地面数字电视发射机房的防雷技术

2020-12-08陈宏

魅力中国 2020年21期

陈宏

（江西广播电视台，江西南昌 330046）

发射机房的正常运转是保证数字电视节目有效播放的重要区域，在运转过程中会因设备因素、位置因素而受到雷击的损坏。因此，应挖掘出发射机房常见性的雷击类型及雷击方式，根据掌握的准确数据制定出有效的防护方案，保证发射机房能够正常运转。

一、地面数字电视发射机房常见的雷击类型

地面数字电视发射机房产生雷击的主要原因是发射机房含有的设备直接增加了雷电的电流，形成极高的电流变化梯度，经总结发射机房常见的雷击类型后，主要包括以下四个类型：第一，直击雷模式。发射机房引发直击雷的因素是机房周围存在的设备对雷击直接产生躁动，引发的电、热效应都较为强烈，导致设备发生损坏，影响机房正常运转。如果某地区的发射机房位置具有较高的特点，并且含有较多的电气设备，发生直击雷的机率较高。第二，雷电感应模式。雷电感应模式是在发生雷击时会产生较大的雷电流，在雷电流的影响下引发电磁感应与静电感应等，各种感应会直接作用于发射机房，造成较大的危害。第三，雷电波模式。发射机房在遇到雷电时，雷电会作用于机房的架空线路或者是金属管线，雷电会沿着架空线路与金属管线进入到机房，损坏各种设备，并且还严重威胁操作者的安全。第四，雷击电磁脉冲模式。机房遇到雷电后，产生的雷电流与电阻、电容、电感发生耦合后形成电磁效应，电磁效应进一步影响机房设备与系统，在电流与电压过大的作用下引起设备与系统损坏[1]。

二、地面数字电视发射机房形成的雷击方式

（一）雷电流从铁塔或者避雷针侵入机房

地面数字电视的发射铁塔的高度普遍较高，并且设置的地理位置也较为特殊，塔顶避雷针在雷电来临时会遭受到雷击，此雷击方式具有较大的危险性。如果雷电击中避雷针后，雷电流会沿着避雷针通过接地引线，流入接地网，接地网受到雷电流的影响后产生电位不均的问题，局部的电位产生显著升高的过程。雷电流进入地网以后，难以进行有效的散流，会对二次设备产生一定的影响。

（二）雷电流从配电线路侵入机房

发射机房所在地下所铺设的电缆、机房外铺设的架空电力线路都未实施屏蔽防护，如果产生雷击现象会直接导致电缆与线路损坏，雷电流还会沿着配电线路进入变压器、继电装置等设备内，造成设备的损坏。另外，如果雷电流是从接地引线、接地体进入，并且引发较大压降时，还会产生反击的过程，电源系统或者是发射机房内存在电子设备会受到严重损坏。

（三）雷电流从信号线侵入机房

发射机房中设有的信号线经常会在雷雨天气中发生雷击损坏的现象，主要表现在：在雷雨天气中，雷电产生会形成电磁场，电磁场与信号线缆之间会形成较高的感应电压，感应电压会进入到发射机房中的低压设备内，造成损坏，甚至还会产生爆炸。

三、地面数字电视发射机房防雷技术的应用

（一）直击雷防护技术

地面数字电视发射机房在防护直击雷时，经常采用的措施是装置避雷针，而避雷针的应用不能保证百分百防护的效果，因为雷电流会受到较多偶然因素的影响而产生变化，避雷针不能根据变化后的雷电流而改变防护方式，发射机房还会受到直击雷的危害。因此，在防护直击雷时应根据实际情况、掌握具体的防护范围后，按照绕击率1%的方式进行确定。根据绕击率1%可以计算出避雷针实际可以达到的防护高度与防护范围。如果在雷电流与地面相接近时，周围空间电场会表现出相对集中的过程，对雷电先导放电实际的运行方向会进行干预，将雷电流引入避雷针后再进行放电，避雷针接收到雷电流后会利用接地装置将雷电流向地面导入。因此，避雷针并不是万能的，只能对线路产生防雷的效果。为了保证发射机房线路能够承受雷击时产生的过电压，需要线路具备较强的抗雷效果。要把雷电流成功并充分地引入地面，应保证避雷针与杆塔具有较好的接地效果，否则会升高电位，绝缘子与线路会产生反击的过程，进而损坏电子设备。所以，在地面数字电视发射机房中采取的防雷措施应是避雷针与其他防雷技术共同应用。

（二）感应雷防护技术

为了降低感应雷对发射机房的危害程度，可采用如下几项技术：首先，屏蔽防护技术。我国对于特殊建筑设定了与普通建筑不同的要求，对于地面数字电视发射机房建筑的建设需要采用钢筋材料、金属底板材料进行构建，并且还要达到优质的焊接过程，能够达到电位法拉第的要求。如果有所必要，还要在机房的周围配置金属屏蔽网。在建设发射机房时应保证机房内外都要采取屏蔽信号线的措施，电缆线也会采用屏蔽性的模式。在发射塔顶端的天线电缆装置，应与线桥、机房达到三个点共地的要求。其次，等电位连接技术。等电位连接技术运用的是防雷装置、导体装置、电气装置、电信装置等，还应用了金属构件与装置，并且还要利用导线或者是过电压保护装置进行有效的连接，从而达到均压的目的。应用等电位连接技术后，能够在雷雨天气中避免雷电流损害发射机房内的电子设备，消除产生的强电压有效期，实现雷电流有效的分流。

（三）接地防护技术

地面数字电视发射机房采用的接地措施利用的是接地装置，应多加设放射状的水平接地极，目的是可以对雷电流进行有效的散流。在加设水平接地级时应采取每3-5mm 设置环状水平均应带，要控制水平接地板的长度在100m 以内，可达到有效散流雷电流的目的。在布设电缆所经过的区域要采取等电位连接技术，选用截面40mm2 以下的铜缆，从而达到防止发生地网电位差的现象，避免电位差干扰电气设备与电子设备。