淺談廣播電視系統(tǒng)防雷問(wèn)題

高偉

摘 要：電閃雷鳴是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，它緣于帶電云層與大地之間，迅猛的放電過(guò)程。由于雷電的電壓高達(dá)一億至幾十億伏，放電電流高達(dá)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)安培，釋放的能量大得驚人。其產(chǎn)生的電磁效應(yīng)和熱能效應(yīng)，可使各種建筑設(shè)施，電氣設(shè)備遭受嚴(yán)重的損壞。由于廣播電臺(tái)內(nèi)有大量電子設(shè)備，這些高精密的電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)設(shè)備富含大量集成電路模塊，其耐過(guò)電壓電流的能力極低。本文主要針對(duì)廣播電視系統(tǒng)防雷問(wèn)題進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：廣播電視系統(tǒng);防雷問(wèn)題;雷電危害

一、廣播電視系統(tǒng)雷電危害方式

1、直擊雷危害

雷電流需通過(guò)電力線路傳導(dǎo)進(jìn)入大地。即便雷電沒(méi)有擊中電力線路，但雷擊產(chǎn)生后，導(dǎo)線上感應(yīng)出來(lái)的異向?qū)Ь€兩側(cè)移動(dòng)。該電流經(jīng)由線路入侵到廣播電視設(shè)備，在設(shè)備上產(chǎn)生了過(guò)電壓。直擊雷是帶電云層和大地之間的放電所造成，在形成雷云的程序中，部分云層顯正電荷而使電位逐漸升高;另一些云層則帶負(fù)電荷，當(dāng)兩種云層接近時(shí)一定程度時(shí)便發(fā)生迅速?gòu)?qiáng)烈的放電，放電時(shí)的溫度可高達(dá)2萬(wàn)度，空氣受熱急劇膨脹，在幾微秒內(nèi)釋放出巨大能量。當(dāng)雷云很低，周圍又缺少其它異性電荷的雷云時(shí)，此時(shí)便會(huì)在建筑物或地面感應(yīng)出異性電荷，致使帶電云層向地面或建筑物放電，這種雷電就是直擊雷，它對(duì)建筑物和人、畜、樹(shù)木等危害巨大，由于此時(shí)放電電流可達(dá)到幾十甚至幾百千安，常用的避雷針?lè)绞绞悄壳皽p少直擊雷損害的比較好的防護(hù)方式，但是使用者在實(shí)際工作中常發(fā)現(xiàn)直擊雷過(guò)后，除直擊雷區(qū)域的設(shè)備被雷擊外，不在雷區(qū)甚至遠(yuǎn)離雷區(qū)的廣播電視系統(tǒng)的電子裝置仍然有較大的損害，大多數(shù)是燒毀保險(xiǎn)器件、電源變壓器、整流器件、甚至集成電路等。

2、感應(yīng)雷危害

雷電感應(yīng)危害，主要包括兩個(gè)方面：一方面是由于雷雨云層的靜電感應(yīng)影響，與地面雷電區(qū)域內(nèi)的物體發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生不易泄放的高電壓，造成對(duì)地面物體的危害，主要針對(duì)廣播電視發(fā)射架等設(shè)施;另一方面是在云層發(fā)生雷擊放電時(shí)，產(chǎn)生的極大的雷電流脈沖，與地面較近的物體上感應(yīng)出高電壓或者較大電流，對(duì)設(shè)備造成危害。在高壓架空線路上雷電感應(yīng)電壓可達(dá)到300～400kV;在低壓架空線路上雷電感應(yīng)電壓可達(dá)100kV;一般信號(hào)線路上的雷電感應(yīng)電壓可達(dá)40～60kV，無(wú)論那一種都足以將廣播電臺(tái)發(fā)射臺(tái)相關(guān)設(shè)備燒毀或者擊穿。雷電感應(yīng)雖然沒(méi)有雷電直擊造成的危害大，但雷電感應(yīng)危害發(fā)生的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雷電直擊。

