廣播電視發(fā)射站防雷技術(shù)分析

摘要：廣播電視發(fā)射站是廣播電視發(fā)射技術(shù)系統(tǒng)的重要組成部分，其作為中間站，承擔(dān)著接收、發(fā)射、轉(zhuǎn)化、處理廣播電視信號的任務(wù)，可以為人們提供各種可靠的信息，有效滿足人們的需求。廣播電視發(fā)射站一般會建設(shè)在一些環(huán)境復(fù)雜、惡劣、地勢條件差、荒無人煙的地區(qū)。由于天氣等自然因素，或不可抗力，廣播電視發(fā)射站可能遭受影響。因此需要加強(qiáng)對廣播電視發(fā)射站的檢查、監(jiān)測、維護(hù)、檢修工作，以確保其可以正常運(yùn)行。而在此過程中，防雷技術(shù)的采用非常重要。該技術(shù)能有效保護(hù)一些新型的電子和電氣設(shè)備，確保各種高強(qiáng)度、不同類型的信號可以準(zhǔn)確接收、發(fā)出、轉(zhuǎn)化。一般情況下，無線信號的電磁異常波動會導(dǎo)致廣播電視發(fā)射站遭受雷擊。因此，本文以廣播電視發(fā)射站為課題切入點，深入分析了影響站點工作的雷電類型和危險，并通過其防雷技術(shù)研究，提出了具體的應(yīng)對措施，以期為相關(guān)工作者提供建議，從而有效降低雷擊危害性。

關(guān)鍵詞：廣播電視發(fā)射站；防雷技術(shù)

一般廣播電視臺發(fā)布節(jié)目需要有穩(wěn)定的外部通信信號，但是通信設(shè)備一般設(shè)置在戶外，容易受到天氣的影響，受到雷擊，導(dǎo)致信號中斷，影響節(jié)目的正常播出。為了預(yù)防這種情況，人們需要科學(xué)分析廣播電視發(fā)射臺雷擊危害方式，并根據(jù)不同入侵方式及不同雷電的特點來進(jìn)行有效的雷電防護(hù)保護(hù)。通過研究，有效的廣播電視發(fā)射臺防雷技術(shù)包括直擊雷防護(hù)、感應(yīng)雷防護(hù)等電位連接技術(shù)，室外設(shè)備的防雷技術(shù)和室內(nèi)設(shè)備的防雷技術(shù)。這些防護(hù)措施可以有效地降低雷擊的危害性并保護(hù)廣播電視設(shè)備的正常運(yùn)行。

一、影響廣播電視發(fā)射站的雷電類型和危害

（一）直擊雷

直擊雷是指在雷電天氣下各種帶電的云層，對地面的一些物體直接放電，或者在接觸地面物體時會產(chǎn)生高強(qiáng)度、高壓的電峰數(shù)值，在高壓的沖擊影響下會破壞廣播電視發(fā)射站外的電氣設(shè)備和建筑物，比如燒毀，擊落等。如果雷電擊中了廣播電視發(fā)射站時，會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流，這些電流在廣播電視發(fā)射站內(nèi)會對電氣設(shè)備產(chǎn)生高幅值的沖擊電壓波，直接破壞電氣設(shè)備外側(cè)的絕緣層。并伴隨著較大的電動力導(dǎo)致物體出現(xiàn)爆炸情況，最終帶來較大的破壞和經(jīng)濟(jì)損失。

（二）感應(yīng)雷

感應(yīng)雷是一種靜電感應(yīng)雷，地面物體表層上產(chǎn)生一些不同于雷電本身性質(zhì)的電荷，這種電荷會在雷擊時和云層中的電負(fù)荷發(fā)生反應(yīng)，形成非常集中的運(yùn)動電荷，導(dǎo)致電氣設(shè)備內(nèi)部聚集高靜壓電壓。這種電壓持續(xù)增加會導(dǎo)致和地面相連的導(dǎo)線和金屬設(shè)備發(fā)生火花，會發(fā)生爆炸和火災(zāi)事故，嚴(yán)重影響建筑物和周圍人們的生命安全。廣播電視發(fā)射站本身也是一種高層建筑物導(dǎo)體，在被帶電云層接觸后會在靜電感應(yīng)下產(chǎn)生雷電電荷，導(dǎo)致電荷大量積聚在廣播電視發(fā)射站內(nèi)，導(dǎo)致各種電氣設(shè)備爆炸和自燃。一般，雷擊發(fā)生后雷電流在發(fā)生較大的變化，在電磁場內(nèi)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，對周圍一些的金屬導(dǎo)體也產(chǎn)生影響，最終形成感應(yīng)性的電壓，這種電壓會對導(dǎo)體產(chǎn)生二次反應(yīng)，導(dǎo)致電氣設(shè)備受到嚴(yán)重的破壞[1]。

