浅谈广播电视系统防雷问题

高伟

摘 要：电闪雷鸣是一种常见的自然现象，它缘于带电云层与大地之间，迅猛的放电过程。由于雷电的电压高达一亿至几十亿伏，放电电流高达几万到几十万安培，释放的能量大得惊人。其产生的电磁效应和热能效应，可使各种建筑设施，电气设备遭受严重的损坏。由于广播电台内有大量电子设备，这些高精密的电子设备及计算机设备富含大量集成电路模块，其耐过电压电流的能力极低。本文主要针对广播电视系统防雷问题进行分析和讨论。

关键词：广播电视系统;防雷问题;雷电危害

一、广播电视系统雷电危害方式

1、直击雷危害

雷电流需通过电力线路传导进入大地。即便雷电没有击中电力线路，但雷击产生后，导线上感应出来的异向导线两侧移动。该电流经由线路入侵到广播电视设备，在设备上产生了过电压。直击雷是带电云层和大地之间的放电所造成，在形成雷云的程序中，部分云层显正电荷而使电位逐渐升高;另一些云层则带负电荷，当两种云层接近时一定程度时便发生迅速强烈的放电，放电时的温度可高达2万度，空气受热急剧膨胀，在几微秒内释放出巨大能量。当雷云很低，周围又缺少其它异性电荷的雷云时，此时便会在建筑物或地面感应出异性电荷，致使带电云层向地面或建筑物放电，这种雷电就是直击雷，它对建筑物和人、畜、树木等危害巨大，由于此时放电电流可达到几十甚至几百千安，常用的避雷针方式是目前减少直击雷损害的比较好的防护方式，但是使用者在实际工作中常发现直击雷过后，除直击雷区域的设备被雷击外，不在雷区甚至远离雷区的广播电视系统的电子装置仍然有较大的损害，大多数是烧毁保险器件、电源变压器、整流器件、甚至集成电路等。

2、感应雷危害

雷电感应危害，主要包括两个方面：一方面是由于雷雨云层的静电感应影响，与地面雷电区域内的物体发生感应，产生不易泄放的高电压，造成对地面物体的危害，主要针对广播电视发射架等设施;另一方面是在云层发生雷击放电时，产生的极大的雷电流脉冲，与地面较近的物体上感应出高电压或者较大电流，对设备造成危害。在高压架空线路上雷电感应电压可达到300～400kV;在低压架空线路上雷电感应电压可达100kV;一般信号线路上的雷电感应电压可达40～60kV，无论那一种都足以将广播电台发射台相关设备烧毁或者击穿。雷电感应虽然没有雷电直击造成的危害大，但雷电感应危害发生的概率要远远高于雷电直击。

3、雷电波侵入危害

由于雷电较容易对广播电视发射台周边架空线路或者金属管道发生作用，可能导致雷电波沿着架设的线路或者金属管线侵入到广播电视发射台内部，造成对发射设备、线路的损害。在所有雷电危害事故中，由雷电波侵入引发的事故比例较大。

4、地电位反击危害

地电位反击危害，在雷电击中广播电视发射台设备避雷设施，并通过避雷设施入地时，由于避雷装置、引下线、接地体的电位会在短时间内升高到数万或数十万伏，对广播电视发射设备或者避雷装置造成危害。地电位反击危害属于次生危害，其破坏性及发生概率要远小于前述几种雷电危害。

二、广播电视系统防雷措施

要做好防雷工作必须要增强防雷意识，把防雷保护看作为一项重要的系统工程。在设防中要采用全方位、多层次、综合治理。要把国家和行业防雷技术标准与发射台地理环境、建筑设施、设备分布等实际情况相结合，制定科学的、切实可行的防雷方案。根据我们的实践，应该注意从四个方面进行防护。

1、发射天线塔和建筑物防雷措施

无论广播电视发射台或微波站都设有发射天线或天线塔，一般铁塔和天线位置是台站地面建筑的最高点。天线塔本身既可成为防雷的避雷塔，也可能变成“引雷器”或产生感应雷的导体，因此，它是台站防雷的第一关。通常采用架设一定高度的避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，而后把闪电传导入地，从而保护地上的建筑物及设备。

