廣播電視發(fā)射臺防雷技術探討

特木日朝日格,于洪濤

（內蒙古廣播電影電視局通遼廣播發(fā)射中心臺 通遼 028000）

0 引言

隨著技術的不斷發(fā)展和進步也推動著我國電視廣播業(yè)的發(fā)展和進步，廣播電視發(fā)射臺一般都設在比較高的位置，因為是長期的暴露在外界環(huán)境中，因此，雷電會對其造成一定的影響。目前針對防雷措施的研究已經逐漸受到工作人員的重視和關心，將一些先進的防雷技術運用到廣播電視發(fā)射臺的設計中去。由于電子設備的種類越來越多，同時裸露在室外的管線部分也越來越多，使遭受雷擊的可能性大大增加，同時現代電子產品中電路的壓力在逐漸降低，印刷電板之間的格子距離也變小了，進而使信息專遞的能力減弱。下面就從雷電風險的形成原因和種類展開詳細的探討，尋找有效的防雷措施。

1 雷電的形成和危害分析

1.1 雷電形成的原因

雷電的形式主要可以分成兩種形式，一種是地閃，是帶電的云群對大地的放電過程，滿足的條件是帶電云群和大地之間的場強達到25到30千伏之間。當到達這個條件時就會發(fā)生雷電現象，當先導頂端接觸地面時則能誘發(fā)迎面先導，二者接觸即可生產較強的電離通道，放電的過程也隨之變成定向閃電的方式，之后是會閃并伴隨有極強的電流，雷電的放電過程就在此階段完成，緊接著出現了電閃和雷鳴。放電的時間僅在50到100us之間，放電的電流可以達到十萬安左右。放電的主要過程在接觸到云端之后就終止了，電流云群中的一些分散電流通過放電通道流下來，出現短暫的輝光現象，這個階段大概持續(xù)0.03到0.15秒之內。地閃是雷電直擊的結果，這會產生強大的電流對電子設備都會造成非常大的損害。云閃的形式有兩種：云團內部放電和帶電雷云之間放電，這種形式生成的雷電是感應形式的雷電，同樣對電子設備的損害非常大。

1.2 雷電的種類以及危害

1.2.1 直擊雷。直擊雷的由來和它的名字一樣，是帶電云群對建筑物直接放電而產生的強大電流流動的行為，電流的強度一般可以達到幾千安，這種雷擊對電子設備的損害是毀滅性的。

1.2.2 感應雷。感應雷是由雷電引起的靜電感應和電磁感應結果的二次雷電，相比直擊雷它的危害要小很多，然而發(fā)生的概率卻增加了幾十倍。其中傳播的方式可以是電力線、電話線、金屬物體等，通過這些導體的傳送將雷電運輸到很遠的距離，因此遭受雷擊的范圍就變得更廣了。通過對這種雷擊的特色分析，來針對其研發(fā)有效的防雷措施，做好導線的絕緣層不失為一種非常有效的辦法。

1.2.3 雷電波引入雷電脈沖

這兩種雷電的生產都是由高壓引起的，存在形式可以總結成三種，第一種，直擊雷擊中地面的電線，產生的高壓雷電以波的形式傳播到建筑區(qū)域電器設備造成損害，第二種，感應雷會產生高壓脈沖，沿著導線向室內電氣設備傳輸。最后一種是直擊雷在機房周圍進入大地時，遇到地下的地網則又會順著地網線傳輸到室內電氣設備上，形成危害。

2 防雷措施分析

2.1 廣播電視發(fā)射臺防雷技術概括

2.1.1 發(fā)射天線式防雷技術。常規(guī)的防雷方法是在廣播電視發(fā)射臺的鐵塔上安裝避雷針，避雷針能夠有效的防止直擊雷的襲擊。作用的原理是當直擊雷擊中目標時將其強大的電流安全的導入到大地中去，帶電云群靠近發(fā)射鐵塔時則將感應的電流通過尖端放電來使雷云綜合，進而完成防雷工作。其中有關雷針直徑的選擇一般在25到40毫米，長度為1到2米之內，材質上要求外表鍍上一層鎳鋅，而尖端的部位則需要鍍上一層銀。避雷針的防雷范圍也是有一定限度的，在針的頂端向下45度的傾斜形成的一個錐形的空間范圍。