（三）雷電入侵波

一般在雷電擊中廣播電視發(fā)射站后，會產(chǎn)生一種“雷電入侵波”。由于電流沖擊，發(fā)射站內(nèi)部的供電線路、金屬管道、金屬設(shè)備都被嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致各種連接設(shè)備和線路發(fā)生破壞，從而影響廣播電視發(fā)射站的正常運(yùn)行。低壓雷電波和高壓系統(tǒng)內(nèi)的高壓混合，會增加觸電事故的發(fā)生幾率，影響周圍居民的生命健康。所以為減少和避免上述情況發(fā)生，最好的辦法就是積極采用防雷措施。

（四）地電位反擊危害

一般在發(fā)射站發(fā)生了雷擊后會產(chǎn)生大量的雷電流，這些電流會通過各種線路進(jìn)入到接地體中，最終傳導(dǎo)進(jìn)入大地內(nèi)，且雷電也會直接破壞架空管線，一般在廣播電視發(fā)射站內(nèi)安裝有線網(wǎng)絡(luò)架空管線。在這些架空管線被雷擊后會產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場，如果架空管線靠近雷電終端，則會出現(xiàn)水平電場，此時感應(yīng)電荷會集中到電場內(nèi)的物體上，有效提高電場強(qiáng)度，最終導(dǎo)致這些物體被雷電擊中。在雷電出現(xiàn)后，不僅會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過電壓，也會導(dǎo)致設(shè)備故障，這種電壓進(jìn)入到發(fā)射塔內(nèi)的天線中會進(jìn)一步破壞電線。因為發(fā)射鐵塔高度小，在出現(xiàn)雷電天氣時先會擊中發(fā)射塔上的避雷針，產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，電流會隨著鐵塔內(nèi)部的導(dǎo)線進(jìn)入到地表中，導(dǎo)致地表敷設(shè)地網(wǎng)中的電位急速升高。此時設(shè)備和機(jī)房地網(wǎng)之間會產(chǎn)生較大的電位差，在電位差持續(xù)存在的情況下會形成電位反擊現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備故障發(fā)生。

二、廣播電視發(fā)射站防雷技術(shù)

（一）直擊雷防護(hù)接閃器

為了確保廣播電視臺發(fā)射鐵塔在雷擊下不受到較大的破壞，需要采取一系列的防雷措施。常見的防雷措施包括在人員活動頻繁和集中的計算機(jī)房、高樓的外側(cè)布設(shè)避雷帶，并加強(qiáng)對這些空間場所的保護(hù)。如果發(fā)射站機(jī)房和高樓之間的空間距離大，則可以設(shè)置避雷網(wǎng)，擴(kuò)大保護(hù)范圍，同時在機(jī)房中設(shè)置避雷接閃器，起到預(yù)警的作用。在具體設(shè)置避雷網(wǎng)時，需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，科學(xué)控制尺寸和范圍，科學(xué)敷設(shè)引下線。一般引下線材料需要選擇10cm圓鋼或相同面積扁鋼，數(shù)量在2根以上，在敷設(shè)時需要圍繞著建筑物周圍對稱進(jìn)行，對于兩線之間的距離需要科學(xué)控制，以此在發(fā)生強(qiáng)電流時可以抵消。如果長度不符合要求，則需要及時補(bǔ)接，在補(bǔ)接時需要科學(xué)焊接，確保焊接到位，在具體焊接時需要根據(jù)建筑物布局將鋼筋結(jié)構(gòu)作為引下線和接地體，如果接地體數(shù)量少，則可以將鋼管作為接地體，有效進(jìn)行防雷設(shè)置。對于鋼管的厚度和直徑都需要科學(xué)控制，根據(jù)設(shè)計規(guī)范選擇鋼管材料，比如人們可以選擇50×50×5mm的扁鋼材料。后根據(jù)規(guī)范要求將其焊接一起，形成環(huán)形接地網(wǎng)，可以在雷擊時將雷電流引入到地下中。如果現(xiàn)場空間范圍小，條件不足，則可以將接地體垂直分布設(shè)置，根據(jù)設(shè)計規(guī)范明確長度和埋深，確保地基之間距離符合要求，并科學(xué)控制水平接地埋深[2] 。

