沈修武
(作者單位:文山州文化廣電體育局)
廣播電視高山臺站的防雷技術和保護措施
沈修武
(作者單位:文山州文化廣電體育局)
位于高山的廣播電視臺站盡管信號覆蓋面積大,信號接收質量較高,但雷電活動頻繁,電源及信息傳輸距離遠,加上周圍土壤有較大電阻,極易受到雷電影響,所以及時做好防雷保護至關重要。本文主要基于雷電的種類和危害談一談廣播電視高山臺站的防雷技術和保護措施,希望對有效提升廣播電視高山臺站的防雷擊水平有所幫助。
高山臺站;雷電;防雷技術;防雷保護
隨著先進電子技術的不斷發展及廣泛應用,大規模固態化改造使廣播電視在信號的發射、傳輸過程中所使用的通信與電子設備日益增多,越來越長的線路暴露在室外,且現代電子設備集成電路工作電壓很低,設備抗雷擊能力減弱,特別是廣播電視高山臺站,遭受雷擊的概率明顯增大,落實防雷工作迫在眉睫。
按照雷電的影響范圍、危害程度等的不同,可將雷電分成四種:直擊雷、球形雷、電磁脈沖和云閃。其中直擊雷的威力是最大的,球形雷的威力是最小的,云閃對人類造成的危害最小,電磁脈沖則能形成電磁感應,使電子設備受到嚴重影響。從氣象知識來看,雷電通常在積雨云中發生,因為積雨云里一般會產生強對流,所以發生雷電時往往伴有強烈的暴雨、大風,甚至冰雹、龍卷風等異常惡劣的天氣。如果雷暴的強度為中等,那么其功率可達到10 000 kW,不僅空氣溫度則會在雷云放電時驟增,空氣體積將急劇膨脹,形成強烈雷鳴、沖擊波、電磁輻射等效應,最終導致雷云在接近的一瞬間給地面突起物帶來嚴重危害,主要表現為擊毀房屋、引發人員傷亡事故、供電系統崩潰、通訊系統被中斷等。
2.1 接地處理技術
接地處理是必不可少的防雷技術,在安裝任何廣播電視高山臺站外信號設備時,均要通過接地來發揮發散電流、電壓的作用,尤其是有極高信號要求的塔桿或發射塔,它們極易被雷電電磁波脈沖影響,而接地處理技術就能成功解決電磁對信號的干擾問題。
2.2 屏蔽干擾技術
雷電會對信號設備進行造成干擾,使信號系統出現浪涌電壓,而屏蔽干擾技術的應用能避免雷電發出的干擾對廣播電視高山臺站設備產生不良影響[1]。電流保護裝置也可保護高山臺站廣播電視轉播系統設備,一般通過串聯連接形式迅速對過電流、過電壓帶來的負面作用進行抑制。
2.3 高壓避雷裝置設置技術
設置高壓避雷裝置的目的是維護高山臺站高壓信號輸電線系統的穩定性、安全性,所以室內作業人員要充分考慮一切有關高壓電力信號設備的線路,確保每一條線路都已被高壓避雷裝置保護起來。
3.1 機房防雷
廣播電視高山臺站機房里精密的、重要的設備及UPS電源等輸入線上都要加裝好浪涌保護器,即電源末級保護;任何設備的外殼、連接外圍的電纜、饋管及饋線的外導體都要通過銅芯線接地,做好防雷保護。
3.2 鐵塔防雷
高山臺站鐵塔塔基、塔身中部、頂部的天線平臺等處都要預留好接地孔,或把附近塔身的緊固螺栓改成加長緊固螺栓,構成一個接地點[2]。由于鐵塔很高,所以務必要確保連接點的分散性和數量,從而使雷電流被有效分散。如果高山臺站的鐵塔是落地塔,那么其地網、機房地網之間每隔3~5 m都應相互焊接1次,且至少保證連通2處;鐵塔的四腳要就近和其他地網焊通;針對天線鐵塔設置避雷針,并與鐵塔焊通,確保雷電流能及時流進土壤;在避雷針防雷保護范圍內安裝天線。
3.3 等電位連接
廣播電視高山臺站的機房主要通過薄銅板接地,為使電位接地連接更有效,可在接地的母排位置加入50 mm2以上的銅片;在接地體的適當位置通過銅線分兩部分與母排連通,通常選擇35 mm2銅線,基礎設施和構件的選用要嚴格遵循就近母排原則;將柴油發電機等部位連接好,定期檢查室外設施和相關部件與避雷的連接,并落實保養維修工作。另外,高山臺站的地阻值務必小于4 Ω,可通過多支線外引接地裝置、在較深低電阻率土壤里埋好接地體、使用降阻劑、換土等保護措施達到防雷擊目的。
3.4 天饋線與架空管線防雷
將饋線屏蔽層設置于饋線轉彎及塔頂位置,并在進入機房后的內側3點位置接地。如果接地的長度比60 m大,就需通過增加接地間距來控制相鄰接地點之間的距離,且每隔5~10 m要保證室內走線架接地;加裝避雷器時應在饋線入室以后,可將其安裝在建筑物、饋線的連接處附近。架空管線不能直接進入機房,要分類穿入金屬管并埋地之后才能進入,如果路程較長則需加上保護裝置;金屬管的兩端要分別焊接地線,并做好焊點的防腐處理,保證信號線、電力線的走線不混合。
對廣播電視高山臺站而言,防雷這一話題是永無止境的,防雷技術及保護措施的應用是否到位、是否正確對臺站設備及附近人員、建筑物的安全有直接影響。而作為一項復雜的系統性工作,廣播電視高山臺站防雷工作務必要制定科學的、切實有效的方案,采取各種防雷技術及防雷保護措施,真正提高臺站的抗雷擊水平。
[1]張生鳳.廣播電視高山臺站的雷電損害原因及防雷措施探討[J].科技創新導報,2014(35).
[2]王健,阮太中,王梅,等.高山發射臺站防雷系統改造設計與實踐探索[J].廣播與電視技術,2014(1).