2.1.2 防雷地網。防雷電網的建設需要以機房建設為中心，在一定范圍內實現防雷地網的建設工作，地段的選擇也必須考慮選在干燥的地帶。考慮電網建設的各種約束因素來綜合判斷，電網的線不能拉的過長，必須控制70米以下。將長約2米的接地棒釘入到土壤中去，保持棒與棒之間的距離在20米作用，然后將其焊接在一起，同時保持鐵塔、機房與大地相連接。

2.1.3 接地技術。接地的整套裝置主要由電線和接地體兩部分組成，其中將和大地相連的金屬物體命名為接地體，連接接地體和大地之間的金屬線稱之為接地線。同時要求將電氣設備的連接裝置和金屬導線都連接到防雷網上，使其成為一個有機的整體，發(fā)揮防雷實際作用。工作原理主要是當發(fā)生雷擊的時候，防雷避雷針會將電流引入到大地中去，同時設計到一個防雷性能的問題，根據物理學中的相關定律可以了解到，接地電阻值的大小和防雷的效果存在直接的關系。原因的根本就在于接地電阻在遭受雷電傳送的過程時，接地電阻在接受大地電流傳輸中會使電壓降低，因此如果接地電阻很小的話會就會和大地形成一個統一的整體，電流的泄放速度也會加快，剩余的電壓也會相應的降低，對電子設備的危害也會大大的減小。大量實際的例子可以驗證接地電阻的大小控制在4歐時，防雷的效果最好。

2.1.4 降低接地電阻的防雷技術。防雷地網的地區(qū)應該保持在干燥地段，如果選擇地區(qū)的導電性很差的話會造成防雷性能的障礙，因此，需要使用一些中性降阻的物質來解決相關的土質問題，常規(guī)使用的材料有食鹽、鐵屑、長效降阻劑等。

2.2 接受天線的防雷

接受天線上也可以安裝避雷針，其中主要安裝在天線的豎桿上，其中避雷針的高度設置需要根據實際的設施保護來決定，要求避雷針的高度大于天線頂端的長度，水平距離的最小值為3米。將避雷針和地面的防雷裝置相連接實現其防雷作用。

2.3 供電線路的防雷

2.3.1 供電線路的始端和終端都需要安裝防雷變壓器，其主要的功能作用是緩解供電線路帶來的雷電沖擊，同時還可以防止雷電擊中桅桿而引發(fā)一系列的閃電導致電源破壞。

2.3.2 架空線的兩端安裝避雷針。這種避雷針的安裝方式能夠將有效的起到防雷作用，同時相應的加入降阻劑能夠降低接地電阻的阻值，進而使防雷效果更加明顯。

2.3.3 線路桅桿上也安裝避雷針。地面的機房到廣播電視鐵塔之間是由桅桿和線路組成的電路設備，其中將直徑約為3.5毫米的剛較線焊接接地電線和接地的裝置，并將其埋入到1.5米以下的地方，運用減阻劑來調節(jié)土壤的性質，進而達到更好的范雷效果。

2.4 信號傳輸線路的防雷

這一環(huán)節(jié)的防雷措施主要通過兩個方面來具體開展，一種是保持鐵塔的天線引線必須和鐵塔內側保持一段安全距離，進而避免遭受雷擊而發(fā)生感應電流等雷擊后果。另一種是將鐵塔到機房的引線用一個金屬線槽來包裝，將這個金屬線槽安裝到避雷網上，進而有效的發(fā)揮防雷技術的功效。

3 實施防雷措施技術中需要注意的問題

3.1 將各項設備和裝置都有效的鏈接起來

廣播電視臺在鋪設防雷措施網絡的過程中，必須將避雷針、接地裝置、鐵塔連線、電源接地極和機房設備都充分的鏈接起來，使其形成一個有機的整體，進而達到等位電壓的鏈接要求。這種范雷設施的使用中主要以降低電位差為主要目的，對接地系統和接電設備本身都提出了非常高的要求。在一些實際的案例分析中可以充分的證明雷擊電流在傳輸的過程中是以半球形的擴散方式向大地傳播的，并且可以傳送到20米以外的大地中去，電位的值也趨近于0。