（二）感應(yīng)雷防護(hù)

感應(yīng)雷作為一種破壞性大的雷電，它會沿架設(shè)在外部電力線纜、通信線纜、發(fā)射塔天饋線等入侵到建筑物，對室內(nèi)的各種電氣設(shè)備和其他設(shè)施產(chǎn)生危害，威脅人們的生命安全。室內(nèi)的各種線纜因其在傳輸雷電波時損耗較小，反而遭受雷擊的危害性最大。為此，需要在日常工作中加強(qiáng)對電源系統(tǒng)防護(hù)。對于各種線路系統(tǒng)，在連接時需要科學(xué)設(shè)計，確保其形成一個整體。在具體設(shè)計時需要根據(jù)電源系統(tǒng)特點進(jìn)行分級保護(hù)，不同的級別需要有不同的標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行科學(xué)選擇。第一級感應(yīng)雷防護(hù)裝置在設(shè)置時可以在箱式變壓器端安裝SPD，將電源線的一端和其連接，將另外一端埋入地下。第二級主要設(shè)置在高樓的配電屏內(nèi)，將其和供電線路、信號線連接，并通過敷設(shè)的方式接地處理。最后在機(jī)房的電柜內(nèi)安裝第三級，根據(jù)具體要求在電氣設(shè)備外側(cè)設(shè)置防雷插座和開關(guān)設(shè)備，有效保護(hù)電氣設(shè)備不受感應(yīng)雷的破壞。

（三）等電位連接

信號鐵塔本身是一個引雷裝置，會在雷電天氣下產(chǎn)生感應(yīng)雷，對周圍建筑物和設(shè)備造成危害。為了借鑒這個問題，人們在規(guī)劃設(shè)計時，可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況，將建筑物與鐵塔接地線連接形成一種整體式的聯(lián)合地網(wǎng)，并將該地網(wǎng)引入到地下，使其與鐵塔周圍的機(jī)房連接，和機(jī)房內(nèi)的地網(wǎng)形成一個整體，最終確保覆蓋整個區(qū)域內(nèi)，從而有效發(fā)揮自身的防雷作用。此外，在建設(shè)地網(wǎng)時需要注意接地電阻的控制，在設(shè)置完成后還需要科學(xué)布設(shè)地線，將天線和電位與接閃器連接，最終確保設(shè)備之間實現(xiàn)電位連接，從而有效減少信號鐵塔在雷電天氣下產(chǎn)生的感應(yīng)雷，保護(hù)周圍建筑和設(shè)備免受破壞[3]。

（四）室外設(shè)備防雷

廣播電視發(fā)射站主要建設(shè)在室外，是一種長期使用的室外設(shè)備。為保障廣播電視發(fā)射站的正常運(yùn)行，防雷工作的開展尤為重要。其中，接地是防雷工作的關(guān)鍵之一。在具體施工操作時，人們可以在鐵塔頂部、天線平臺、鐵塔中間等基礎(chǔ)設(shè)施上設(shè)施預(yù)留接地孔作為接地點，或者直接采用長型螺栓代替塔身螺栓作為接地點來實現(xiàn)接地。同時，還需要對鐵塔相鄰的接地點距離進(jìn)行測量和控制，根據(jù)具體情況調(diào)整接地點。接地點設(shè)置完成后，還需要進(jìn)行雷電流分散測試、引入測試等措施，以確保各個點有效連接。除接地外，人們還需要對廣播電視發(fā)射站周圍的機(jī)房進(jìn)行防護(hù)。一般來說，需要將機(jī)房周圍的信號接收天線進(jìn)行連接，形成一個整體，再在天線豎桿上安裝避雷針來有效避免雷電直擊。此外，人們也可以在天饋系統(tǒng)中安裝避雷針。在安裝避雷針后，如果天饋系統(tǒng)遭遇直擊雷，可以通過避雷針直接將雷電引起的各種感應(yīng)電流、直擊電流引入到地下，以此保護(hù)周圍的建筑物不受破壞。需要注意的是，人們在選擇避雷針時可以選擇不銹鋼或鍍鋅鋼管材質(zhì)的避雷針，對于其厚度和直徑范圍都需要科學(xué)控制，確保其保護(hù)半徑和機(jī)房高度、范圍相對應(yīng)，以此形成一個輻射式的防雷接地網(wǎng)。

