淺析廣播電視發射系統的防雷措施

柯利鋒

摘 要：廣播電視發射系統通常建設在地區高山位置，因為氣象條件、地理環境的影響，再加上當前廣播電視發射系統信息化、電子化水平的全面提升，導致廣播電視發射系統面臨的防雷壓力越來越大。因此，如何做好廣播電視發射系統防雷措施就成為新形勢下保障廣播電視穩定運行的重要途徑。鑒于此，本研究主要針對雷電對光電發射系統的損害方式進行了詳盡的闡述，在此基礎上提出幾點防雷措施及建議，僅供參考與借鑒。

關鍵詞：廣播電視發射系統；防雷；措施

“互聯網+”時代的全面到來，在科學技術與信息化技術的推動下，當前廣播電視發射系統已經能夠全面步入到數字時代，信號傳輸效率、傳輸質量等均實現了大幅提升。然而，正是因為數字化的發展趨勢，數字發射機的熱沖擊性能差、集成電路耐壓低，使得廣播電視發射系統在使用過程中面臨的雷電危害進一步增大，不但會引發發射系統故障現象，嚴重的甚至會導致發射系統永久失效[1]。因此，新形勢下，如何加強廣播電視發射系統防雷工作就成為未來研究的重點。

一、雷電對光電發射系統的損害方式

（一）地電位反擊

當接閃器在受到雷電侵入的情況下，因為接地電阻的存在，會使得接地電阻兩端位置形成過電壓，其會通過接地線引入到設備，引發設備受損的現象。一般來說，地電位反擊主要包含兩種方式：其一，雷擊電流通過泄放通道流入大地時，產生過電壓，使地電位抬高，反向擊穿設備；多個地網存在時，假如它們之間沒有足夠的安全距離，其中一個遭受雷擊，有雷擊電流通過，產生暫態的高壓，其他地網將遭受反擊，它們將帶有暫態高壓，反向攻擊設備。在廣播電視發射臺中，假如設備電源系統與避雷系統不共地，且安全距離不夠，遭受雷擊時，則在它們之間出現暫態高壓，發生放電擊穿，造成設備損壞，危害人員安全[2]。

（二）信號線路受損

因為雷電極強的瞬變電磁場、電感應作用，會使得信號線路感應出極高的瞬時沖擊能力，而又因為當前廣播電視發射系統本身的高度集成化、全固態化特征，使得元器件耐過流、耐過壓能力明顯降低，最終導致設備受損的狀態。

（三）天饋系統受損

廣播電視天饋系統主要是通過天線向四周進行電磁波的輻射，這有效滿足信號接收、發射方面的需求，天饋系統通常都會在鐵塔最高位置進行安裝，這就使得天饋系統更容易遭受雷電的影響。

（四）電源線路受損

作為雷電侵入的重要方式，電源線路往往極為容易受到感應雷的影響，當浪涌電壓傳入到電子設備之后，會使得電子設備受損。帶電雷云存在的靜電感應，會導致下架空導線帶上高電壓，低壓的架空線往往會達到100kV，而高壓的架空線則高達400kW[3]。與此同時，因為陡度雷電流、峰值會產生極強的瞬變電磁場，使得廣播電視發射系統的晶體管、集成電路受損。

二、廣播電視發射系統防雷措施及建議

（一）防護地網建設

針對廣播電視發射系統的防雷來說，防護地網建設是最為基礎的措施之一。防護地網防雷的原理在于電子設備與大地之間建設等電位體，在出現雷擊的情況下，姐弟線路能夠直接把雷電引發的大量能量轉移到大地，防止廣播電視發射系統因為大量能量通過出現受損的情況。針對當前廣播電視發射系統防護地網現狀，工作人員需要選擇適當的方案，將防護地網改造為環形的情況，使其能夠建設成穩定的接地線路，以此來提高信號傳輸設備的防雷水平。一般來說，雷電侵入的能量通常在40KHZ，廣播電視發射系統工作供電則為50KHZ。所以，在雷電入侵的情況下，廣播電視發射系統中的各個設備會生成大量的能量諧波、耦合諧波，使得發射設備受到嚴重的干擾[4]。這就需要針對配電系統實施全面的優化，實際供電進程中采用相應的電源變壓器設施，針對避雷針、配電系統以及三級變相器實施結合處理，使得雷電能夠完全導入到地面。

（二）設備接地優化

要想有效保障廣播電視發射系統的防雷效果，相關的各種電子設備、發射鐵塔、機房鐵質操作控制臺、鐵質電視墻以及鐵質信號傳輸設備機柜等均需要實施接地處理。在機房的地板下面，均需要選擇銅帶鋪設為網格形狀，內部各種設備均需要使用銅線進行連接，盡量與室外進行盡量多的接地連接，以此來構建等電位。針對員工宿舍區，需要選擇自然接地體進行處理，比如墻體混凝土內的鋼筋、下水管道等，因為上述接地電阻通常相對較大，這就需要增加人工接地線（電阻通常在5歐姆以下）。需要注意的是，自然接地體連接不能選擇煤氣管道、輸油管道等，需要進行單獨的接地處理。

