广播电视高山发射台的防雷技术分析

2018-02-22张继先

西部广播电视 2018年4期

张继先

目前，广播电视行业的发展正如火如荼地进行着，与此同时，广播电视高山发射台的数量也越来越多。众所周知，高山区域是雷电活动频发、高发的地带，发射台位于这种高山上，缺乏相应的保护措施，特别容易遭受雷电活动侵害。因此，必须对广播电视高山发射台的防雷工作给予高度关注与重视。

1 广播电视高山发射台遭受雷击的类型和危害

1.1 广播电视高山发射台遭受雷击的类型

1.1.1 直击雷

所谓直击雷就是直接性雷击，它是带电的云层与大地之间形成的一种直接放电现象。对于高山发射台来说是最普遍发生的一种雷击类型，主要是指在雷电现象下，高山发射台最外部的设备首先遭到雷电冲击，从而产生剧烈的电效应和热效应等，对于发射台造成严重危害。

1.1.2 雷电感应

雷电在大量放电的过程中，冲击电流会在周围的区域形成一个强大的磁场，这些电流携带着巨大的能量，能量释放的过程就会造成事故。因此，雷电感应就是指在产生雷电的活动中往往会伴随着电磁感应和一系列的静电感应现象，从而破坏发射台的弱电系统。与直击雷作用范围仅限于一点不同，雷电感应的破坏范围和破坏能量巨大，往往会形成一个破坏面。

1.1.3 雷电波侵入

雷电波与直击雷不同的是，它破坏的是发射台的内部设备和系统。在发射台的线路遭受到雷击活动时，由于雷电感应会产生大量冲击波，这些雷电波能够通过多种线路迅速进入到发射台室内，对发射台的电源和信息系统进行一定的破坏，从而导致广播电视发射台无法正常工作。

1.1.4 雷击电磁脉冲

雷击电磁脉冲本身就是一种干扰源，它是指雷电直接击在建筑物的防雷装置和周围的建筑物所引起的一系列效应，包括电流经过电阻、电感、电容耦合而产生的电磁效应等。绝大多数情况下，都是通过连接导体的干扰，比如，雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰等。

1.1.5 地电位反击

地电位反击是指建筑物的外部防雷系统遭受雷击活动后，在接地电阻的两端会产生具有危险性的过电压，该过电压由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统和其他自然接闪物引入设备，从而造成设备损害。广播电视发射台遭受雷击活动以后，周围建筑物和电网的带电量会迅速增多，引发地电位反击，造成机器设备无法正常运转。

1.2 广播电视高山发射台遭受雷击的危害

雷电是一种携带有巨大能量的自然现象，云层在形成过程中会发生大气电场和温差起电等效应，此时，正负电荷在云层中的不同部位会发生一定的堆积。当堆积到一定程度时，云与云之间、云与大地之间都会产生强烈的放电现象，也就是通常所说的雷电现象。雷电这种庞大的能源，至今人们还无法对其加以有效利用，并常常遭受雷电打击和损害。对于处于高山顶端的广播电视发射台来说，受地理位置和周围环境的影响，雷电活动比其他地方更频繁，同时，由于电源及信息传输距离较远，周围土壤的电阻大，因此，在雷电活动中更容易遭受危害。对于广播电视高山发射台来说，雷电的危害不仅仅表现在影响广播电视台的工作效率，导致广播电视工作无法正常运行。更为重要的是，雷击对于发射台等相关建筑物及相关工作人员的安全造成了很大威胁。因此，必须加快对广播电视高山发射台防雷技术的研究，通过积极有效的手段避免雷击的危害。

2 广播电视高山发射台的防雷现状分析

广播电视高山发射台的防雷问题一直以来都受到相关部门的高度重视与关注，因此，从整体上来说，我国的广播电视高山发射台的防雷措施和防雷技术发展比较良好，防雷效果也比较明显。但是，在具体的防雷系统安装以及防雷活动应对上还有待进行进一步优化与改进。

目前，我国的广播电视高山发射台大部分都没有安装专门的避雷针，一般情况下都把反射铁塔直接当作避雷针来使用，在接地系统安装的过程中，要将塔身接地系统与周围的机房地位、生活区地网等进行结合，共同形成有效的防雷接地系统。众所周知，高山区域的雷电活动十分频繁，而高山地区的土壤电流一般也很大，相应地，其接地系统中的电阻也较大。接地网在地底下长时间的腐蚀和老化，导致接地的电阻值并不能得到有效降低，因此，随着接地网在地下长期的侵蚀，其防雷效果只会越来越差。

为有效应对雷电的侵害，目前，很多广播电视高山发射台都是采用双电源进行供电，主电源一般设置在高山底部的高空架，设置高压避雷器，这样一来，雷电波就很容易进入到高压配电房，使低压侧得到有效保护。但在这个过程中，存在一个问题就是低压侧的电流保护器的连线如果铺设不当，反而更容易招致雷电打击，造成更严重的损失。高山发射台的外部主要是由卫星天线和监控设备等构成，这些设备如果没有采取积极的屏蔽和防雷保护措施，很容易遭受直击雷损害。

3 广播电视高山发射台的防雷技术措施

3.1 室外的防雷措施

对于广播电视高山发射台来说，室外的防雷措施主要是为了防直击雷。接闪器、室外引入线以及接地装置是室外防雷的主要措施。目前，接闪器一般不存在什么问题。对于室外引入线来说，在遭到雷电天气时，传统结构中的塑皮线路会协助雷电波引入室内，从而造成严重危险。因此，需要从防雷技术上对室外引入线进行一定的改进。首先，在建设过程中，要尽量确保接地线的两端完好无损，与周边的地网进行有效连接。发射台在进行各种设备连接时应尽量采用具有屏蔽性质的电缆线，这样一来，电缆线能够与电网实现紧密连接，确保其良好的导电效果。目前，接地装置所存在的问题是室外防雷工作中存在的最大问题，也是最容易出现问题的部分。对此，本人认为要想有效降低发射台的接地电阻值，需要对整个接地系统进行全面的优化与改进，全面扩大机房地网、发射铁塔地网、变压器地网以及周围建筑物地网的公共地网的面积，同时，还可以通过设置环形接地装置来改善防雷接地的有效性。为全面降低发射台周边土壤的电阻值，可以在接地体附近的土壤中撒入施量的降阻剂，确保电流导入大地的效果。同时，为确保接地网的防雷效果，应进行定期的检修和维护工作，防止接地网的腐蚀与老化。

3.2 室内的防雷措施

对室外防雷措施不同，室内防雷工作的要点主要在于防止雷电波的入侵、雷电感应以及雷击电磁脉冲等引起的破坏。目前，室内防雷措施主要表现在以下几方面。首先是电源系统的防雷措施。高山发射台遭受雷击往往会造成供电系统的瘫痪，并对所有用电设备造成损害。因此，需要对电源系统当中的所有电力设备进行防雷保护，比如，在高压线上安装避雷线路和接地设施，对于高压设备安装避雷器具等。其次是等电位连接。具体的做法就是通过对线路的等电位连接方式，来消除用电设备之间的电势差，从而有效避免电子设备和仪器之间的过电现象。最后是数据传输介质。因为高山发射台的室内设备都是弱电设备，因此，在选择连接各终端设备的传输介质时，最好可以选择像光纤这样的数据传输介质，既能保证传输过程的准确性，又安全可靠。