广播电视避雷与接地技术应用探析

2021-01-30吴霄

数字传媒研究 2021年12期

吴霄

费县融媒体中心（费县广播电视台）山东省临沂市 273400

融媒体时代，广播电视体系运行中，制作、编辑、播出等各个环节都不断朝着数字化方向发展，对设备运行精密度的要求也不断提高。部分设备由于元件和性能原因，在运行中容易受到雷电干扰，对节目制作播出质量产生较为明显的影响，因此做好避雷与接地技术处理，是广播电视系统的重要工作内容。

1 雷击类型及其对广播电视的影响

1.1 雷击的主要类型

雷击是一种自然现象，根据雷击发生云层和放电位置，可以具体分为直击雷、感应雷和球形雷三种。其中直击雷发生时间短，会对设备运行产生较为明显的热效应和机械效应，不仅会造成设备损坏，甚至会出现人员伤亡。感应雷则主要集中在电网感应和传输线缆感应两个方面，在出现感应雷雷击现象时，变压器、高频头、卫星接收器等设备会在电磁感应作用下，产生直接性的损坏，对系统正常运行造成影响。球形雷通常在感应雷之后出现，会在不同方向出现高电位冲击波现象，进而对设备造成不同形式的损坏。

1.2 雷击对广播电视运行的主要影响

雷击给社会生产生活各方面带来很多影响，在瞬间高压和强电流作用下，会产生较为剧烈的电磁效应，对电子元器件造成不同程度的损坏。在广播电视系统运行中，数字化技术应用水平不断提升，节目制作水平也不断提升，设备本身精密度也不断提升，但是抗雷击干扰能力不断减弱。雷击发生时，不仅会造成设备层面的损坏，还会使网络信息传输、接收等各个环节无法正常运行。如果设备故障处理不及时，区域范围内广播电视系统就无法正常运转，用户观感体验不良，产生社会效益和经济效益上的损失。

2 广播电视系统中避雷与接地技术的应用

2.1 内部和外部避雷技术

由于雷击现象的出现具有不确定性，使得广播电视系统在建设过程中，要从内外部同时入手，构建完善的避雷技术体系。外部防雷体系中，最为直接的措施是在发射台顶部和建筑物顶部架设避雷针。当前防雷技术不断发展，通过对避雷针材料组成进行优化，能够到达良好的避雷效果。在建设初期，应注重防雷技术应用，在确保设计方案符合规范标准的前提下，对避雷针具体选型进行优化，但避雷针仅能够对直击雷产生较好的防护效果，无法规避感应雷的作用，因此还要辅以内部防雷措施。内部防雷技术则是选择合适的避雷器、过压保护器等设备，通过避雷设备与广播电视设备的等电位链接，达到较好的防护效果，避免设备遭到严重损坏。

2.2 传输线缆防雷技术

传输线缆是广播电视信号传输的基本载体，在运行中受到感应雷影响较为明显。在当前广播电视系统建设方案中，多采用架空电缆的形式，将不同的广播电视运行节点连接在一起，这方面的技术处理，主要采用三种方式：一是利用地线将架空专用钢绞线与地面规律性连接在一起。二是在机房电缆系统中，在电线、电话线及网路线的入口等节点位置安装线路避雷器。三是尽量采用电缆屏蔽线，多层密封。

2.3 机房设备的防雷技术

机房设备是广播电视系统运行的核心部位，功能覆盖节目编辑、制作、信号传输和发射等各个方面。其防雷技术应用主要体现在以下三个方面：首先，要做好电源防雷工作，电源是系统整体正常运行的能量来源，如果电源遭受雷击，会使设备自身无法正常运行，还会造成其他设备在意外停电情形下，出现不同形式的故障。其次，要做好各种线路防雷工作，通过独立防护形式，确保各条线路都能产生良好的防雷效果。再次，金属外壳的机房光电设备应采用相应的接地处理措施，确保接地电阻控制在4ω 之内，降低雷击出现时，对机房内部设备的影响。