3、雷電波侵入危害

由于雷電較容易對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)周邊架空線路或者金屬管道發(fā)生作用，可能導(dǎo)致雷電波沿著架設(shè)的線路或者金屬管線侵入到廣播電視發(fā)射臺(tái)內(nèi)部，造成對(duì)發(fā)射設(shè)備、線路的損害。在所有雷電危害事故中，由雷電波侵入引發(fā)的事故比例較大。

4、地電位反擊危害

地電位反擊危害，在雷電擊中廣播電視發(fā)射臺(tái)設(shè)備避雷設(shè)施，并通過(guò)避雷設(shè)施入地時(shí)，由于避雷裝置、引下線、接地體的電位會(huì)在短時(shí)間內(nèi)升高到數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)伏，對(duì)廣播電視發(fā)射設(shè)備或者避雷裝置造成危害。地電位反擊危害屬于次生危害，其破壞性及發(fā)生概率要遠(yuǎn)小于前述幾種雷電危害。

二、廣播電視系統(tǒng)防雷措施

要做好防雷工作必須要增強(qiáng)防雷意識(shí)，把防雷保護(hù)看作為一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程。在設(shè)防中要采用全方位、多層次、綜合治理。要把國(guó)家和行業(yè)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)射臺(tái)地理環(huán)境、建筑設(shè)施、設(shè)備分布等實(shí)際情況相結(jié)合，制定科學(xué)的、切實(shí)可行的防雷方案。根據(jù)我們的實(shí)踐，應(yīng)該注意從四個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)。

1、發(fā)射天線塔和建筑物防雷措施

無(wú)論廣播電視發(fā)射臺(tái)或微波站都設(shè)有發(fā)射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺(tái)站地面建筑的最高點(diǎn)。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產(chǎn)生感應(yīng)雷的導(dǎo)體，因此，它是臺(tái)站防雷的第一關(guān)。通常采用架設(shè)一定高度的避雷針，通過(guò)避雷針把閃電吸引到接閃器上，而后把閃電傳導(dǎo)入地，從而保護(hù)地上的建筑物及設(shè)備。

2、電源系統(tǒng)防雷措施

電源防護(hù)主要是針對(duì)電臺(tái)、電視臺(tái)的發(fā)射機(jī)房和節(jié)目制作機(jī)房，應(yīng)將整個(gè)電臺(tái)、電視臺(tái)的建筑視為整體進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)，并針對(duì)機(jī)房做重點(diǎn)部分的細(xì)致防護(hù)。作為設(shè)備共同的載體，電源常在感應(yīng)雷擊后造成系統(tǒng)設(shè)備的毀壞，因而應(yīng)在電源共享，如雷擊高發(fā)區(qū)域或是機(jī)房配電盤等地，分別安裝三相或單相電源避雷器，同時(shí)應(yīng)將隔離變壓器作為最后一道電源防雷設(shè)施，將其安設(shè)于關(guān)鍵設(shè)備終端上。（1）將屏蔽網(wǎng)入地裝設(shè)于機(jī)房墻壁內(nèi);（2）將高頻地線埋于發(fā)射機(jī)周邊范圍，并和防雷地與饋管地進(jìn)行相連;（3）在機(jī)房房頂四周、邊緣等處安裝避雷針和消雷器;（4）若機(jī)房為磚木結(jié)構(gòu)，必須將避雷地與電源地相連接。若是框架結(jié)構(gòu)樓房，則應(yīng)在機(jī)房四角分別將接地樁埋入，盡可能降低接地電阻。

