廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷技術(shù)分析

張繼先

目前，廣播電視行業(yè)的發(fā)展正如火如荼地進(jìn)行著，與此同時(shí)，廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的數(shù)量也越來(lái)越多。眾所周知，高山區(qū)域是雷電活動(dòng)頻發(fā)、高發(fā)的地帶，發(fā)射臺(tái)位于這種高山上，缺乏相應(yīng)的保護(hù)措施，特別容易遭受雷電活動(dòng)侵害。因此，必須對(duì)廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷工作給予高度關(guān)注與重視。

1 廣播電視高山發(fā)射臺(tái)遭受雷擊的類(lèi)型和危害

1.1 廣播電視高山發(fā)射臺(tái)遭受雷擊的類(lèi)型

1.1.1 直擊雷

所謂直擊雷就是直接性雷擊，它是帶電的云層與大地之間形成的一種直接放電現(xiàn)象。對(duì)于高山發(fā)射臺(tái)來(lái)說(shuō)是最普遍發(fā)生的一種雷擊類(lèi)型，主要是指在雷電現(xiàn)象下，高山發(fā)射臺(tái)最外部的設(shè)備首先遭到雷電沖擊，從而產(chǎn)生劇烈的電效應(yīng)和熱效應(yīng)等，對(duì)于發(fā)射臺(tái)造成嚴(yán)重危害。

1.1.2 雷電感應(yīng)

雷電在大量放電的過(guò)程中，沖擊電流會(huì)在周?chē)膮^(qū)域形成一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng)，這些電流攜帶著巨大的能量，能量釋放的過(guò)程就會(huì)造成事故。因此，雷電感應(yīng)就是指在產(chǎn)生雷電的活動(dòng)中往往會(huì)伴隨著電磁感應(yīng)和一系列的靜電感應(yīng)現(xiàn)象，從而破壞發(fā)射臺(tái)的弱電系統(tǒng)。與直擊雷作用范圍僅限于一點(diǎn)不同，雷電感應(yīng)的破壞范圍和破壞能量巨大，往往會(huì)形成一個(gè)破壞面。

1.1.3 雷電波侵入

雷電波與直擊雷不同的是，它破壞的是發(fā)射臺(tái)的內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)。在發(fā)射臺(tái)的線路遭受到雷擊活動(dòng)時(shí)，由于雷電感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量沖擊波，這些雷電波能夠通過(guò)多種線路迅速進(jìn)入到發(fā)射臺(tái)室內(nèi)，對(duì)發(fā)射臺(tái)的電源和信息系統(tǒng)進(jìn)行一定的破壞，從而導(dǎo)致廣播電視發(fā)射臺(tái)無(wú)法正常工作。

1.1.4 雷擊電磁脈沖

雷擊電磁脈沖本身就是一種干擾源，它是指雷電直接擊在建筑物的防雷裝置和周?chē)慕ㄖ锼鸬囊幌盗行?yīng)，包括電流經(jīng)過(guò)電阻、電感、電容耦合而產(chǎn)生的電磁效應(yīng)等。絕大多數(shù)情況下，都是通過(guò)連接導(dǎo)體的干擾，比如，雷電流或部分雷電流、被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾等。

1.1.5 地電位反擊

地電位反擊是指建筑物的外部防雷系統(tǒng)遭受雷擊活動(dòng)后，在接地電阻的兩端會(huì)產(chǎn)生具有危險(xiǎn)性的過(guò)電壓，該過(guò)電壓由設(shè)備的接地線、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系統(tǒng)和其他自然接閃物引入設(shè)備，從而造成設(shè)備損害。廣播電視發(fā)射臺(tái)遭受雷擊活動(dòng)以后，周?chē)ㄖ锖碗娋W(wǎng)的帶電量會(huì)迅速增多，引發(fā)地電位反擊，造成機(jī)器設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 廣播電視高山發(fā)射臺(tái)遭受雷擊的危害

