电视调频发射塔防雷保护及地阻测试方法

■锦州新闻媒体集团电视调频发射台：王兵；锦州新闻媒体集团传媒产业公司：于晓莹 陈守庆；锦州新闻媒体集团电视调频发射台：申超

电视调频发射台是电视转播的重要组成部分，其采用无线覆盖的方式将电视信号，调频广播信号高质量地，不间断地传送到千家万户。气候变化的不确定性和铁塔安全性严重影响了电视调频信号的传送质量，其中由于雷电造成的播出事故尤为突出。铁塔维护工作逐渐成为电视调频发射台日常检修、维护设备正常运行的一项重要工作。随着数字电视、调频发射设备的广泛应用，保障电视调频发射台用电系统的安全，对于电视调频发射台铁塔安全工作和防雷工作提出了更高的要求。本文对电视调频发射台的防雷保护和地阻测试进行了探讨。

1.防雷保护

1.1 雷电造成损坏的方式

雷电对电力供电系统的直接损坏。台站采用的是对高压交流输电线路进行直流配电的方式，加以保护。经过地线连接设备的外壳，机柜的外壳会防止高频感的电压侵入，发射机与信源设备等进行连接，防止接地不良造成设备损坏。

雷电对发射塔和避雷针的损坏，是由于雷电发生的时候，避开了避雷针和铁塔接地网，直接与设备连接，地电的位置升高，造成了设备的损坏。遭到雷击后，设备被电磁波侵入，设备发生了损坏。

1.2 雷电对电器设备的危害

雷电可以通过多种渠道对地面设备造成灾害。雷电的危害可分为三类：一是直接雷击的作用，即雷电直接在设备上产生电力作用；二是间接雷击，主要包括雷电产生的静电和电磁感应作用；三是雷电对架空线路的作用，沿着天线或架空电线向室内引入，易造成火灾等事故[1]。

1.3 具体表现形式

1.3.1 雷击造成卫星接收高频头的损坏

由于卫星接收机开关的电源发生了损坏后，导致卫星接收高频头发生了损坏，电源的交流稳压器的开关被损坏，信号在切换器输入和输出部分都不稳定，光纤信号解码器也发生了损坏，无法正常对广播电视信号解码和输出，影响了电视信号传输质量。

1.3.2 雷击造成设备损坏

雷击具有不确定性，直接进入到机房设备中造成设备损坏。所以，通常是借助铁塔来防雷，保证接地安全性和可靠性。由于外部线缆发生损坏，并且引入接线后，使得设备容易被损坏并且发生雷击事故。

1.3.3 雷击造成架空线的损坏

雷电造成的设备损坏非常严重，一般是从电源，再到信号传输线，最后进入机房设备，设备在信号切换的时候最容易遭到破坏，例如监控电源以及电视监视器等等。

1.3.4 雷击对于防护避雷针的损坏

卫星地面接收天线由于防护措施不到位，只有一个单独的避雷针，可能出现避雷针接闪问题，造成卫星接收天线高频头损坏，严重的可能直接损坏卫星接收机。雷击发生期间，铁塔和设备接地点，由于电位瞬间升高，导致机房中设备承受不住造成损坏。防护避雷针与被防护设备安全距离不足，可能出现严重的雷击事故[2]。发生雷击瞬间，强大电流沿着防雷系统引下线流入大地，可能产生电位反击现象，影响机房设备安全运行。

1.4 电视调频发射台防雷防护措施

1.4.1 发射天线防雷

发射天线一般在铁塔上安装避雷针，能有效地防止和减少雷击危害。在遇到雷击时，较大雷电电流可以由避雷针引入到大地。在防雷设施中，不仅要通过导线将避雷针接入防雷接地系统，而且还要在天线馈缆接头上安装避雷器或快速放电装置。电视调频发射台采用在馈缆接入发射机转换接头上加一级避雷器。天线塔、馈缆的防雷是发射台防雷的第一关，因天线塔馈缆处于室外，受雷击的概率最大[3]。

