第一種，在云層中發(fā)生雷擊放電時(shí)會(huì)造成強(qiáng)雷電流脈沖，這種脈沖可能和地面物體發(fā)生近距離雷電感應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生高壓電流對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重危害。甚至在某些低壓架空線路以及高壓架空線路上的雷電感應(yīng)電壓，嚴(yán)重地還會(huì)對(duì)廣播電臺(tái)發(fā)射臺(tái)的設(shè)備造成擊穿或者燒毀。第二種，在雷電區(qū)域中的地面物體，會(huì)和雷雨云層中的靜電產(chǎn)生感應(yīng)，尤其是廣播電視發(fā)射架等較高的金屬設(shè)施，更容易受到危害[2]。

3 廣播電視臺(tái)站防雷接地的具體技術(shù)方法及措施

3.1 考慮地理環(huán)境因素

通常情況下，土壤比較干燥，電阻率較高，特別是針對(duì)部分建設(shè)在高山上的廣播電視發(fā)射臺(tái)，其周圍存在有大量的巖石，在施工過程中存在有較大難度，不利于針對(duì)地面電阻率進(jìn)行接地位置的選擇。并且，土壤如果比較干燥，就會(huì)引發(fā)土壤的板結(jié)，缺少足夠的離子進(jìn)行導(dǎo)電，給廣播電視發(fā)射臺(tái)站的防雷接地工作帶來較大困難。

3.2 防雷接地的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

不管在何種地理位置環(huán)境進(jìn)行防雷接地裝置的安裝作業(yè)，施工人員都必須要進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境的勘測(cè)工作，勘測(cè)內(nèi)容包含有地勢(shì)、地形、地質(zhì)狀況等，這樣才能設(shè)計(jì)出一套行之有效的施工方案。若設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況不匹配，就會(huì)顯著增加施工作業(yè)成本，并且降低防雷接地工作的整體質(zhì)量。

3.3 防護(hù)聯(lián)合地網(wǎng)措施

發(fā)射臺(tái)相關(guān)設(shè)備的防雷效果還受到周邊環(huán)境的影響，如果發(fā)射塔和周邊建筑物的距離較近，就需要采用相應(yīng)的接地線將二者進(jìn)行鏈接并形成聯(lián)合地網(wǎng)。聯(lián)合地網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)和建筑物的類型有關(guān)，也可以用基礎(chǔ)鋼筋來替代環(huán)形地網(wǎng)。需要注意的是，所有的廣播電視發(fā)射設(shè)備中聯(lián)合地網(wǎng)是其共同使用的接地裝置，有效對(duì)接的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的等電位，避免雷電波的損害。

3.4 發(fā)射臺(tái)防護(hù)雷電直擊危害的措施

為了能夠有效防止發(fā)射臺(tái)受到雷電直擊的危害，就需要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。首先，需要采用接地體，接地體是具備散流作用的導(dǎo)體，將其埋藏在土壤通過互相連接的方式形成網(wǎng)絡(luò)，能夠讓雷電流的散流得以疏導(dǎo)和擴(kuò)散。面對(duì)這種情況，接地體的材料一般采用壁厚的鋼管或者扁鋼，在設(shè)置過程中，應(yīng)該將地下網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成環(huán)形。這種結(jié)構(gòu)能夠在引下線和環(huán)形地網(wǎng)的組合下均勻分散其內(nèi)部電位。其次，需要安裝接閃器，也就是人們常說的避雷設(shè)備，如避雷針、避雷網(wǎng)等，廣播電視發(fā)射臺(tái)中的發(fā)射鐵塔同樣是接閃器的類型之一，接閃器是非常重要的防雷設(shè)施，在安裝時(shí)需要注意其安裝位置必須在發(fā)射臺(tái)頂部，同時(shí)為達(dá)到更好的防雷效果，就需要校準(zhǔn)接閃器和鐵塔的防雷保護(hù)區(qū)域面積[3]。

3.5 接地網(wǎng)的制作

在接地網(wǎng)制作環(huán)節(jié)，其主要是使用燒制低阻模塊、銅包鋼接地極、純石墨降阻劑等材料，在發(fā)射機(jī)房周邊2m 處，將規(guī)格為3m＊6m 的矩形線框作為中心，挖掘深度為0.7m，寬度為0.8m 的土溝，之后使用長(zhǎng)度為2.5m 的鍍鋅角鋼，做水平接地極使用，最后再使用鍍鋅扁鋼，將其焊接在地網(wǎng)框架內(nèi)部，作為接地端，地網(wǎng)的好壞直接影響到防雷的效果。

3.6 雷電感應(yīng)危害防護(hù)措施

利用天饋線、信號(hào)線和電力電纜等設(shè)備，能夠?qū)Πl(fā)射臺(tái)雷電感應(yīng)危害進(jìn)行防護(hù)，并對(duì)其進(jìn)行消耗，如果雷電感應(yīng)由電力電纜入侵到建筑物的內(nèi)部設(shè)施中，就會(huì)對(duì)發(fā)射臺(tái)內(nèi)部的危害程度較大，同時(shí)會(huì)危害到其他電子設(shè)備。面對(duì)這種情況，就需要有效保護(hù)設(shè)備和電源，讓雷電感應(yīng)通過設(shè)備外機(jī)殼時(shí)受到屏蔽，減小自身的能量。

4 結(jié)語

總而言之，要想進(jìn)一步強(qiáng)化防雷接地技術(shù)，必須要學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行改良優(yōu)化，最大限度地保障在雷電等惡劣氣候環(huán)境下廣播電視臺(tái)相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。