高山广播电视发射台的防雷电措施探讨

文丨任和平

由于地球自转产生负电荷，在地球上空形成了带正电荷的电离层，这又导致了地球上空大气电场的形成。这种大气电场在晴朗的天气下地面附近的电压约为120V/m。在雷雨天气，雷暴云形成时云层底部因为受到地面的影响形成正电荷，这时云层电场和晴天时正好相反。当云层、云层之间、云层和空气之间的磁力强度超过空气击穿值时就会产生放电现象，也就是闪电云的形成。当云和大地以及地上附属物间的磁力强度超过空气击穿值的时候，就会产生云和地面之间的击穿放电，也就是落地雷的形成。

1 雷电的种类和危害

众所周知，雷电是一种携带有巨大能量的自然现象，云层形成的过程中，在大气电场以及温差起电等效应下，正负电荷在云层中的不同部位堆积。当到一定程度时，云与云之间、云和地之间就会发生放电现象。面对这种庞大的能源，人们不仅至今还无法有效利用，反而会经常遭受雷电的损害。雷电主要分为直击雷和感应雷，直击雷是带电云层和大地之间形成的，当带电云层和地面或者地面附属物的距离很低，有没有异性电荷出现时，就会在地面或者地面附属物上感应出异性电荷，当两者电位差达到一定程度时就会形成云层。与地面或者地面附属物之间的直接放电，形成直接性雷击。直接雷击通常可以达到十万甚至几十万A，对地面附属物形成毁灭性的破坏。由于直接雷能量大，对地面附属物造成的危害较大，而感应雷作用的范围不像直击雷一样只限于一点，感应雷的破坏范围面积更大，往往会形成一个破坏面，所以广播电视台收到感应雷的概率会更大，有时还会出现同时遭受两者攻击的情况，所以广播电视台应当做好防雷措施。

2 广播电视发射台的防雷措施

要做好防雷工作必须要增强防雷意识，把防雷保护当做一项重要的系统工程来看，在设防中应采取全方位、多层次的综合治理措施，应当将国家和行业防雷技术标准和发射台地理环境、建筑设施特点、设备分布特点等时机相结合，从科学的角度出发，制定切实可行的防雷方案。大量实践证明，做好防雷工作应当从下面四个方面入手：

2.1 发射天线塔和建筑物的防雷措施

广播电视发射台大多数都是建立在当地的高山上，尤其是在西部多山地区，为了扩大覆盖面，往往都是建立在最高的山顶上；广播电视发射塔本身既可成为防雷的避雷塔，同时也可能变成“引雷器”或产生感应雷的导体，因此，切实做好发射塔的防雷措施成为高山广播电视发射台防雷的第一关。

（1）在建设发射塔时要按照国家94年颁布的《建筑物防雷设计规范》（GB50057—94）及其它相关标准设计好天线塔避雷针，要充分考虑保护范围并留有充足的余地；尽量选择安装能有效降低雷击产生二次效应的避雷针。

（2）建设良好的防雷地网；一个良好的防雷地网能有效地分流雷击时产生的强大电流，较好地保护发射台的设施、设备不受损坏；由于高山广播电视发射台大多缺水，土地干燥，多石，因此导电能力较差，在建设发射塔塔基时，一定要考虑铁塔接地网形状、密度、防雷等级、天线塔种类等因素，必要时在塔基回填土中加入中性降阻剂，如食盐、木炭屑、铁屑、长效降阻剂等，以降低接地电阻，达到重要发射台天线塔接地电阻≤5欧姆，一般发射台≤10欧姆的要求。

（3）当其它建筑物不在天线塔避雷针的保护范围时，要考虑设计多支（等高或不等高）避雷针保护方案。在一些地形突出的高山发射台（站），带雷云层又低时，天线塔避雷针防雷是有限的。可采用设置避雷针和消雷器相结合的方案，并且在房顶女儿墙、房角或利用围墙、栅栏装设闭合的避雷带、均压网。引流线应视建筑物结构和布局进行设计。一般说，均压网格不宜大于5M。均压网、避雷带应接有多根引流线，在建的房屋可考虑与建筑结构内的钢筋良好连接。

2.2 电源系统的防雷措施

广播电视发射台的大量雷击是由供电系统引入的，尤其是感应雷产生峰值很高的电压对电设备的破坏比较常见。所以在实践中应当对供电系统采用分层设防的方案进行防雷。电台架空高压线应当安装架空避雷线，避雷线长度应该在300-500米之间，避雷线上的每一根电杆都应当有接地装置，在终端电线杆还应当装上避雷针。如果已经建设好的线路进行避雷线的安装比较困难，可以再高压电力线终端杆和终端杆的第一、第三或者第二第四根电线杆上增设一组避雷器，同时在第三或者第四根电线杆上增设高压保险丝，这样一来，架空高压线引入的感应雷就会有较好的排放。

2.3 室外引入线的防雷

室外引入线是指电台内各种发射设施的馈线、吊馈管钢绞线以及一系列的固定架和铁塔过桥线、塔灯电源线、各类管道、各种视频音频传输线、通信线等等。在雷电天气，引线的塑料外皮很容易把感应雷或者感应电压引入到设备房中，对此，必须应当采取措施进行电气阻塞。

应当保证馈线两端接地良好，馈线在接入到设备房之前外皮应当和地网进行就近连接，设备吊馈管钢绞线、过桥线、固定架应当保持一定的距离并且之间进行接地。

设备中的各种引线应当使用屏蔽电缆，在绞线进入设备房之前，其屏蔽层应当就近和地网进行连接，在条件允许时或者引线较长时可以再进入设备房前先埋入地下，埋入地下的部分最好在10米以上。如果没有屏蔽电缆，可以将引线穿入铁管，再按照上述办法埋入地下。引入到设备房的电缆如果有不使用的缆线，可以进行两端接地。

2.4 室内设施的防雷

（1）设备房内应根据设备的摆放情况用铜线铺设地网，并通过多个节点和室外的地网连接，使其形成一个等电位环境。

（2）机房内屏蔽接地、电源接地、机器外壳接地、过压保护接地、工作线接地等应当统一，就近和设备房地网进行连接。另外设备房的铝合金门窗、暖气管、水管、过线架等各种导体接地就近和母线进行接地或者连接地网。

3 小 结

总之，想要实现良好的防雷效果，接地的质量是十分重要的，各种接地线和地网之间必须有比较可靠的电气进行连接，底线或者地网的焊接点应当进行专门的防锈处理，在岩石比较多的地方安装接地线可以用盐、铁屑、木炭等进行填埋处理，当然条件允许的也可以用DDT导电混凝土等新兴的导电材料，以达到降低接地电阻的目的，这些在广播电视台的防雷工作中都是十分重要的。

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（印江文体广旅局勤丰无线转播台，贵州铜仁 555200）