廣播電視高山臺(tái)站防雷減災(zāi)措施與技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

任普民

摘要：雷電災(zāi)害一直是危及廣播電視高山臺(tái)站安全建設(shè)的主要因素，如何能夠有力地保障廣播電視高山臺(tái)站的安全運(yùn)行成為臺(tái)站所關(guān)心的重點(diǎn)問題。本文簡(jiǎn)要探討了雷擊的危害性，對(duì)廣播電視高山臺(tái)站遭受的雷擊過程進(jìn)行了具體分析，并結(jié)合個(gè)別典型的防雷實(shí)踐案例，提出了幾點(diǎn)防雷減災(zāi)的相關(guān)策略，希望給廣播電視高山臺(tái)站的安全工作提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：廣播電視高山臺(tái)站 防雷減災(zāi) 措施 技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，各個(gè)廣播電視高山臺(tái)站的技術(shù)和設(shè)備也得到改進(jìn)，每個(gè)站臺(tái)承擔(dān)的無線電波信號(hào)傳輸?shù)娜蝿?wù)也逐漸增多，但新型的設(shè)備必須采用高強(qiáng)度的電壓才能滿足其使用條件，但新型設(shè)備對(duì)雷電的承受能力弱，而且由于高山臺(tái)站所處的地理位置較特殊，室外線路多，遭受雷擊的概率也增大，因此開發(fā)有效的防雷技術(shù)具有重要的研究意義。

一、雷電的成因及其危害性

由于空氣對(duì)流過強(qiáng)而產(chǎn)生的瞬間放電過程就會(huì)產(chǎn)生雷電，一般出現(xiàn)在積雨云中。產(chǎn)生雷電時(shí)會(huì)伴有最高可達(dá)30萬安培的強(qiáng)大電流和沖擊力，對(duì)人類、建筑和線路等都能產(chǎn)生巨大的破壞。雷擊的方式有很多種，直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷等等。以感應(yīng)雷來說，感應(yīng)雷是直擊雷過后表現(xiàn)的二次雷電效應(yīng)，其具有的靜電作用和電磁感應(yīng)能夠讓地表有限區(qū)域內(nèi)附上反向電荷，由于電流分散過程中的電阻較大，導(dǎo)致部分區(qū)域產(chǎn)生高電壓。這些電量能夠通過電線和房間內(nèi)的通道等方式導(dǎo)入室內(nèi)，從而損壞室內(nèi)電子設(shè)施。通常感應(yīng)雷強(qiáng)度不高但產(chǎn)生幾率大，直擊雷只有擊中地面時(shí)才能造成破壞，而且破壞范圍小，感應(yīng)雷能夠被傳導(dǎo)到更大范圍進(jìn)行連續(xù)破壞，因此感應(yīng)雷更具有危險(xiǎn)性。 雷電還可以通過電磁脈沖的方式對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)和安全產(chǎn)生危害，表現(xiàn)為電磁輻射危害、電流還和電磁波危害等。其中最為嚴(yán)重的是電磁輻射帶來的電磁干擾現(xiàn)象，它能夠直接造成所有設(shè)備的損壞，引起巨大的工作損失。

二、廣播電視高山臺(tái)站的雷擊過程分析

雷擊對(duì)廣播電視高山臺(tái)站的破壞途徑可以通過圖表示：

雷擊產(chǎn)生的電磁輻射能夠破壞廣播電視高山臺(tái)站的通電線，從而干擾站內(nèi)的電子設(shè)備。在站內(nèi)的避雷針等防雷措施受到雷電的擊中后，隨之出現(xiàn)的超強(qiáng)電流也能帶來大范圍的破壞。同時(shí)廣播站的電子信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)一旦受到幾千安培的電流所帶來的電子輻射就能夠瞬間失靈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，具體主要表現(xiàn)為以下的幾種破壞：

第一，電力線感應(yīng)雷引起設(shè)備的損壞。即使在電線中安裝了各種避雷裝置，但廣播臺(tái)的地網(wǎng)電阻通常超過10Ω，甚至達(dá)到30Ω，因此在電線里的殘余壓力還是很高。像220V低壓氧化鋅避雷器在1.5KA時(shí)殘壓為1.3KV，若考慮10Ω的地網(wǎng)電阻上的壓降，電源線上總殘壓為Uz=1.3KV+1.5KA×10Ω=16.3KV，設(shè)備由于不能夠承受如此大的電壓而被燒壞。

第二，地網(wǎng)反擊導(dǎo)致信號(hào)發(fā)射電源體系故障。當(dāng)雷電流為100KA（出現(xiàn)概率為20%）時(shí)，在地網(wǎng)電阻為10Ω時(shí)，地網(wǎng)電壓能夠到達(dá)100萬伏。使用單獨(dú)接地線的電源變壓器距離較遠(yuǎn)，在小范圍內(nèi)可能產(chǎn)生設(shè)備表面向電源放電的反擊情況。如果在這時(shí)使用避雷器，那么雷電電流產(chǎn)生的各種能量能逆向破壞電源；

