廣播電視發射臺避雷防雷策略分析

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1雷電的成因及其危害性

由于空氣對流過強而產生的瞬間放電過程就會產生雷電，一般出現在積雨云中。產生雷電時會伴有最高可達300000A的強大電流和沖擊力，對人類、建筑及線路等都會產生巨大的破壞力。雷擊方式有很多種，包括:直擊雷、感應雷、球形雷等。以感應雷來說，感應雷是直擊雷過后表現的二次雷電效應，其具有的靜電作用和電磁感應能夠讓地表有限區域內附上反向電荷，由于電流分散過程中的電阻較大，導致部分區域產生高電壓。這些電量能夠通過電線和房間內的通道等方式導入室內，從而損壞室內電子設施。通常感應雷強度不高但產生幾率大，直擊雷只有擊中地面時才能造成破壞且破壞范圍小，感應雷能夠被傳導到更大范圍進行連續破壞，因此感應雷更具危險性。雷電還可以通過電磁脈沖的方式對人們的財產和生命安全產生危害，表現為電磁輻射危害、電磁波危害等。其中最為嚴重的是電磁輻射帶來的電磁干擾現象，它能夠直接導致所有設備的損壞，造成巨大的損失。

2廣播電視高山臺站雷擊過程分析

雷擊對廣播電視高山臺站的破壞途徑如圖1所示。雷擊產生的電磁輻射能夠破壞廣播電視高山臺站的通電線，從而干擾站內的電子設備。站內的避雷針等防雷措施受到雷電擊中后，隨之出現的超強電流也能帶來大范圍的破壞。同時，廣播站的電子信號發射系統一旦受到幾千安培電流帶來的電子輻射便能夠瞬間失靈。具體表現為:第一，電力線感應雷引起的設備損壞。即使在電線中安裝了各種避雷裝置，但有些高山臺的地網電阻通常超過10Ω，甚至達到30Ω，因此電線里的殘余壓力仍很高。如:220V低壓氧化鋅避雷器在1．5KA時殘壓為1．3KV，若考慮10Ω地網電阻上的壓降，電源線上總殘壓為Uz=1．3KV+1.5KA×10Ω=16．3KV，設備由于不能夠承受如此大的電壓而被燒壞。第二，地網反擊導致信號發射電源體系故障。當雷電流為100KA(出現概率為20%)，地網電阻為10Ω時，地網電壓能夠達到100萬伏。使用單獨接地線的電源變壓器距離較遠，在小范圍內可能產生設備表面向電源放電的反擊情況。如果在此時使用避雷器，那么雷電電流產生的各種能量可逆向破壞電源。第三，直擊雷被導入室內造成破壞。直擊雷能沿著臺站內的接地線進入機房，由于設備的耐壓性遠遠不夠從而造成設備的損壞。

3廣播電視高山臺站防雷減災的策略

3．1建立完善的接地系統，進行地網的等電位連接。廣播電視高山臺站主要建立在擁有大電阻的山頂上，接地系統環境較差。據研究，可以利用加大地網面積和采用角鋼等耐腐蝕的鋼材作為地網接地體，降低其間的電阻，從而保證地網的長久連通性，同時可使用一些能降低電阻的物質，確保廣播站的安全。但接地網必須要短，因為長度越長則會導致電阻越大。假如高山臺站每種接地線的帶點都能相同，那么總體電位差大約為零，從而達到了保護效果。3．2建立多層安全保護措施，進行防雷實踐。把雷電通過地網傳導到大地是防雷的有效措施。實踐得出，由于雷擊電量過于強大，必須采用多層安全保護措施。首先，可以將室外變壓器轉移到站內，能夠有效降低變壓器受到雷擊的概率。其次，需要在高壓變壓器的出入線端口安裝高壓變壓器保護裝置作為第一層保護，再通過在電柜端口安裝穩定電壓的裝置作為第二層保障。最后，在所有核心設備的端口安裝電源浪涌保護器作為第三層安全保障。3．3電源系統的防雷措施。高山臺站遭遇的雷擊事件很大一部分是從供電系統串入，雷擊造成電力設備設施損壞，比如:電力變壓器，從而造成節目停播的事件。第一，臺外高壓輸電線路防雷措施。目前，在線路路徑受地形和投資限制、選擇范圍不大的情況下，高壓輸電線路防雷設計主要采用:架設避雷線、降低桿塔接地電阻、裝設避雷器、提高線路絕緣水平等方法。第二，臺內低壓輸電線路防雷措施。低壓線路的防雷屏蔽，其措施與高壓線路的防雷屏蔽相同，有條件的臺站可采取低壓電纜地埋的方法，從變壓器輸出的低壓電纜直接地埋進入機房，兩端屏蔽層要做到良好接地，防止雷電從低壓線路中串入，也可考慮在電源引入端加裝隔離變壓器或其他雷電保護裝置。3．4天饋系統的防雷措施。第一，加裝避雷針。天線安裝位置應在避雷針的保護角之內，避雷針與天線之間的最小距離應大于3m，避雷針高度要足夠高，保護角要小。第二，系統接地。天饋系統接地要良好，天線豎桿或鐵塔應整體連接，饋線輸入端、輸出端、機房入口端均應良好接地。有條件的臺站可加裝必要的防雷裝置。要切實監督鐵塔建設廠家做好鐵塔防雷工程工作。在實際運用這一技術時，需要明確接地裝置的構成，主要為電線與接地體，進而通過與大地的連接來實現自身作用的發揮，還要將發射臺帶電設備的連接裝置以及金屬導線等與防雷網相連接，進而實現防雷的作用。同時，應采用降低接地電阻這一技術來實現防雷擊，通常情況下，如防雷地網所處的位置不夠干燥，相應的導電性能就會偏低，因此需要使用木炭、鹽、物理降阻劑等物質來降低電阻，進而提升防雷效果。3．5機房內設備設施的防雷措施。機房內部防雷措施極其重要，可采用機房屏蔽的方法來做好機房內部的防雷。由于屏蔽是利用各種金屬屏蔽體來阻擋和衰減施加在設備上的電磁干擾或過電壓能量，因此，機房的屏蔽可利用機房的鋼筋、金屬構架、金屬門窗、地板等相互焊(連)接在一起，形成一個法拉第籠，并與地網可靠的電氣連接，形成初級屏蔽網。3．6廣播電視臺站的防雷措施。為了確保廣播電視節目的安全播出，需要落實完善的防雷措施以避免雷擊所造成的破壞，在實際落實這一內容的過程中，要結合臺站的實際情況并根據以往經常發生的雷擊問題，實施有針對性的防雷擊措施。在落實防雷擊措施前，需要以完善的方案設計為基礎并做好定期檢修維護工作，及時發現問題并給予有效解決，確保臺站的正常運行，為提高廣播電視節目的播出質量提供保障。3．7信號傳輸線路的防雷措施。第一，針對鐵塔天線引線，其需要和鐵塔內側保持足夠的距離，以避免發生感應電流。第二，位于鐵塔與機房間的引線需要用金屬線槽進行包裹，然后安裝到避雷網上，以充分實現防雷效果。

4結語

目前尚且沒有能夠完全防止雷電災害的技術和設備出現，因此，必須認真對待防雷工作，從各方面加強安全保護措施，同時提高工作人員的安全防范意識，加強設備的日常維護與保養，不斷研究防雷技術，利用科技手段減少自然災害引起的破壞，確保高山臺站的正常運轉。

作者:葛云浦 單位:東寧市文廣新局

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