地面數字電視發射機房的防雷技術

陳宏

（江西廣播電視臺，江西 南昌 330046）

發射機房的正常運轉是保證數字電視節目有效播放的重要區域，在運轉過程中會因設備因素、位置因素而受到雷擊的損壞。因此，應挖掘出發射機房常見性的雷擊類型及雷擊方式，根據掌握的準確數據制定出有效的防護方案，保證發射機房能夠正常運轉。

一、地面數字電視發射機房常見的雷擊類型

地面數字電視發射機房產生雷擊的主要原因是發射機房含有的設備直接增加了雷電的電流，形成極高的電流變化梯度，經總結發射機房常見的雷擊類型后，主要包括以下四個類型：第一，直擊雷模式。發射機房引發直擊雷的因素是機房周圍存在的設備對雷擊直接產生躁動，引發的電、熱效應都較為強烈，導致設備發生損壞，影響機房正常運轉。如果某地區的發射機房位置具有較高的特點，并且含有較多的電氣設備，發生直擊雷的機率較高。第二，雷電感應模式。雷電感應模式是在發生雷擊時會產生較大的雷電流，在雷電流的影響下引發電磁感應與靜電感應等，各種感應會直接作用于發射機房，造成較大的危害。第三，雷電波模式。發射機房在遇到雷電時，雷電會作用于機房的架空線路或者是金屬管線，雷電會沿著架空線路與金屬管線進入到機房，損壞各種設備，并且還嚴重威脅操作者的安全。第四，雷擊電磁脈沖模式。機房遇到雷電后，產生的雷電流與電阻、電容、電感發生耦合后形成電磁效應，電磁效應進一步影響機房設備與系統，在電流與電壓過大的作用下引起設備與系統損壞[1]。

二、地面數字電視發射機房形成的雷擊方式

（一）雷電流從鐵塔或者避雷針侵入機房

地面數字電視的發射鐵塔的高度普遍較高，并且設置的地理位置也較為特殊，塔頂避雷針在雷電來臨時會遭受到雷擊，此雷擊方式具有較大的危險性。如果雷電擊中避雷針后，雷電流會沿著避雷針通過接地引線，流入接地網，接地網受到雷電流的影響后產生電位不均的問題，局部的電位產生顯著升高的過程。雷電流進入地網以后，難以進行有效的散流，會對二次設備產生一定的影響。

（二）雷電流從配電線路侵入機房

發射機房所在地下所鋪設的電纜、機房外鋪設的架空電力線路都未實施屏蔽防護，如果產生雷擊現象會直接導致電纜與線路損壞，雷電流還會沿著配電線路進入變壓器、繼電裝置等設備內，造成設備的損壞。另外，如果雷電流是從接地引線、接地體進入，并且引發較大壓降時，還會產生反擊的過程，電源系統或者是發射機房內存在電子設備會受到嚴重損壞。

（三）雷電流從信號線侵入機房

發射機房中設有的信號線經常會在雷雨天氣中發生雷擊損壞的現象，主要表現在：在雷雨天氣中，雷電產生會形成電磁場，電磁場與信號線纜之間會形成較高的感應電壓，感應電壓會進入到發射機房中的低壓設備內，造成損壞，甚至還會產生爆炸。

三、地面數字電視發射機房防雷技術的應用

（一）直擊雷防護技術

地面數字電視發射機房在防護直擊雷時，經常采用的措施是裝置避雷針，而避雷針的應用不能保證百分百防護的效果，因為雷電流會受到較多偶然因素的影響而產生變化，避雷針不能根據變化后的雷電流而改變防護方式，發射機房還會受到直擊雷的危害。因此，在防護直擊雷時應根據實際情況、掌握具體的防護范圍后，按照繞擊率1%的方式進行確定。根據繞擊率1%可以計算出避雷針實際可以達到的防護高度與防護范圍。如果在雷電流與地面相接近時，周圍空間電場會表現出相對集中的過程，對雷電先導放電實際的運行方向會進行干預，將雷電流引入避雷針后再進行放電，避雷針接收到雷電流后會利用接地裝置將雷電流向地面導入。因此，避雷針并不是萬能的，只能對線路產生防雷的效果。為了保證發射機房線路能夠承受雷擊時產生的過電壓，需要線路具備較強的抗雷效果。要把雷電流成功并充分地引入地面，應保證避雷針與桿塔具有較好的接地效果，否則會升高電位，絕緣子與線路會產生反擊的過程，進而損壞電子設備。所以，在地面數字電視發射機房中采取的防雷措施應是避雷針與其他防雷技術共同應用。

（二）感應雷防護技術

為了降低感應雷對發射機房的危害程度，可采用如下幾項技術：首先，屏蔽防護技術。我國對于特殊建筑設定了與普通建筑不同的要求，對于地面數字電視發射機房建筑的建設需要采用鋼筋材料、金屬底板材料進行構建，并且還要達到優質的焊接過程，能夠達到電位法拉第的要求。如果有所必要，還要在機房的周圍配置金屬屏蔽網。在建設發射機房時應保證機房內外都要采取屏蔽信號線的措施，電纜線也會采用屏蔽性的模式。在發射塔頂端的天線電纜裝置，應與線橋、機房達到三個點共地的要求。其次，等電位連接技術。等電位連接技術運用的是防雷裝置、導體裝置、電氣裝置、電信裝置等，還應用了金屬構件與裝置，并且還要利用導線或者是過電壓保護裝置進行有效的連接，從而達到均壓的目的。應用等電位連接技術后，能夠在雷雨天氣中避免雷電流損害發射機房內的電子設備，消除產生的強電壓有效期，實現雷電流有效的分流。

（三）接地防護技術

地面數字電視發射機房采用的接地措施利用的是接地裝置，應多加設放射狀的水平接地極，目的是可以對雷電流進行有效的散流。在加設水平接地級時應采取每3-5mm 設置環狀水平均應帶，要控制水平接地板的長度在100m 以內，可達到有效散流雷電流的目的。在布設電纜所經過的區域要采取等電位連接技術，選用截面40mm2 以下的銅纜，從而達到防止發生地網電位差的現象，避免電位差干擾電氣設備與電子設備。

結束語

綜上所述，地面數字電視發射機房在運行過程中會受到雷雨天中的雷擊影響，而造成設備損壞的現象。因此，應采取有效的措施干預雷電流的走向，通過有效地分散及引入地面，避免設備受到損壞，實現正常運轉。