2.4 供电系统的防雷技术

由于广播电视系统运行比较复杂，设备种类不断增加，当前供电系统通常都是采用双路电路或者一主一备的供电模式。这种模式在确保正常、稳定供电的同时，也给防雷处理带来较大挑战。在电路系统建设中，三相四相供电模式，能够保障异常情况出现时电力供给的稳定性，但同时也对防雷处理提出更高要求。因此在供电系统建设和运维中，应在两端安装防雷变压器，确保线路运行防雷性能达到要求。对于架空电缆，应在两端安装避雷针，在电缆、电杆等位置安装避雷器，将避雷器与电气设备接地端连接在一起，达到更好的防雷效果。

2.5 接地屏蔽技术

接地屏蔽技术利用大地的导电性能起到防雷作用，将大地作为防雷系统的物理形态终点，切实降低雷击对广播电视各个系统的损坏。在实际应用中，应在电气设备与地面之间设置等位线，利用地线的防雷功能，雷击时将电流导入地面，以减少过压电流对元器件的破坏。但在进行接地屏蔽系统设计时，应将避雷接地的引线端口与发射设备并联设置，避免由于线路连接对发射设备产生影响。同时，要确保冰壁方案满足防雷设计规范和广播电视系统设计规范双重要求，避免对广播电视信号的正常传输造成影响。

2.6 天线防雷技术

天线长期处于自然环境下，在实际运行中最容易接触雷电，尤其是在天线馈线运行不稳定的情况下，一旦出现雷击，将会使整个发射台站处于危险状态。为有效避免雷击对天线造成危害，首先在建设环节要尽量将接地处选择在大范围的地网位置，并做好埋地处理，在对应位置设置能够达到避雷要求的电子回路，确保在出现不同程度和不同类型雷击事故时，接地系统能够保持正常运行。在天线上安装避雷针时，确保避雷针高于天线位置。

3 避雷与接地技术应用的具体方法

3.1 做好现场施工勘察和管理

在选择广播电视台站及天线建设位置时，需要综合考虑当地地质情况，做好前期勘察工作，尤其是土壤过于干燥、岩石结构分布较为广泛的地区，电阻率较高，不仅对施工管理造成影响，同时还会使导电效果欠佳。因此，前期的勘察工作应详细、全面，不断优化设计方案，确保防雷接地实际效果。在施工建设流程中，应严格依照施工技术要求，强化对材料质量和施工质量的管理，避免由于施工环节的人为因素造成某些方面技术应用不到位，给后期运维工作开展带来负面影响。

3.2 尽量降低电阻率

电阻率是影响接地避雷效果的直接因素，尤其是防雷接地埋深达到一定程度时，电阻率会明显下降。因此，在设计施工方案时，应根据现场地质情况和当地天气变化历史规律，适当增加接地元器件的埋深，在尽量降低接地电阻的同时，更好的改善整体防雷接地效果。在当前施工技术应用中，可以选用合适的降阻剂来降低接地极周边的电阻。较为常用的降阻剂有润土降阻剂、导电混凝土降阻剂、石墨降阻剂等，施工人员可以提前试验，结合建设现场情况，选用合适的降阻剂。必要时，可以直接对接地体范围内的土壤进行更换。

3.3 强化设备运行维护

设备在运行中常会受到不可预测的因素的影响，部分设备被损坏，整个系统无法正常运行，从而无法实现避雷。因此，在日常管理工作中应构建完善的运行维护工作制度和技术体系，及时发现设备运行的安全隐患，采取相应措施，确保系统稳定运行。设备运行维护工作开展可以采取定期维护与不定期维护相结合的方式。定期维护一般是以半年为周期，对避雷与接地系统运行的各个环节进行排查，尤其是对线缆与设备接口位置、部分金属设备等进行重点排查。对于关键设备，还应利用仪器检查运行参数，确保设备稳定运行。不定期维护则是在雷电多发季节及大范围雷电发生后，及时做好相应的排查工作，检查易损部件，及时更换无法正常运行的元器件，并做好接地端的全面检查，为后期正常运行奠定良好基础。

3.4 强化工作人员专业技能培训

新时代对广播电视系统运行稳定性要求不断提升，各种新型避雷与接地技术应用水平也不断提升。相关管理部门应适应时代发展要求，做好设备更新的同时，加强技术人员专业技能培养，工作人员要掌握新型技术应用原理，了解新型技术和新型元器件运行要求，熟悉系统运行中较为常见的问题，并能够采取有效措施及时进行处理，在有效提升设备避雷效果基础上，提升广播电视信号传输质量，为受众提供更加优质的视听节目。