第三，直擊雷被導(dǎo)入室內(nèi)造成破壞。直擊雷能沿著臺(tái)站內(nèi)的接地線進(jìn)入機(jī)房，由于設(shè)備的耐壓性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠從而造成設(shè)備的損壞。

三、廣播電視高山臺(tái)站防雷減災(zāi)的策略

（一）建立完善的接地系統(tǒng)，進(jìn)行地網(wǎng)的等電位連接

廣播電視高山臺(tái)站主要建立在擁有大電阻的山頂上，接地系統(tǒng)環(huán)境較差。據(jù)研究可以利用加大地網(wǎng)面積和采用角鋼等耐腐蝕的鋼材作為地網(wǎng)接地體，降低其間的電阻從而保證地網(wǎng)的長(zhǎng)久連通性，同時(shí)可使用一些能降低電阻的物質(zhì)保證廣播站的安全。但接地網(wǎng)必須要短，因?yàn)殚L(zhǎng)度越長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電阻越大。假如高山臺(tái)站的每種接地線的帶點(diǎn)都能相同，那么總體電位差大約為零，從而達(dá)到了保護(hù)的效果。

（二）建立多層安全保護(hù)措施，進(jìn)行防雷實(shí)踐

把雷電通過地網(wǎng)傳導(dǎo)到大地是防雷的有效措施。實(shí)踐得出，由于雷擊電量的過于強(qiáng)大，必須要采用多層安全保護(hù)措施。首先，可以將室外變壓器轉(zhuǎn)移到站內(nèi)，這樣能夠有效降低變壓器受到雷擊的概率。再者，需要在高壓變壓器的出入線端口安裝高壓變壓器的保護(hù)裝置成為第一層保護(hù)，再通過在電柜端口安裝穩(wěn)定電壓的裝置作為第二次層保障。最后在所有核心設(shè)備的端口安裝電源浪涌保護(hù)器成為第三層安全保障。

（三）學(xué)習(xí)借鑒成功的防雷措施，加強(qiáng)廣播電視高山臺(tái)站的安全系數(shù)

以稷王山廣播電視發(fā)射中心為例，其位于高一千多米的稷王山頂，該站臺(tái)負(fù)責(zé)著大量電視節(jié)目的信號(hào)傳輸任務(wù)，是山西非常關(guān)鍵的傳輸臺(tái)站。經(jīng)過幾年的改造目前稷王山廣播電視發(fā)射中心在防雷減災(zāi)方面獲得了很好的成效。一方面，其對(duì)于地網(wǎng)進(jìn)行了等電位連接的改造，并在電阻較大的地方填充了降阻劑，大大減少了設(shè)備被破壞的概率。另一方面，稷王山廣播電視發(fā)射中心將室外電線轉(zhuǎn)入室內(nèi)，并用高壓電纜線替換掉原來的低壓電線，并在變壓器上安裝避雷線，高效的減少了感應(yīng)電壓對(duì)電子設(shè)備的損害，并使用GD型廣電機(jī)房專用大功率穩(wěn)壓電源對(duì)站內(nèi)設(shè)施進(jìn)行了保護(hù)，為了防止下雨時(shí)出現(xiàn)設(shè)備裝置生銹老化現(xiàn)象和接地線損壞等情況出現(xiàn)，因此工作人員往往在出現(xiàn)雷雨天氣之前對(duì)防雷設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和維護(hù)，在設(shè)備上灑點(diǎn)鹽水，努力保持廣播站內(nèi)的所有范圍的測(cè)量值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。再配上一些開關(guān)類的輔助保護(hù)措施，其一年間曾三次有效的應(yīng)對(duì)了強(qiáng)雷擊的災(zāi)害，總體來說工作成效很明顯，值得各廣播電視高山臺(tái)站借鑒和學(xué)習(xí)。

四、結(jié)語

總而言之，防雷工作必須要被認(rèn)真對(duì)待，現(xiàn)在尚且沒有能夠完全防止雷電災(zāi)害的技術(shù)和設(shè)備出現(xiàn)，因此要從各方面加強(qiáng)安全保護(hù)措施，同時(shí)要提高工作人員的安全防范意識(shí)，在日常要注意加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，不斷研究防雷技術(shù)，利用科技的手段去減少自然災(zāi)害引起的破壞，保證廣播電視高山站臺(tái)的正常運(yùn)營(yíng)。

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（作者單位：內(nèi)蒙古烏蘭察布廣播電視臺(tái)）