地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房的防雷技術(shù)

陳宏

（江西廣播電視臺(tái)，江西 南昌 330046）

發(fā)射機(jī)房的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保證數(shù)字電視節(jié)目有效播放的重要區(qū)域，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)因設(shè)備因素、位置因素而受到雷擊的損壞。因此，應(yīng)挖掘出發(fā)射機(jī)房常見(jiàn)性的雷擊類型及雷擊方式，根據(jù)掌握的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)制定出有效的防護(hù)方案，保證發(fā)射機(jī)房能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

一、地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房常見(jiàn)的雷擊類型

地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房產(chǎn)生雷擊的主要原因是發(fā)射機(jī)房含有的設(shè)備直接增加了雷電的電流，形成極高的電流變化梯度，經(jīng)總結(jié)發(fā)射機(jī)房常見(jiàn)的雷擊類型后，主要包括以下四個(gè)類型：第一，直擊雷模式。發(fā)射機(jī)房引發(fā)直擊雷的因素是機(jī)房周圍存在的設(shè)備對(duì)雷擊直接產(chǎn)生躁動(dòng)，引發(fā)的電、熱效應(yīng)都較為強(qiáng)烈，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生損壞，影響機(jī)房正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果某地區(qū)的發(fā)射機(jī)房位置具有較高的特點(diǎn)，并且含有較多的電氣設(shè)備，發(fā)生直擊雷的機(jī)率較高。第二，雷電感應(yīng)模式。雷電感應(yīng)模式是在發(fā)生雷擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的雷電流，在雷電流的影響下引發(fā)電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)等，各種感應(yīng)會(huì)直接作用于發(fā)射機(jī)房，造成較大的危害。第三，雷電波模式。發(fā)射機(jī)房在遇到雷電時(shí)，雷電會(huì)作用于機(jī)房的架空線路或者是金屬管線，雷電會(huì)沿著架空線路與金屬管線進(jìn)入到機(jī)房，損壞各種設(shè)備，并且還嚴(yán)重威脅操作者的安全。第四，雷擊電磁脈沖模式。機(jī)房遇到雷電后，產(chǎn)生的雷電流與電阻、電容、電感發(fā)生耦合后形成電磁效應(yīng)，電磁效應(yīng)進(jìn)一步影響機(jī)房設(shè)備與系統(tǒng)，在電流與電壓過(guò)大的作用下引起設(shè)備與系統(tǒng)損壞[1]。

二、地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房形成的雷擊方式

（一）雷電流從鐵塔或者避雷針侵入機(jī)房

地面數(shù)字電視的發(fā)射鐵塔的高度普遍較高，并且設(shè)置的地理位置也較為特殊，塔頂避雷針在雷電來(lái)臨時(shí)會(huì)遭受到雷擊，此雷擊方式具有較大的危險(xiǎn)性。如果雷電擊中避雷針后，雷電流會(huì)沿著避雷針通過(guò)接地引線，流入接地網(wǎng)，接地網(wǎng)受到雷電流的影響后產(chǎn)生電位不均的問(wèn)題，局部的電位產(chǎn)生顯著升高的過(guò)程。雷電流進(jìn)入地網(wǎng)以后，難以進(jìn)行有效的散流，會(huì)對(duì)二次設(shè)備產(chǎn)生一定的影響。

（二）雷電流從配電線路侵入機(jī)房

發(fā)射機(jī)房所在地下所鋪設(shè)的電纜、機(jī)房外鋪設(shè)的架空電力線路都未實(shí)施屏蔽防護(hù)，如果產(chǎn)生雷擊現(xiàn)象會(huì)直接導(dǎo)致電纜與線路損壞，雷電流還會(huì)沿著配電線路進(jìn)入變壓器、繼電裝置等設(shè)備內(nèi)，造成設(shè)備的損壞。另外，如果雷電流是從接地引線、接地體進(jìn)入，并且引發(fā)較大壓降時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生反擊的過(guò)程，電源系統(tǒng)或者是發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)存在電子設(shè)備會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p壞。

（三）雷電流從信號(hào)線侵入機(jī)房

發(fā)射機(jī)房中設(shè)有的信號(hào)線經(jīng)常會(huì)在雷雨天氣中發(fā)生雷擊損壞的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在：在雷雨天氣中，雷電產(chǎn)生會(huì)形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)與信號(hào)線纜之間會(huì)形成較高的感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓會(huì)進(jìn)入到發(fā)射機(jī)房中的低壓設(shè)備內(nèi)，造成損壞，甚至還會(huì)產(chǎn)生爆炸。

三、地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房防雷技術(shù)的應(yīng)用

（一）直擊雷防護(hù)技術(shù)

