廣播電視機房設備的靜電防護和防雷設計

訥河市廣播電視服務中心　甘洪濤　鄭學良

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廣播電視機房設備的靜電防護和防雷設計

訥河市廣播電視服務中心甘洪濤鄭學良

【摘要】廣播電視機房的設備隨時都會受到電磁干擾、靜電和雷電的攻擊。只有做好防護才能保障機房設備的正常運行。本文根據專業技術人員的實際工作經驗，總結出靜電防護和防雷的防護手段及其危害的分析和解決方案。

【關鍵詞】靜電瀉放；電子設備；電場；儲存器；數據

1　靜電的產生及其產生的原因

靜電是在宏觀范圍內相對靜止、暫時分離開來的正電荷和負電荷。兩種物體緊密接觸，其間距小于25×10-8cm時，發生電子的轉移，界面兩側出現大小相等，極性相反的一組電荷層，當兩種物體迅速分開，即可能造成正、負電荷的宏觀分離，產生靜電。

靜電的種類：固體靜電起電包括接觸分離起電（即摩擦起點）、破斷起電、吸附起電、感應起點等方式。產生的原因是：

（1）固體物體由于大面摩擦，而產生正電荷，如與附近負電荷相遇，即產生火花放電。

（2）固體物質的粉碎、研磨過程、懸浮粉塵的高速運動即可產生靜電。

（3）在混合器中攪拌各種高電阻率物質。

（4）高電阻率液體在管道中流動且流動速度超過1m／s，液體噴出管口時，注入容器發生沖擊、沖刷或飛濺。

（5）液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸汽在管道中流動或噴出時。

2　靜電的放電

（1）電暈放電：發生在帶電體尖端附近局部地域的放電，放電時伴有淺藍色光和乒乓的響聲或咔咔聲。

（2）刷形放電：絕緣體一側出現多火花分支的擊穿放電，并伴有聲光。此種放電有引燃可燃物的危險。

（3）火花放電：火花集中的的擊穿放電，并伴有短促的爆裂聲和明亮的閃光，引燃危險性很大。

（4）雷形放電：空氣中的懸浮帶電粒子形成的放電，伴有較強的聲光，引燃危險性很大。

3　靜電放電的危害

3.1對設備的危害

由于靜電在瀉放過程中，形成很強的電場，電壓有的高達1KV以上，極有可能形成干擾，造成電子元件工作參數的改變，設備無法正常工作；對無線電通訊的干擾；干擾數據存儲器造成數據的丟失；對場效應管（CMOS）的柵極的擊穿，破壞了鈍化層，燒壞晶體管。目前大多數場效應管（CMOS）電路都具有端接保護電路，提高了抗靜電的保護能力。當靜電放電能量較小時，由于多次放電積累，次數的累加，最終造成元器件的損壞，無法工作。當靜電放電能量足夠大時，可產生靜電火花，甚至引然易燃物質，造成火災和單位財產損失。

3.2對人的危害

人體由于衣物的摩擦，特別是冬季、皮膚干燥即可產生靜電。接觸金屬物體時，人體產生的電荷開始瀉放，特別是在沒有燈光的夜晚，可以直接看見放電火花，有電擊的感覺，造成人的心理負擔和精神壓力。設備在靜電環境中工作中，必然帶有靜電，工作人員在巡視和維護過程中，必然接觸到設備，設備的靜電對人體放電。所以，工作人員在進入機房時必須穿著防靜電工作服保護知己和設備。特別是工作在易燃、易爆的工作場所的工作人員，時刻應當注意靜電防護和工作流程。

4　靜電放電的防護

4.1廣播電視機房的靜電防護

首先要以預防為主要目地。要保障機房的相對溫度和濕度，也可采用絕緣介質隔離有關設備。例如：在機房地面鋪設防靜電隔離地板，或用1mm厚的PVC塑料地膠、ABC塑料或聚酯材料等可抵擋8KV靜電電壓。多數上規模的機房地板大都采用敷設防靜電地板。其底部的導電橡膠與地面粘合，導電性能較好。合理放置設備，各種調諧用的手柄均采用塑料材質。延長帶電材料在接觸分離強度較低區域持續時間，消散靜電電荷。另外，要謹慎使用移動存儲設備：由于移動存儲設備體積小，容量大，抗震性好，使用方便，在使用它之前，必須對USB插口放電，方可減少靜電對存儲器的損壞。

