广播电视发射台避雷防雷策略

葛云浦

(东宁市文广新局，黑龙江 东宁 157200)



广播电视发射台避雷防雷策略

葛云浦

(东宁市文广新局，黑龙江 东宁 157200)

对于广播电视发射台的架设问题，需要在完善软硬件设施的基础上，针对暴露在外的广播发射台采取完善的防雷措施，以避免因雷击问题而造成严重的影响与损失。同时，基于广播电视发射台所采用电子设备种类的不断提升，相应裸露线路也随之增加，进而给该项工作的落实带来了一定的挑战。

广播电视；发射台；避雷防雷；策略

随着我国科技与经济实力的不断增强，各广播电视高山台站的技术和设备得到了改进，每个站台承担的无线电波信号传输任务也在逐渐增多，但新型设备所使用的大量微电子器件对雷电的承受能力较弱，无法耐受高电压脉冲及浪涌电流。针对高山台站所处地理位置特殊、室外线路多、遭受雷击概率大的特点，采取有效的防雷措施，具有极大的实用价值与安全意义。

1 雷电的成因及其危害性

由于空气对流过强而产生的瞬间放电过程就会产生雷电，一般出现在积雨云中。产生雷电时会伴有最高可达300 000A的强大电流和冲击力，对人类、建筑及线路等都会产生巨大的破坏力。雷击方式有很多种，包括:直击雷、感应雷、球形雷等。以感应雷来说，感应雷是直击雷过后表现的二次雷电效应，其具有的静电作用和电磁感应能够让地表有限区域内附上反向电荷，由于电流分散过程中的电阻较大，导致部分区域产生高电压。这些电量能够通过电线和房间内的通道等方式导入室内，从而损坏室内电子设施。通常感应雷强度不高但产生几率大，直击雷只有击中地面时才能造成破坏且破坏范围小，感应雷能够被传导到更大范围进行连续破坏，因此感应雷更具危险性。雷电还可以通过电磁脉冲的方式对人们的财产和生命安全产生危害，表现为电磁辐射危害、电磁波危害等。其中最为严重的是电磁辐射带来的电磁干扰现象，它能够直接导致所有设备的损坏，造成巨大的损失。

2 广播电视高山台站雷击过程分析

雷击对广播电视高山台站的破坏途径如图1所示。

图1 雷击对广播电视高山台站的破坏途径Fig.1 Damage of lightening to radio and television station in mountains

雷击产生的电磁辐射能够破坏广播电视高山台站的通电线，从而干扰站内的电子设备。站内的避雷针等防雷措施受到雷电击中后，随之出现的超强电流也能带来大范围的破坏。同时，广播站的电子信号发射系统一旦受到几千安培电流带来的电子辐射便能够瞬间失灵。具体表现为:第一，电力线感应雷引起的设备损坏。即使在电线中安装了各种避雷装置，但有些高山台的地网电阻通常超过10 Ω，甚至达到30 Ω，因此电线里的残余压力仍很高。如:220 V低压氧化锌避雷器在1.5 KA时残压为1.3 KV，若考虑10 Ω地网电阻上的压降，电源线上总残压为Uz=1.3 KV+1.5 KA×10 Ω=16.3 KV，设备由于不能够承受如此大的电压而被烧坏。第二，地网反击导致信号发射电源体系故障。当雷电流为100 KA(出现概率为20%)，地网电阻为10 Ω时，地网电压能够达到100万伏。使用单独接地线的电源变压器距离较远，在小范围内可能产生设备表面向电源放电的反击情况。如果在此时使用避雷器，那么雷电电流产生的各种能量可逆向破坏电源。第三，直击雷被导入室内造成破坏。直击雷能沿着台站内的接地线进入机房，由于设备的耐压性远远不够从而造成设备的损坏。

3 广播电视高山台站防雷减灾的策略

3.1 建立完善的接地系统，进行地网的等电位连接

广播电视高山台站主要建立在拥有大电阻的山顶上，接地系统环境较差。据研究，可以利用加大地网面积和采用角钢等耐腐蚀的钢材作为地网接地体，降低其间的电阻，从而保证地网的长久连通性，同时可使用一些能降低电阻的物质，确保广播站的安全。但接地网必须要短，因为长度越长则会导致电阻越大。假如高山台站每种接地线的带点都能相同，那么总体电位差大约为零，从而达到了保护效果。

3.2 建立多层安全保护措施，进行防雷实践

把雷电通过地网传导到大地是防雷的有效措施。实践得出，由于雷击电量过于强大，必须采用多层安全保护措施。首先，可以将室外变压器转移到站内，能够有效降低变压器受到雷击的概率。其次，需要在高压变压器的出入线端口安装高压变压器保护装置作为第一层保护，再通过在电柜端口安装稳定电压的装置作为第二层保障。最后，在所有核心设备的端口安装电源浪涌保护器作为第三层安全保障。