雷電是一種攜帶有巨大能量的自然現(xiàn)象，云層在形成過(guò)程中會(huì)發(fā)生大氣電場(chǎng)和溫差起電等效應(yīng)，此時(shí)，正負(fù)電荷在云層中的不同部位會(huì)發(fā)生一定的堆積。當(dāng)堆積到一定程度時(shí)，云與云之間、云與大地之間都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，也就是通常所說(shuō)的雷電現(xiàn)象。雷電這種龐大的能源，至今人們還無(wú)法對(duì)其加以有效利用，并常常遭受雷電打擊和損害。對(duì)于處于高山頂端的廣播電視發(fā)射臺(tái)來(lái)說(shuō)，受地理位置和周?chē)h(huán)境的影響，雷電活動(dòng)比其他地方更頻繁，同時(shí)，由于電源及信息傳輸距離較遠(yuǎn)，周?chē)寥赖碾娮璐螅虼耍诶纂娀顒?dòng)中更容易遭受危害。對(duì)于廣播電視高山發(fā)射臺(tái)來(lái)說(shuō)，雷電的危害不僅僅表現(xiàn)在影響廣播電視臺(tái)的工作效率，導(dǎo)致廣播電視工作無(wú)法正常運(yùn)行。更為重要的是，雷擊對(duì)于發(fā)射臺(tái)等相關(guān)建筑物及相關(guān)工作人員的安全造成了很大威脅。因此，必須加快對(duì)廣播電視高山發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)的研究，通過(guò)積極有效的手段避免雷擊的危害。

2 廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷現(xiàn)狀分析

廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷問(wèn)題一直以來(lái)都受到相關(guān)部門(mén)的高度重視與關(guān)注，因此，從整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)的廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷措施和防雷技術(shù)發(fā)展比較良好，防雷效果也比較明顯。但是，在具體的防雷系統(tǒng)安裝以及防雷活動(dòng)應(yīng)對(duì)上還有待進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化與改進(jìn)。

目前，我國(guó)的廣播電視高山發(fā)射臺(tái)大部分都沒(méi)有安裝專(zhuān)門(mén)的避雷針，一般情況下都把反射鐵塔直接當(dāng)作避雷針來(lái)使用，在接地系統(tǒng)安裝的過(guò)程中，要將塔身接地系統(tǒng)與周?chē)臋C(jī)房地位、生活區(qū)地網(wǎng)等進(jìn)行結(jié)合，共同形成有效的防雷接地系統(tǒng)。眾所周知，高山區(qū)域的雷電活動(dòng)十分頻繁，而高山地區(qū)的土壤電流一般也很大，相應(yīng)地，其接地系統(tǒng)中的電阻也較大。接地網(wǎng)在地底下長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕和老化，導(dǎo)致接地的電阻值并不能得到有效降低，因此，隨著接地網(wǎng)在地下長(zhǎng)期的侵蝕，其防雷效果只會(huì)越來(lái)越差。

為有效應(yīng)對(duì)雷電的侵害，目前，很多廣播電視高山發(fā)射臺(tái)都是采用雙電源進(jìn)行供電，主電源一般設(shè)置在高山底部的高空架，設(shè)置高壓避雷器，這樣一來(lái)，雷電波就很容易進(jìn)入到高壓配電房，使低壓側(cè)得到有效保護(hù)。但在這個(gè)過(guò)程中，存在一個(gè)問(wèn)題就是低壓側(cè)的電流保護(hù)器的連線如果鋪設(shè)不當(dāng)，反而更容易招致雷電打擊，造成更嚴(yán)重的損失。高山發(fā)射臺(tái)的外部主要是由衛(wèi)星天線和監(jiān)控設(shè)備等構(gòu)成，這些設(shè)備如果沒(méi)有采取積極的屏蔽和防雷保護(hù)措施，很容易遭受直擊雷損害。