4.2接地與屏蔽

（1）接地：把各種設備的外殼良好的接到地井的連接處。要求接地電阻R≤10歐姆以下。搭接是很有效地瀉放靜電的重要手段。所謂搭接是指通過機械或化學方法把金屬物體間進行結構固定，從而使兩個或兩個以上互相絕緣的金屬導體進行導電性連接，降低其電位差來達到泄放掉所積累的電荷的目的。為了更好的防止靜電放電干擾電子設備，在瀉放電路上低電流密度和阻抗是保證靜電瀉放的關鍵問題。

（2）屏蔽：為了防止大的靜電電流擊穿電路，應采用屏蔽的方法。其原理是靜電電流沖擊金屬屏蔽外殼后，其電位高于地電位，增大靜電對地電客，降低對地電位。繼而高電位向低電位瀉放。若與接地配合使用，效果會更好。

5　防雷設計

5.1雷電

雷電是大自然形成的產物。是帶電云層對地面上的建筑物及大地釋放瞬時強大的電流，并伴有閃光和聲音的一種自然現象。對人、建筑物、設備和生產具有極大地破壞性。

5.2危害性

熱效應：強大的雷電電流通過物體會產生很大的熱量，而在短短的時間內不容易散發出來，燒毀所流過的物體。

機械效應：當雷電直接擊中房屋、電線桿或樹木時，將產生高熱，將其爆裂破壞。

電磁效應：在雷電電流通過的周圍，將產生很大的電磁場，使附近的導線或金屬結構產生很高的感應效應，從而產生極其嚴重的破壞性。

5.3防護手段

從變壓器到發射機一般有四級高效防雷的避雷器。第一級，在變壓器臺上的電壓輸出端有一組氧化鋅避雷器。第二級，在配電計量室內的配電盤上有一套XLYI_380/40型避雷器。第三級，機房配電柜里有一套DXH06_PCS4540型號避雷器。第四級，發射機電源輸入端廠家在生產發射機時就配備了一套避雷器。四級避雷及機房接地如下圖所示：

5.4設備接地

機房的地按作用可分為“功能性接地”和“保護性接地”。

（1）功能性接地可分為工作接地、邏輯接地、信號接地和屏蔽接地四種。

工作接地：在變配電力系統中的接地，叫做工作接地。它是變壓器的中性點，在直流系統中有相線接地；邏輯接地：它是電力設備的參考電位。如設備的外殼可作為參考零電位。它不一定與大地零電位是同一電位，故稱之為邏輯電位；信號接地：為保障信號具有穩定的基準電位而設計的接地；屏蔽接地：為了防止外部電磁干擾或防止干擾其他設備，將該設備的邏輯電位進行接地。

（2）保護接地分為保護地、防雷地、防靜電地、防電腐蝕地。

（3）等電位鏈接

優點是：將分離的裝置用等電位導線鏈接或用電涌保護器鏈接在一起，減少電流在彼此之間產生電位差。

（4）公共接地母線

它是機房地基或塔底建成的“地井”引出的接地母帶，該母帶稱為基準點位。該母帶與所有用電器外殼鏈接，起到靜電泄放和防雷的作用。公共母線、避雷線、鐵塔地線相互鏈接，便形成了多點接地。當遇到雷電時，電流從入地近端入地，不會干擾設備正常工作，不會對設備造成損害。

總之，從變壓器到機房所有設備的接地保護要做到：變壓器低端則及后端電源系統要有防雷浪涌保護。因為雷電的感應電壓和操作過電壓的沖擊，會使電子設備老化甚至造成損壞；機房接地、機房頂端避雷帶引下線、衛星天線引下線等必須有良好的接地。

6　結束語

廣播電視機房的靜電防護和防雷設計是一項系統工程。在機房設計與建設過程中，應建設高頻地井、工作地和機房避雷接地的裝置。地面要鋪設防靜電地板，特別是精密測量儀器，必須有接地裝置，工作時必須接地后才能進行測量。設備與設備之間要有良好的接地保護，保證靜電電流有良好的瀉放通道。維修工具要保持清潔和干燥，并置于防靜電箱內。工作臺要有防靜電措施等。

靜電防護和防雷工作是一項艱苦而細致的工作。要有可靠的防護才能保障電子設備的正常運行，保證工作人員的人身和設備的安全。