3.3 电源系统的防雷措施

高山台站遭遇的雷击事件很大一部分是从供电系统串入，雷击造成电力设备设施损坏，比如:电力变压器，从而造成节目停播的事件。第一，台外高压输电线路防雷措施。目前，在线路路径受地形和投资限制、选择范围不大的情况下，高压输电线路防雷设计主要采用:架设避雷线、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平等方法。第二，台内低压输电线路防雷措施。低压线路的防雷屏蔽，其措施与高压线路的防雷屏蔽相同，有条件的台站可采取低压电缆地埋的方法，从变压器输出的低压电缆直接地埋进入机房，两端屏蔽层要做到良好接地，防止雷电从低压线路中串入，也可考虑在电源引入端加装隔离变压器或其他雷电保护装置。

3.4 天馈系统的防雷措施

第一，加装避雷针。天线安装位置应在避雷针的保护角之内，避雷针与天线之间的最小距离应大于3m，避雷针高度要足够高，保护角要小。第二，系统接地。天馈系统接地要良好，天线竖杆或铁塔应整体连接，馈线输入端、输出端、机房入口端均应良好接地。有条件的台站可加装必要的防雷装置。要切实监督铁塔建设厂家做好铁塔防雷工程工作。在实际运用这一技术时，需要明确接地装置的构成，主要为电线与接地体，进而通过与大地的连接来实现自身作用的发挥，还要将发射台带电设备的连接装置以及金属导线等与防雷网相连接，进而实现防雷的作用。同时，应采用降低接地电阻这一技术来实现防雷击，通常情况下，如防雷地网所处的位置不够干燥，相应的导电性能就会偏低，因此需要使用木炭、盐、物理降阻剂等物质来降低电阻，进而提升防雷效果。

3.5 机房内设备设施的防雷措施

机房内部防雷措施极其重要，可采用机房屏蔽的方法来做好机房内部的防雷。由于屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在设备上的电磁干扰或过电压能量，因此，机房的屏蔽可利用机房的钢筋、金属构架、金属门窗、地板等相互焊(连)接在一起，形成一个法拉第笼，并与地网可靠的电气连接，形成初级屏蔽网。

3.6 广播电视台站的防雷措施

为了确保广播电视节目的安全播出，需要落实完善的防雷措施以避免雷击所造成的破坏，在实际落实这一内容的过程中，要结合台站的实际情况并根据以往经常发生的雷击问题，实施有针对性的防雷击措施。在落实防雷击措施前，需要以完善的方案设计为基础并做好定期检修维护工作，及时发现问题并给予有效解决，确保台站的正常运行，为提高广播电视节目的播出质量提供保障。

3.7 信号传输线路的防雷措施

第一，针对铁塔天线引线，其需要和铁塔内侧保持足够的距离，以避免发生感应电流。第二，位于铁塔与机房间的引线需要用金属线槽进行包裹，然后安装到避雷网上，以充分实现防雷效果。

4 结语

目前尚且没有能够完全防止雷电灾害的技术和设备出现，因此，必须认真对待防雷工作，从各方面加强安全保护措施，同时提高工作人员的安全防范意识，加强设备的日常维护与保养，不断研究防雷技术，利用科技手段减少自然灾害引起的破坏，确保高山台站的正常运转。

[1] 覃玮.广播电视安全播出的技术防范措施探析[J].电子测试，2016，(06):23-24.

[2] 叶瑛，邹启明.广播电视发射台站雷击电磁脉冲防护技术[J].西部广播电视，2016，(01):45.

[3] 王巨丰，陆庆机.多雷、强雷地区高山台防雷的有效方法及效果分析[J].广播与电视技术，2017，(01):81-83.

[4] 邢惟宏.广播电视安全播出的技术防范措施探析[J].科技传播，2016，(12):73.

Lightning protection strategy of radio and TV launch station

GE Yun-pu

(Dongning Culture and Broadcasting Bureau,Dongning 157200,China)

On the issue of the erection of radio and television stations,it is necessary to improve the hardware and software facilities on the basis of taking the sound lightning protection measure to avoid the impact and losses of lightning. At the same time,with the continuous improvement of the types of electronic equipment,the number of bare lines has also increased,which has brought some challenges to the implementation of this work.

Radio and television; Launch pad; Lightning protection; Strategy

2017-01-10

葛云浦(1963-)，男，高级工程师。

TM862

B

1674-8646(2017)06-0160-02