1.4.2 接地地网防雷

电视调频发射台的接地地网和接地电阻在防雷工作中起着最重要的作用。接地地网的面积越大，接地电阻越小时，雷电电流经过接地网泄入到大地的速度就越快，因而造成的损失就越小，安全性越高。

1.4.3 电视调频发射台机房防雷

台站的防雷装置包括引下线、天线铁塔、机器设备、电源等。防雷装置由接闪器、引下线、接地系统组成。即使外界的电磁场发生大幅变化，室内的电磁场也不会随之发生强烈变化，从而达到保护设备的目的。完整的防雷系统有较高的安全性。例如天线铁塔是系统中最高的部位，铁塔是发射台防雷的第一关。

1.4.4 电视调频发射台防雷检测

电视调频发射台每年要进行防雷地阻的测试。每年不能少于两次，对于设备的接地，要对每台设备的接地线的连接进行检测。电视调频发射台设立了完整的防雷网系统，保证接地网和大地的阻抗值在0.4Ù范围内，达到防雷标准，以此防范雷击对设备的破坏[4]。每年由专业技术人员对台站进行防雷检测，测试防雷系统的地阻值，检查防雷设备是否老化，如对发射塔和避雷针等防雷装置的检测，设备地线连接的检测，一旦发现异常现象，立即采取有效的措施进行处理。对信源设备经常性检查，规范接地线规，对没有接地线的信号源设备进行地线的加装等等。

1.5 具体事例分析

事例（1）某发射台发生了比较严重的雷击事件，技术中心技术值班人员有详细记录，晚上7:30左右，发射机房、值班机房遭特大雷击。造成发射设备跳机，烧保险丝，电源配电及发射机电源系统全部打坏，卫星接收机遭雷击损坏。

事例（2）某发射台广播机房遭受雷击，造成部分发射机电源烧坏，整个供电中断、发射机烧坏保险丝，不能正常播出。外电中断，部分音频分配器损坏。据技术人员维修记录，这次雷击损坏的具体设备情况是：音频分配器集成块烧坏；一台卫星高频头等损坏。这两次雷击，给播出设备造成了一定的损坏[5]。

分析原因：整个广播电视塔工作区只有外部避雷系统，而广播电视塔处于邻市中心的最高位置，受雷击的概率较大。当雷击发生时，雷电流经过避雷针、引下线(电视塔身)、接地网疏散到大地。由于塔身的高度及中间有许多螺栓等连接点，因此铁塔本身就有电阻存在，塔身周围就可能产生强大的静电感应和磁场感应，易形成所谓的“二次雷击效应”或称作“感应雷”，最终在附近暴露的各种线缆和物体上就易形成过压过流波侵入电器设备使之损坏。

（1）整个电视塔工作区只有外部避雷系统，没有安装内部避雷系统，二次感应或二次反击造成设备的损害。

（2）经过几次机房改造，接地方式改变成统一集中在广播电视塔基处入地，增加了二次反击的可能性。

（3）室外塔顶上的许多信号线缆、馈管、供电线缆等没有采用屏蔽和接地等手段，易遭受感应雷的侵扰。

（4）由于机房是围绕着电视塔的建筑，塔身与机房间形成垂直通道性的空洞，雷击的二次感应会通过窗户窜入机房。从各机房曾经出现过几次雷击感应的情况就印证了这一点。行之有效的防雷措施能够维持电视调频发射台的工作正常运行，保障电视调频发射台用电系统的安全。从而可以有效地降低雷电灾害带来的损失。我们通过这些措施来增强电视调频发射台对雷电的防御能力，维持正常的播出工作，提高其经济效益和社会效益。

2.地阻测试

电视调频发射台是广播电视传输的重要环节，负责多套数字电视信号，调频广播信号的发射工作。台站的用电安全尤为重要，为了严格执行高质量、不间断、既经济、又安全的播出原则，做好台站日常维护工作就非常重要。铁塔塔区维护是一个重要环节，发射塔上的发射天线负责电视调频信号的发射与接收，所以塔区维护检测有着十分重要的意义。