在具體設(shè)置防雷接地網(wǎng)時，需要將機(jī)房和鐵塔作為核心點，并根據(jù)一定空間范圍開挖地溝，將一定數(shù)量和長度的鍍鋅角鐵釘釘入地下，并科學(xué)控制間距，將其和鐵塔、機(jī)房進(jìn)行接地。之后需要對焊接口進(jìn)行防腐處理，以此有效保護(hù)室外設(shè)備不受雷電破壞。

（五）室內(nèi)設(shè)備的防雷

對于室內(nèi)的各種金屬設(shè)備，人們可以采用屏蔽干擾的方法進(jìn)行防雷防護(hù)。屏蔽干擾是指在系統(tǒng)設(shè)備安裝防干擾屏蔽裝置，尤其是在廣播電視發(fā)射臺和機(jī)房內(nèi)的信號線路始端和終端需要安裝過電流保護(hù)裝置，確保在雷擊時可以有效保護(hù)系統(tǒng)信號設(shè)備有效抑制浪涌電壓和過電流情況的產(chǎn)生。或者在線路端和一些設(shè)備上安裝電壓保護(hù)器，在關(guān)鍵設(shè)備電源線入口處安裝過電壓保護(hù)裝置，通過該保護(hù)裝置可以阻隔雷擊時電流變化對設(shè)備電源端和接線的沖擊和影響，確保原有電壓的穩(wěn)定和安全。

三、廣播電視發(fā)射站防雷技術(shù)應(yīng)用安裝防雷裝置和避雷針

（一）科學(xué)安裝防雷接地網(wǎng)

在具體建設(shè)發(fā)射站機(jī)房時，也需要根據(jù)設(shè)計要求科學(xué)布置防雷技術(shù)下的防雷網(wǎng)。防雷網(wǎng)的設(shè)置需要覆蓋發(fā)射站內(nèi)所有的電氣設(shè)備、供電線路、管路。在選擇防雷地網(wǎng)的空間范圍時，需要確保發(fā)射站機(jī)房現(xiàn)場氣候環(huán)境的干燥性、地質(zhì)條件的穩(wěn)定性，根據(jù)技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求、影響因素綜合分析，對電網(wǎng)線路距離進(jìn)行科學(xué)控制。一般在布設(shè)地網(wǎng)中的接地棒時，需要確保各個棒與棒之間的距離符合標(biāo)準(zhǔn)，接地棒的長度也需要科學(xué)控制，在具體埋設(shè)的過程中，需要對地下環(huán)境進(jìn)行檢查，盡量避開各種管道、線路。埋設(shè)后需要對外部凸起物進(jìn)行打磨焊接處理，確保鐵塔機(jī)房設(shè)備和大地連接安全穩(wěn)定，有效發(fā)揮防雷地網(wǎng)的防雷作用。

（二）科學(xué)安裝接地裝置

在具體應(yīng)用廣播電視發(fā)射站防雷技術(shù)時，需要科學(xué)安裝接地裝置。當(dāng)前采用的接地裝置是一種由接地體和電導(dǎo)線組成的連接體，其中接地體最為常見，是一種金屬構(gòu)件，可以和大地連接。電導(dǎo)線可以將接地體和大地連接一起，是一種金屬導(dǎo)線。人們在安裝接地裝置時需要根據(jù)規(guī)范要求將電氣設(shè)備外側(cè)的連接節(jié)點和電導(dǎo)線有效連接，共同引入到防雷網(wǎng)中，將防雷網(wǎng)和接地裝置連接在一起，提高防雷效果和作用。但因為接地裝置屬于金屬構(gòu)件，在地面容易受到影響，出現(xiàn)腐蝕和變形情況，對此需要人們在其外側(cè)設(shè)置保護(hù)層，做好防護(hù)處理。定期進(jìn)行檢測，確保接地裝置有效發(fā)揮自己的作用，滿足接地線路短路時電流熱穩(wěn)定的要求。