地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房在防護(hù)直擊雷時(shí)，經(jīng)常采用的措施是裝置避雷針，而避雷針的應(yīng)用不能保證百分百防護(hù)的效果，因?yàn)槔纂娏鲿?huì)受到較多偶然因素的影響而產(chǎn)生變化，避雷針不能根據(jù)變化后的雷電流而改變防護(hù)方式，發(fā)射機(jī)房還會(huì)受到直擊雷的危害。因此，在防護(hù)直擊雷時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況、掌握具體的防護(hù)范圍后，按照繞擊率1%的方式進(jìn)行確定。根據(jù)繞擊率1%可以計(jì)算出避雷針實(shí)際可以達(dá)到的防護(hù)高度與防護(hù)范圍。如果在雷電流與地面相接近時(shí)，周圍空間電場(chǎng)會(huì)表現(xiàn)出相對(duì)集中的過(guò)程，對(duì)雷電先導(dǎo)放電實(shí)際的運(yùn)行方向會(huì)進(jìn)行干預(yù)，將雷電流引入避雷針后再進(jìn)行放電，避雷針接收到雷電流后會(huì)利用接地裝置將雷電流向地面導(dǎo)入。因此，避雷針并不是萬(wàn)能的，只能對(duì)線路產(chǎn)生防雷的效果。為了保證發(fā)射機(jī)房線路能夠承受雷擊時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓，需要線路具備較強(qiáng)的抗雷效果。要把雷電流成功并充分地引入地面，應(yīng)保證避雷針與桿塔具有較好的接地效果，否則會(huì)升高電位，絕緣子與線路會(huì)產(chǎn)生反擊的過(guò)程，進(jìn)而損壞電子設(shè)備。所以，在地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房中采取的防雷措施應(yīng)是避雷針與其他防雷技術(shù)共同應(yīng)用。

（二）感應(yīng)雷防護(hù)技術(shù)

為了降低感應(yīng)雷對(duì)發(fā)射機(jī)房的危害程度，可采用如下幾項(xiàng)技術(shù)：首先，屏蔽防護(hù)技術(shù)。我國(guó)對(duì)于特殊建筑設(shè)定了與普通建筑不同的要求，對(duì)于地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房建筑的建設(shè)需要采用鋼筋材料、金屬底板材料進(jìn)行構(gòu)建，并且還要達(dá)到優(yōu)質(zhì)的焊接過(guò)程，能夠達(dá)到電位法拉第的要求。如果有所必要，還要在機(jī)房的周圍配置金屬屏蔽網(wǎng)。在建設(shè)發(fā)射機(jī)房時(shí)應(yīng)保證機(jī)房?jī)?nèi)外都要采取屏蔽信號(hào)線的措施，電纜線也會(huì)采用屏蔽性的模式。在發(fā)射塔頂端的天線電纜裝置，應(yīng)與線橋、機(jī)房達(dá)到三個(gè)點(diǎn)共地的要求。其次，等電位連接技術(shù)。等電位連接技術(shù)運(yùn)用的是防雷裝置、導(dǎo)體裝置、電氣裝置、電信裝置等，還應(yīng)用了金屬構(gòu)件與裝置，并且還要利用導(dǎo)線或者是過(guò)電壓保護(hù)裝置進(jìn)行有效的連接，從而達(dá)到均壓的目的。應(yīng)用等電位連接技術(shù)后，能夠在雷雨天氣中避免雷電流損害發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)的電子設(shè)備，消除產(chǎn)生的強(qiáng)電壓有效期，實(shí)現(xiàn)雷電流有效的分流。

（三）接地防護(hù)技術(shù)

地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房采用的接地措施利用的是接地裝置，應(yīng)多加設(shè)放射狀的水平接地極，目的是可以對(duì)雷電流進(jìn)行有效的散流。在加設(shè)水平接地級(jí)時(shí)應(yīng)采取每3-5mm 設(shè)置環(huán)狀水平均應(yīng)帶，要控制水平接地板的長(zhǎng)度在100m 以內(nèi)，可達(dá)到有效散流雷電流的目的。在布設(shè)電纜所經(jīng)過(guò)的區(qū)域要采取等電位連接技術(shù)，選用截面40mm2 以下的銅纜，從而達(dá)到防止發(fā)生地網(wǎng)電位差的現(xiàn)象，避免電位差干擾電氣設(shè)備與電子設(shè)備。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到雷雨天中的雷擊影響，而造成設(shè)備損壞的現(xiàn)象。因此，應(yīng)采取有效的措施干預(yù)雷電流的走向，通過(guò)有效地分散及引入地面，避免設(shè)備受到損壞，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。