2、电源系统防雷措施

电源防护主要是针对电台、电视台的发射机房和节目制作机房，应将整个电台、电视台的建筑视为整体进行系统保护，并针对机房做重点部分的细致防护。作为设备共同的载体，电源常在感应雷击后造成系统设备的毁坏，因而应在电源共享，如雷击高发区域或是机房配电盘等地，分别安装三相或单相电源避雷器，同时应将隔离变压器作为最后一道电源防雷设施，将其安设于关键设备终端上。（1）将屏蔽网入地装设于机房墙壁内;（2）将高频地线埋于发射机周边范围，并和防雷地与馈管地进行相连;（3）在机房房顶四周、边缘等处安装避雷针和消雷器;（4）若机房为砖木结构，必须将避雷地与电源地相连接。若是框架结构楼房，则应在机房四角分别将接地桩埋入，尽可能降低接地电阻。

3、室外引入线防雷措施

在广播电视发射台中会布置诸多室外引入线，其中包含各类发生装置馈线、管道线、视音频信号线以及通讯设备连接线等等。在强对流的雷电天气中，倘若引入线的外皮有所破损，则极易导致感应雷或感应电流导入机房当中，进而造成损坏，所以需要采取相应措施阻塞电气。（1）需确保馈管两端接地良好。馈管在接入机房之前，其外皮需要与相近地网进行连接，同时在吊馈管钢绞线、过桥以及固定架上还应隔段距离便进行接地处理;（2）各类引入线需要采用屏蔽电缆，入机房之前需要确保屏蔽层与相近地网连接。在条件允许的情况下，引入线在入机房前需要埋进地下，至少保证10m长度。倘若没有屏蔽电缆，便可用铁管套住引入线，同样进行埋地处理。引入线缆在进机房后如有多余芯线，需要确保两端接地良好。

4、接地防雷措施

接地系统不仅是防雷保护的重要安全措施，同时还可将入侵的雷电导入地上，使产生的电位差最低。因而对于广播电视发射中心内的各个机房来说，接地系统是否完善可靠将对其是否能稳定播出起到极为关键的作用。广电系统的信号发射部分、传输部分的各节点以及各种装置都需要一个合格的接地装置，常规的接地方法是在建筑或构筑物下方或周围地下埋设由水平及垂直接地体组成的接地装置，接地体一般采用镀锌钢材。通常而言，接收天线的接地的卫星天线架设在宽广的区域，其竖杆则架设在铁塔或是建筑物顶端等高处。焊接全部接收天线的接地端，在焊接前，为避免发生感应雷击，不可将接地天线系统和机房工作的避雷接地地线并联在一起。天线与避雷针间的最小水平间距应大于前端机房设备的接地，避雷针高度与天线顶端长度应大于最大尺寸的天线。为确保机房设备用电不会遭到雷电攻击，可采用电源稳压器防雷。将机房内全部设备，金属管道、电缆屏蔽层、输出、输入等全部进行接地，并应用专门的电子防雷器件保障电源防雷安全。

结束语

每年的雷雨季节，常有广播电视设施不同程度地遭受雷击，造成广播、电视停传停播和一定的经济损失，影响较大，损失严重，甚至危及工作人员的生命。广播电视台相关技术人员要深刻认识雷电的危害方式，采取增加人工防护、改进信号源系统、提升电力技术和增强防雷保障等一系列的有针对性的防护措施，全面提升广播电视发射系统的防雷效果，确保广播电视节目稳定播放，提升电视节目播放质量。

参考文献：

[1] 庞志勇.关于无线广播电視转播发射台的防雷技术与工程分析[J].电子制作，2016（22）：88.

[2] 邓永明.广播电视发射台防雷工程的升级改造探讨[J].西部广播电视，2016（23）：224.

[3] 李文新.高山广播电视发射台供电系统防雷[J].广播与电视技术，2012（02）.

[4] 任和平.高山广播电视发射台安全播出防护措施探讨[J].科技传播，2016（23）.