對此，需要人們在安裝接地裝置時科學(xué)選擇材料。一般需要選擇熱鍍鋅鋼材，該材料能有效避免其發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。在具體焊接各種構(gòu)件時，需要保證機(jī)械強(qiáng)度和飽和度質(zhì)量都符合設(shè)計要求，確保一次性焊接到位，在焊接后及時對外表進(jìn)行打磨和清理，減少各種缺陷問題。對于焊接的碎渣，也需要及時敲凈。同時可以在外層涂抹瀝青，能有效防范腐蝕情況的發(fā)生。在涂抹瀝青時，需要根據(jù)外界氣溫科學(xué)處理，保證其溫度、涂抹范圍都符合相關(guān)要求，在涂抹后還需要及時檢查，及時補(bǔ)刷銀粉漆。另外，對于電纜也需要科學(xué)處理，確保電纜輻射的濕度、溫度都符合要求，必要時可以選擇干燥劑，以此保證電纜質(zhì)量，有效發(fā)揮接地裝置的作用。

（三）科學(xué)敷設(shè)供電線路

在具體敷設(shè)供電線路時，也需要科學(xué)控制范圍位置。在供電線路的開始端，需要安裝防雷變壓器，能有效避免在雷擊發(fā)生時產(chǎn)生的較大電流對供電線路的沖擊影響，確保雷電不會擊中線路桅桿，保證電源不被破壞。而在安裝線路時，需要在桅桿上根據(jù)設(shè)計要求和規(guī)范安裝避雷針。在選擇避雷針時，需要根據(jù)桅桿的高度和桅桿之間的距離科學(xué)選擇，以此發(fā)揮避雷針的作用，確保桅桿在雷擊時不受到較大的破壞。此外，還需要在架空電纜的尾端安裝避雷器，并將避雷器和電氣設(shè)備接地端連接，一般情況下，對于發(fā)射站的電纜需要科學(xué)埋設(shè)，控制埋設(shè)深度。

（四）等電位連接

因為機(jī)房內(nèi)的各種電氣設(shè)備高頻接地線主要采用的是薄銅板材質(zhì)，為了有效保護(hù)接地和防雷裝置不受破壞和影響，滿足等電位連接要求，需要根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置接地母排。需要采用截面積符合要求的銅帶，在科學(xué)的位置和空間內(nèi)設(shè)置接地體的銅線，以此作為母排。對于周圍的設(shè)備和部件都需要靠近母排，尤其是在機(jī)房的關(guān)鍵位置，在進(jìn)行等電位連接母排時，需要科學(xué)選擇接地形式。對于配電屏、電源和柴油機(jī)等一些部位也需要設(shè)置母排，有效做好連接，確保電壓穩(wěn)定，對于室外設(shè)備和部件，在連接避雷帶時需要進(jìn)行焊接處理。

（五）屏蔽和布線

當(dāng)前，一些室外的設(shè)備電纜都沒有穿過金屬管。針對這一情況，可以通過科學(xué)布置監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星天線機(jī)房、空調(diào)室外機(jī)、微波天線、信號線、電話線等，根據(jù)具體的線路傳輸要求設(shè)置電容保護(hù)器，以達(dá)到防雷的目的。在設(shè)置時過程中，人們需要根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行科學(xué)布局和科學(xué)設(shè)置，按照要求來布設(shè)機(jī)房內(nèi)的信號線和電源線，并根據(jù)具體情況進(jìn)行區(qū)分，對其進(jìn)行獨立綁扎。此外，機(jī)房內(nèi)的玻璃夾層的銅絲網(wǎng)也需要進(jìn)行接地處理，確保其可靠性，以提高整個系統(tǒng)的防雷能力和減少雷擊對設(shè)備的影響。

四、結(jié)束語

總之，廣播電視發(fā)射站承擔(dān)著信息發(fā)射與接收的重任，確保其設(shè)備正常運(yùn)行是保障廣播電視節(jié)目穩(wěn)定播出的關(guān)鍵。由于廣播電視發(fā)射站通常都位于區(qū)域內(nèi)相對較高地段，雷電天氣出現(xiàn)時，這個制高點遭受雷擊概率相對較大，而且發(fā)射站設(shè)備大多為電子管元器件形成的集成電路、大規(guī)模集成電路和全固態(tài)電路等，所以要加強(qiáng)發(fā)射站防雷科學(xué)設(shè)計，采用有效防雷技術(shù)，避免遭受雷擊危害，以保證廣播電視節(jié)目信號得到穩(wěn)定傳輸。

作者單位：李燕 石嘴山市新聞傳媒中心

參 "考 "文 "獻(xiàn)

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