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      高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房防雷技術(shù)研究

      2017-04-07 09:33:47任普民
      祖國 2016年22期
      關(guān)鍵詞:防雷技術(shù)

      任普民

      摘要:廣播電視發(fā)射臺是廣播電視網(wǎng)絡(luò)的樞紐,但因其地理位置相對特殊,發(fā)射機(jī)房易受到雷電破壞,因而為確保發(fā)射機(jī)房的安全,保證廣播電視信號的安全、穩(wěn)定傳輸,必須加強(qiáng)防雷工作。本文從雷擊類型及高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房的雷擊方式出發(fā),探討針對性防雷技術(shù)。

      關(guān)鍵詞:廣播電視高山臺站 發(fā)射機(jī)房 防雷技術(shù)

      一、常見的雷擊類型

      高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房遭受雷擊原因主要是迅速增高雷電流、極高變化梯度。常見的雷擊類型有:1.直擊雷,也就是高山臺發(fā)射機(jī)房周邊的設(shè)備直接躁動雷擊,進(jìn)而出現(xiàn)強(qiáng)烈的電效應(yīng)、熱效應(yīng)等而導(dǎo)致破壞,這是最為常見的雷擊。因高山臺站機(jī)房位置高,電氣設(shè)備多,直接雷擊的可能性大大高于平原地區(qū)。2.雷電感應(yīng),就是雷電流會產(chǎn)生電磁、靜電等感應(yīng),進(jìn)而對發(fā)射機(jī)房帶來損害。3.雷電波,因雷電對臺站的架空線路或者金屬管線的影響,雷電波則沿其侵入機(jī)房,導(dǎo)致設(shè)備受損,威脅到人的安全。4.雷擊電磁脈沖,也就是雷電流通過電阻、電感、電容耦合而出現(xiàn)電磁效應(yīng),對發(fā)射機(jī)房的設(shè)備、系統(tǒng)造成過電流、過電壓破壞。

      二、高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房雷擊方式

      (一)經(jīng)鐵塔或避雷針侵入

      通常廣播電視發(fā)射鐵塔就較高,再加上地理位置上的特殊性,臺塔避雷針易受雷擊。這是高山臺站相對常見的、危險性較大的一種雷擊。因臺站所在位置較高,雷電易擊中廣播電視發(fā)射塔,或直接侵入機(jī)房上裝配的避雷針,雷電流通過接地引下線、鐵塔流入接地網(wǎng),以致于地網(wǎng)在雷電流影響下電位出現(xiàn)不均,局部電位顯著升高,入地雷電流難易散流,而產(chǎn)生對二次設(shè)備的地電位影響。

      (二)經(jīng)配電線路侵入

      高山臺站鋪設(shè)于地下但未進(jìn)行屏蔽防護(hù)的電纜、機(jī)房外的架空電力線路易遭到直接雷或者感應(yīng)雷的侵害,強(qiáng)大雷電流會損壞電力網(wǎng)絡(luò)上的變壓器、繼電裝置等電氣設(shè)備[2]。此外,如果雷電流通過接地引下線及接地體產(chǎn)生較大的壓降時,則可能出現(xiàn)反擊,進(jìn)而導(dǎo)致電源系統(tǒng)或臺站機(jī)房中的電子設(shè)備受損。

      (三)經(jīng)信號線侵入

      發(fā)射塔至機(jī)房間的信號線通常在雷雨天氣易受感應(yīng)雷侵入而造成破壞。在雷雨天氣狀況下,因雷電作用會產(chǎn)生一定的電磁場,進(jìn)而在信號線纜產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓,再傳到機(jī)房內(nèi)的低壓設(shè)備,導(dǎo)致這些設(shè)備的損壞,甚至爆炸。

      三、高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房的防雷技術(shù)

      (一)直擊雷防護(hù)技術(shù)

      無線廣播電視高山臺站發(fā)射機(jī)房在防護(hù)直擊雷中,常用的技術(shù)就是裝置避雷針。但要看到,因雷電放電通道在諸多偶然性因素作用下會出現(xiàn)一定變化,因而避雷針并非百分百確保發(fā)射機(jī)房不會受雷擊。所以,要根據(jù)實際情況,結(jié)合防護(hù)范圍,依照繞擊率1%來確定??捎嬎愠霰芾揍樀姆雷o(hù)范圍及高度,如圖1:

      在雷電接近地面時,會導(dǎo)致周邊空間電場部分集中,進(jìn)而對雷電先導(dǎo)放電運行方向產(chǎn)生影響,將雷電引至避雷針再放電,而避雷針經(jīng)接地裝置把雷電流導(dǎo)入到地[3]。因而,避雷針并不是實用在任何場合實現(xiàn)防雷,主要用于線路防雷,為確保發(fā)射機(jī)房線路可承受較大雷電過電壓,需要線路有較強(qiáng)的抗雷能力。為把雷電流更為充分的引入大地,還需要避雷針、桿塔的接地良好,要不然會導(dǎo)致其電位升高,而導(dǎo)致絕緣子、線路的反擊?;诖?,在高山臺站機(jī)房防雷中,避雷針一般和其他防雷技術(shù)一同應(yīng)用。

