高山臺站廣播電視發(fā)射機房防雷技術(shù)研究

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)射機房易受到雷電破壞，因而為確保發(fā)射機房的安全，保證廣播電視信號的安全、穩(wěn)定傳輸，必須加強防雷工作。本文從雷擊類型及高山臺站廣播電視發(fā)射機房的雷擊方式出發(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)射機房周邊的設(shè)備直接躁動雷擊，進而出現(xiàn)強烈的電效應(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)，進而對發(fā)射機房帶來損害。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)于地下但未進行屏蔽防護的電纜、機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，進而導(dǎo)致電源系統(tǒng)或臺站機房中的電子設(shè)備受損。

（三）經(jīng)信號線侵入

發(fā)射塔至機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，進而在信號線纜產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓，再傳到機房內(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)射機房的防雷技術(shù)

（一）直擊雷防護技術(shù)

無線廣播電視高山臺站發(fā)射機房在防護直擊雷中，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)射機房不會受雷擊。所以，要根據(jù)實際情況，結(jié)合防護范圍，依照繞擊率1%來確定。可計算出避雷針的防護范圍及高度，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)射機房線路可承受較大雷電過電壓，需要線路有較強的抗雷能力。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。基于此，在高山臺站機房防雷中，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，在機房周邊還需裝配金屬屏蔽網(wǎng)。不管是機房外，還是機房內(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房內(nèi)的電子設(shè)備帶來損害，使強電位差消失，進而對雷電流能夠更好的分流，這是最為常見且實用性強的一個防雷技術(shù)。如發(fā)射機房的面積較小，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)過接地基準點和接地環(huán)母相連。3.浪涌保護器，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，其會當即恢復(fù)到高阻狀態(tài)。當前，較為常用的有兩類：一是子信息系統(tǒng)；二是供電系統(tǒng)。

（三）接地防護技術(shù)

高山臺站的廣播電視發(fā)射機房的接地需應(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)射機房內(nèi)要設(shè)接地環(huán)母，同時采取多點引下方式和機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。

四、結(jié)語

總之，高山臺站廣播電視發(fā)射機房的雷擊類型較多。近年來，伴隨高山臺站發(fā)射機房設(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，如此才可確保發(fā)射機房的安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[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）