3.2 科學落實防雷接地裝置設備

防雷效果的明顯與否和防雷裝置的鏈接有著直接的關系，其中各地接地線要和地網以電氣的方式來鏈接，在需要進行焊接的地方做好防銹工作。同時在一些巖石比較多的地區(qū)需要添加相應的防阻制劑來改變土壤的性質，進而降低接地電阻，其中常規(guī)使用的制劑有食鹽、鐵屑和一些比較高級的降阻制劑，如：GDSZ系列降阻劑和DDT系列降阻劑。在落實好一系列的電網設備的設置和安裝工作之后，還需要做好后期的維護工作，針對各個點進行定期的維護和檢驗，使整個系統始終保持一個正常的工作狀態(tài)，進而完成防雷設備的基本要求。

3.3 調整防雷原件之間的縫隙。在實施防雷技術措施時需要注意防雷元件之間的間隙大小，其中主要的檢查項目包括保安器件、避雷器等設備是否接觸良好，檢查這些基礎的設置零件是否處于一個良好的工作狀態(tài)。

4 實際防雷案例分析

通過相關的例子來充分的證明和研究具體的防雷措施運用手段和效果，在一些廣播電視發(fā)射臺中使用了一種新型的固態(tài)數字電視發(fā)射設備，它的原理是使用隔離變壓器來消除線路中的感應雷，需要將隔離變壓器機房的電源進行電位的轉移，使其到達同一個地網上。電源的電壓可以可以隨著電位的具體值上下浮動，同時使反擊的可能性降到最低。對于由供電電線帶來的感應雷，則需要隔離變壓器對其進行電波處理，將波反射引入到地網處，然后由避雷器對其進行處理。在數字電視的設備中還增加了Fs型的避雷針，這種避雷針具有雙重保護的功效。在導通時間上具有非常大的優(yōu)勢，同時還能能夠承受比較大的電流。涉及到的元件有閥片電阻和火花間隙，其中閥片元件都是利用特殊材料制成的。出現雷擊的時候則由火花間隙來負責放電反應，以這種方式將強電流引入到大地中去，實現防雷擊作用。

由于一些電視臺的某些頻道經常會遭受雷擊損害，頻繁的停播造成了非常大的經濟損失，通過將雷安型的避雷針安裝到輸入電源上以后，就起有了明顯的保護作用，這種避雷針是運用了三種氧化鋅壓敏電阻來作基本元件，三者，之間形成了的保護電路。當出現雷擊之后，壓敏電阻會迅速感應到外界電壓的不正常，隨著這種外界電壓的無限增大，就造成內部保險絲熔斷，從而有效的防治雷擊的強力電壓對設備造成損害。在較大功率的電源上安裝相關的電感電容設備，經過這一列的防雷技術改造，大大降低了雷擊事件的發(fā)生，為廣播電視臺的工作提供了一個安全的環(huán)境。

5 結束語

廣播電視發(fā)射臺的防雷工作涉及的內容比較廣，只有針對性的對出現的各種雷擊進行分析和研究，才能按照實際的要求設計出符合情況的防雷方案，以更加科學、嚴謹的設計來做好防雷擊措施。與此同時，還需要做好后期的檢查和維護工作，對容易出現問題的地方要加強檢查，對出現問題的地方及時的解決，這樣才能保證廣播電視的安全播放。

[1]吳升恒.廣播電視發(fā)射中心綜合監(jiān)控與管理系統的設計與實現[J].內蒙古廣播與電視技術.2010(S1)

[2]強飛莉,黨宏社,方鑫.CMMB發(fā)射機監(jiān)控系統的設計與實現[J].電視技術.2009(12)

[3]姜淑蘭,潘玲,姚春芳.電視發(fā)射臺自動化監(jiān)控系統技術應用探究[J].現代商貿工業(yè).2010(01)