接地質量是廣播電視發射系統防雷中至關重要的一部分，所有需要接地的系統盡可能選擇共用一個接地，在有效針對各個系統零地電位差進行平衡的同時，避免地電位出現反沖的現象。直擊雷接地主要包含突出金屬物接地、避雷針接地以及避雷帶接地，需要在接地引下線入地端位置進行斷接卡的設置，以便于及時了解引下線的實際情況。感應雷接地主要包含防雷接地、工作接地以及保護接地，針對各個接地的處理均需要進行單獨的引下線入地處理，地下的距離需要達到10m以上，同時需要在接地端位置鋪設集中的接地網[5]。因為接地好壞往往會對廣播電視發射系統安全造成影響，這就需要在接地位置鋪設木炭、鐵屑等，亦或是選擇導電緩凝土施工，提升導電性，使得接地電阻得以有效降低。除此之外，因為接地工程本身的隱蔽性，使得后期維護較為困難，這就需要選擇鍍鋅質量良好的鋼材，鍍鋅扁鋼、鍍鋅角鐵、鍍鋅鋼材等均需要滿足壁厚要求，各個焊點需要保證牢靠，同時針對防銹防腐進行嚴格的處理。針對各個垂直接地體，應當進行科學的距離設計，保障雷電流幅值大而超過工頻電流的并聯接地極的集合效應能夠在地中有很好的散流效果，通常情況下，垂直接地體之間的距離為垂直接地體的1.5倍～2倍。

（三）避雷設備安裝

避雷設備主要是將安全電壓作為相應的限制電位，將過電壓能量完全釋放掉，以此來避免設備遭受過電壓的影響。弱點設備電源線路往往極為容易遭受雷電的影響，這就需要針對廣播電視發射系統不同的設備進行電壓保護裝置的安裝。針對變壓器的防雷措施，主要包含以下幾個方面：①根據變壓器容易因為正、反變換過電壓受損的特征，需要在變壓器低壓側、高壓側位置進行避雷設備的安裝。具體的避雷設備型號應當綜合參考各個地區廣播電視發射系統實際情況來選擇。②針對避雷設備接地位置實施調整。避雷設備的接地線上等效感抗對防護效果產生的影響極大，針對需要針對避雷設備接地位置實施調整，保障其能夠與變壓器機殼與二次側中性電的接地位置保持一致。③針對變壓器的低壓側安裝有計量設備的變壓器來說，因為低壓計量設備本身的絕緣耐受水平相對較低，需要采用針對性的措施進行保護。對于變壓器到計量箱之間的位置，需要選擇包含金屬屏蔽層的電纜來進行連接，同時針對電纜屏蔽層兩端實施接地處理，并且需要在計量箱內部進行SPD的配置。

（四）電源防雷處理

供電系統當中引入大量感應雷是引發廣播電視發射系統受到感應雷擊的重要因素，因為浪涌電壓的危害巨大，往往會使得相關設備受到嚴重的損害。針對電源的防雷處理，需要分別從低壓線路、高壓線路著手：針對高壓線路的避雷處理，需要通過供電部門進行處理，通過耦合地線鋪設、避雷線加裝以及線路避雷器安裝，以此來將高壓線路當中的感應雷電流引入到大地。針對介入到機房的380V電源，需要選擇三級防雷的方式進行處理，分別在設備電源、機房總電源以及各個樓層配電柜進行電源防雷器的安裝，同時針對各種避雷設備進行接地處理，使得雷擊電流能夠進行逐級的泄放處理，從而有效保護廣播電視發射系統的穩定運行。

三、結語

綜上所述，針對廣播電視發射系統來說，雷電的危害始終是客觀存在的，并且隨著廣播電視發射技術的不斷發展，其所面臨的防雷壓力還會進一步增大。這就需要根據廣播電視發射系統的實際情況，包括設備、環境等，深入研究雷電對廣播電視系統各個方面所造成的影響，綜合利用防護地網建設、設備接地優化、避雷設備安裝以及電源防雷處理，全面提升廣播電視發射系統的防雷效果，將雷電造成的影響降到最低。

參考文獻：

[1]張繼先.廣播電視高山發射臺的防雷技術分析[J].西部廣播電視，2018（04）：243+245.

[2]李少伯.試論廣播電視高山臺站的雷電損害成因和防雷措施[J].甘肅科技，2013，29（17）：69-70+39.

[3]陸利根.有線廣播電視傳輸網絡防雷系統的研究與成功應用[J].中國有線電視，2012（03）：278-283.

[4]閆旭東，姚天明.關于廣播電視高山臺站防雷減災措施與應用技術實踐[J].電子世界，2012（03）：72-75+77.

[5]王健，阮太中，王梅，董運中.高山發射臺站防雷系統改造設計與實踐探索[J].廣播與電視技術，2014，41（01）：93-96.