3 廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的防雷技術(shù)措施

3.1 室外的防雷措施

對(duì)于廣播電視高山發(fā)射臺(tái)來(lái)說(shuō)，室外的防雷措施主要是為了防直擊雷。接閃器、室外引入線以及接地裝置是室外防雷的主要措施。目前，接閃器一般不存在什么問(wèn)題。對(duì)于室外引入線來(lái)說(shuō)，在遭到雷電天氣時(shí)，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的塑皮線路會(huì)協(xié)助雷電波引入室內(nèi)，從而造成嚴(yán)重危險(xiǎn)。因此，需要從防雷技術(shù)上對(duì)室外引入線進(jìn)行一定的改進(jìn)。首先，在建設(shè)過(guò)程中，要盡量確保接地線的兩端完好無(wú)損，與周邊的地網(wǎng)進(jìn)行有效連接。發(fā)射臺(tái)在進(jìn)行各種設(shè)備連接時(shí)應(yīng)盡量采用具有屏蔽性質(zhì)的電纜線，這樣一來(lái)，電纜線能夠與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)緊密連接，確保其良好的導(dǎo)電效果。目前，接地裝置所存在的問(wèn)題是室外防雷工作中存在的最大問(wèn)題，也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分。對(duì)此，本人認(rèn)為要想有效降低發(fā)射臺(tái)的接地電阻值，需要對(duì)整個(gè)接地系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化與改進(jìn)，全面擴(kuò)大機(jī)房地網(wǎng)、發(fā)射鐵塔地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)以及周?chē)ㄖ锏鼐W(wǎng)的公共地網(wǎng)的面積，同時(shí)，還可以通過(guò)設(shè)置環(huán)形接地裝置來(lái)改善防雷接地的有效性。為全面降低發(fā)射臺(tái)周邊土壤的電阻值，可以在接地體附近的土壤中撒入施量的降阻劑，確保電流導(dǎo)入大地的效果。同時(shí)，為確保接地網(wǎng)的防雷效果，應(yīng)進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)工作，防止接地網(wǎng)的腐蝕與老化。

3.2 室內(nèi)的防雷措施

對(duì)室外防雷措施不同，室內(nèi)防雷工作的要點(diǎn)主要在于防止雷電波的入侵、雷電感應(yīng)以及雷擊電磁脈沖等引起的破壞。目前，室內(nèi)防雷措施主要表現(xiàn)在以下幾方面。首先是電源系統(tǒng)的防雷措施。高山發(fā)射臺(tái)遭受雷擊往往會(huì)造成供電系統(tǒng)的癱瘓，并對(duì)所有用電設(shè)備造成損害。因此，需要對(duì)電源系統(tǒng)當(dāng)中的所有電力設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)，比如，在高壓線上安裝避雷線路和接地設(shè)施，對(duì)于高壓設(shè)備安裝避雷器具等。其次是等電位連接。具體的做法就是通過(guò)對(duì)線路的等電位連接方式，來(lái)消除用電設(shè)備之間的電勢(shì)差，從而有效避免電子設(shè)備和儀器之間的過(guò)電現(xiàn)象。最后是數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。因?yàn)楦呱桨l(fā)射臺(tái)的室內(nèi)設(shè)備都是弱電設(shè)備，因此，在選擇連接各終端設(shè)備的傳輸介質(zhì)時(shí)，最好可以選擇像光纖這樣的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，既能保證傳輸過(guò)程的準(zhǔn)確性，又安全可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)廣播電視高山發(fā)射臺(tái)的主要雷擊類(lèi)型，找到目前防雷系統(tǒng)中存在的不足，以及制約其發(fā)展的一些因素加以分析，提出切實(shí)有效的保護(hù)措施，以期為相關(guān)工作人員更好地開(kāi)展工作提供參考。

[1]李天榮.淺析廣播電視高山發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)[J].通訊世界,2015(10):10-11.

[2]張俊剛.廣播電視高山發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(18):208-209.