3、室外引入線防雷措施

在廣播電視發(fā)射臺(tái)中會(huì)布置諸多室外引入線，其中包含各類發(fā)生裝置饋線、管道線、視音頻信號(hào)線以及通訊設(shè)備連接線等等。在強(qiáng)對(duì)流的雷電天氣中，倘若引入線的外皮有所破損，則極易導(dǎo)致感應(yīng)雷或感應(yīng)電流導(dǎo)入機(jī)房當(dāng)中，進(jìn)而造成損壞，所以需要采取相應(yīng)措施阻塞電氣。（1）需確保饋管兩端接地良好。饋管在接入機(jī)房之前，其外皮需要與相近地網(wǎng)進(jìn)行連接，同時(shí)在吊饋管鋼絞線、過(guò)橋以及固定架上還應(yīng)隔段距離便進(jìn)行接地處理;（2）各類引入線需要采用屏蔽電纜，入機(jī)房之前需要確保屏蔽層與相近地網(wǎng)連接。在條件允許的情況下，引入線在入機(jī)房前需要埋進(jìn)地下，至少保證10m長(zhǎng)度。倘若沒(méi)有屏蔽電纜，便可用鐵管套住引入線，同樣進(jìn)行埋地處理。引入線纜在進(jìn)機(jī)房后如有多余芯線，需要確保兩端接地良好。

4、接地防雷措施

接地系統(tǒng)不僅是防雷保護(hù)的重要安全措施，同時(shí)還可將入侵的雷電導(dǎo)入地上，使產(chǎn)生的電位差最低。因而對(duì)于廣播電視發(fā)射中心內(nèi)的各個(gè)機(jī)房來(lái)說(shuō)，接地系統(tǒng)是否完善可靠將對(duì)其是否能穩(wěn)定播出起到極為關(guān)鍵的作用。廣電系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射部分、傳輸部分的各節(jié)點(diǎn)以及各種裝置都需要一個(gè)合格的接地裝置，常規(guī)的接地方法是在建筑或構(gòu)筑物下方或周圍地下埋設(shè)由水平及垂直接地體組成的接地裝置，接地體一般采用鍍鋅鋼材。通常而言，接收天線的接地的衛(wèi)星天線架設(shè)在寬廣的區(qū)域，其豎桿則架設(shè)在鐵塔或是建筑物頂端等高處。焊接全部接收天線的接地端，在焊接前，為避免發(fā)生感應(yīng)雷擊，不可將接地天線系統(tǒng)和機(jī)房工作的避雷接地地線并聯(lián)在一起。天線與避雷針間的最小水平間距應(yīng)大于前端機(jī)房設(shè)備的接地，避雷針高度與天線頂端長(zhǎng)度應(yīng)大于最大尺寸的天線。為確保機(jī)房設(shè)備用電不會(huì)遭到雷電攻擊，可采用電源穩(wěn)壓器防雷。將機(jī)房?jī)?nèi)全部設(shè)備，金屬管道、電纜屏蔽層、輸出、輸入等全部進(jìn)行接地，并應(yīng)用專門的電子防雷器件保障電源防雷安全。

結(jié)束語(yǔ)

每年的雷雨季節(jié)，常有廣播電視設(shè)施不同程度地遭受雷擊，造成廣播、電視停傳停播和一定的經(jīng)濟(jì)損失，影響較大，損失嚴(yán)重，甚至危及工作人員的生命。廣播電視臺(tái)相關(guān)技術(shù)人員要深刻認(rèn)識(shí)雷電的危害方式，采取增加人工防護(hù)、改進(jìn)信號(hào)源系統(tǒng)、提升電力技術(shù)和增強(qiáng)防雷保障等一系列的有針對(duì)性的防護(hù)措施，全面提升廣播電視發(fā)射系統(tǒng)的防雷效果，確保廣播電視節(jié)目穩(wěn)定播放，提升電視節(jié)目播放質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龐志勇.關(guān)于無(wú)線廣播電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)的防雷技術(shù)與工程分析[J].電子制作，2016（22）：88.

[2] 鄧永明.廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷工程的升級(jí)改造探討[J].西部廣播電視，2016（23）：224.

[3] 李文新.高山廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)防雷[J].廣播與電視技術(shù)，2012（02）.

[4] 任和平.高山廣播電視發(fā)射臺(tái)安全播出防護(hù)措施探討[J].科技傳播，2016（23）.