2.1 准备工作

电视调频发射台按照维护规定，每年至少要进行两次塔区地阻测试，每次分别对铁塔的各角及机房进行测试。现将测试过程进行简单的说明。测试时包括接地电阻测试仪，三端流接地电阻仪有三个端值：E接地极、P电位极、C电流极。档位共有三个：乘以1欧、10欧、100欧。转盘值是0—10。测量导线为三条线：40米（红色）接电流C极，20米（黄色）接P极电位极，5米（绿色）接E端接地极。辅助接地棒两根，锤子一把，方锉一把。

2.2 仪表调试

测试前要做开路试验，接线的端头不要接触到，摇的时候要注意把转盘转到零的刻度线上面。有规律地摇动，摇动时指针不能转动，指针要和黑色的刻度线重合。第二个要进行短路实验，把三个插头两端接在一起，把零刻度线与黑色的刻度线重合，然后转动。转动的感觉应该比开路试验要比较重一点，刻度线指针跟它重合，保持不动。如果开路跟短路都不动了，说明表可以正常使用了。

2.3 测试过程

开始测试时首先接好线，最长的接到C极，中间的接到P极，最短的接到E极。首先，接地极接地铁塔地盘，用方锉把接地极测试点打磨干净。其次，安装探针，电流探针距接地体40米，电位探针距接地体20米，探针插入地下深度不低于200mm，两探针与接地体成一条直线，测试时防止测试导线互相缠绕，以免测量时产生相互感应，影响测试结果。将仪表水平放置，档位从最大档开始测，100欧乘以100欧，然后转盘从10开始转动，转盘选到最大。进行接地电阻测量仪的测试的时候，一手负责转盘转动，一手负责摇，如果发现指针偏转，一定要转回来，目的是让指针和黑色的刻度线重合。一直往小转，如果转动可以看到了转动零刻度线才回来，说明挡位选择过大，所以选择10欧挡，转盘依然要转到10开始，然后一样慢慢摇，发现指针走动，继续转动，目的是使指针跟黑色刻度线重合。如果发现度数是0—1之间，必须换小一个挡位，换到1欧挡位，转盘依然转到10刻度线上面，继续重复动作，转动不要太快，主要先让指针和黑色刻度线重合起来，快要重合时，摇动开始加速，一直加到一分钟120转为止，可以看到指针跟黑色刻度线重合了，这时可以停下来，观看读数，读数为测量结果。

2.4 接地电阻值标准

电视调频发射台设立完整的用电系统，保证接地网和大地的阻抗值在0.4欧范围内，达到标准。独立防雷保护接地电阻小于等于10欧。独立安全保护接地电阻小于等于4欧。同时每年定期由专业技术人员对台站内防雷检测，测试防雷系统地阻值，检测防雷设备是否有老化情况。要对每台设备的接地情况进行检测。保障设备用电安全。

2.5 日常维护测试的重要性

电视调频发射台接地系统主要用于日常工作需要接地，台站设备保护接地，台站放静电需要接地等。做好检测和维护，可以预先发现台站整个接地系统中可能存在的安全隐患。电视调频发射台机房设备较多，定期检测可以有效地避免由于接地系统出现问题给台站造成的设备事故。铁塔和地网接地系统可以有效地避免雷电对台站线路造成的伤害。

接地电阻的测试是用来衡量接地状态是否良好的重要参数。及时掌握其数据，可以做到发现异常现象，立即采取有效的措施进行处理，保证电视调频发射台用电系统的安全，维持电视调频发射台工作的正常运行。

3.结束语

电视调频发射塔是广播电视传输的重要环节，负责多套数字电视信号，调频广播信号的发射工作。日常技术维护保障工作尤为重要。电视调频发射塔维护是一个重要环节，电视调频发射塔防雷保护和地阻测试工作能及时为技术保障工作提供准确的技术依据，为排除安全隐患，保障设备的正常运行，提高整个发射系统的可靠性和稳定性，对广播电视信号安全优质播出都有着十分重要的意义。