      (二)感應(yīng)雷的防護(hù)技術(shù)

      為有效降低感應(yīng)雷的危害度,可應(yīng)用這幾項技術(shù):1.屏蔽技術(shù),根據(jù)我國特殊建筑的相關(guān)要求,高山臺站發(fā)射機(jī)房的建筑所用鋼筋、金屬底板構(gòu)建等必須有效焊接,以構(gòu)成等電位法拉第籠,倘若有必要,在機(jī)房周邊還需裝配金屬屏蔽網(wǎng)。不管是機(jī)房外,還是機(jī)房內(nèi),所有信號線均要屏蔽。電纜線同樣要改成屏蔽性電纜。對于天線電纜裝置在發(fā)射塔頂端,經(jīng)過線橋、機(jī)房構(gòu)成三點共地。2.等電位連接,也就是防雷、電氣、導(dǎo)體、電信等裝置,及機(jī)房建筑金屬構(gòu)件、金屬裝置等均要應(yīng)用導(dǎo)線或者過電壓保護(hù)裝置相連接,以實現(xiàn)均壓。采取等電位連接技術(shù),可有效避免雷電對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備帶來損害,使強(qiáng)電位差消失,進(jìn)而對雷電流能夠更好的分流,這是最為常見且實用性強(qiáng)的一個防雷技術(shù)。如發(fā)射機(jī)房的面積較小,且設(shè)備不多,可采用“S”型電位連接,確保發(fā)射機(jī)房內(nèi)的設(shè)備、金屬裝置和所有的共用接地裝置有足夠絕緣。要實現(xiàn)等電位連接,需要經(jīng)過接地基準(zhǔn)點和接地環(huán)母相連。3.浪涌保護(hù)器,該裝置的安裝目的在于確保導(dǎo)線與接地系統(tǒng)之間的電位均衡。在正常狀態(tài)下,該裝置會表現(xiàn)為高阻狀態(tài),一旦遭到雷擊就會產(chǎn)生過電壓,此時其會表現(xiàn)出低阻狀態(tài),把過電壓導(dǎo)入到大地,在過電壓消失后,其會當(dāng)即恢復(fù)到高阻狀態(tài)。當(dāng)前,較為常用的有兩類:一是子信息系統(tǒng);二是供電系統(tǒng)。

      (三)接地防護(hù)技術(shù)

      高山臺站的廣播電視發(fā)射機(jī)房的接地需應(yīng)用接地裝置,應(yīng)設(shè)置一個能夠有效散流雷電流的放射狀水平接地極,每3~5m需要設(shè)一個環(huán)狀水平均壓帶,并且水平接地板長需要控制在100m以內(nèi),如此設(shè)置可使雷電流自接地系統(tǒng)均勻散流。應(yīng)用截面在40mm2以內(nèi)的銅纜在對信號、保護(hù)等電纜布設(shè)經(jīng)過之處實施等電位連接,以避免地網(wǎng)出現(xiàn)地電位差,而對電氣、電子設(shè)備帶來地電位干擾。此外,銅纜需要每隔3m和接地網(wǎng)要妥善連接。在發(fā)射機(jī)房內(nèi)要設(shè)接地環(huán)母,同時采取多點引下方式和機(jī)房外水平接地帶相連。槽鋼則必須有兩點或以上和接地環(huán)母連接,有關(guān)設(shè)備需裝配在接地槽鋼上。對于水平接地極埋深必須在0.6m以上,以粘土或細(xì)土作為回填土,同時要分層夯實,必要時需要應(yīng)用降阻防腐材料予以防護(hù)。

      四、結(jié)語

      總之,高山臺站廣播電視發(fā)射機(jī)房的雷擊類型較多。近年來,伴隨高山臺站發(fā)射機(jī)房設(shè)備的信息化水平提高,對防雷技術(shù)提出了更高要求,要多措并舉,多層次防護(hù),如此才可確保發(fā)射機(jī)房的安全、穩(wěn)定運行。

      參考文獻(xiàn):

      [1]姜延升.廣播電視高山臺站防雷措施[J].西部廣播電視,2014,(12).

      [2]朱久茹,戰(zhàn)立平.淺談縣級廣播電視發(fā)射機(jī)房的技術(shù)安全管理及面臨的問題[J].中國科技投資,2013,(Z2).

      [3]周志敏.電子信息系統(tǒng)防雷接地技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2004.

      (作者單位:內(nèi)蒙古烏蘭察布廣播電視臺)

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