廣播電視發射臺防雷技術探析

宋艾松 陳武林 李燚

摘? ? 要：廣播電視發射臺通常建立在海拔相對較高地帶，易遭受雷電等破壞。因此必須重視廣播電視發射臺防雷保護。本文就自貢市廣播電視發射臺遭受雷擊災害方式進行分析，探討直擊雷、感應雷防護技術，做好廣播電視發射臺雷電防護工作。

關鍵詞：廣播電視發射臺;直擊雷;感應雷;防雷技術

引言

廣播電視發射臺承擔著信息發射與接收重任，因此確保廣播電視發射設備正常運行是廣播電視節目順利播出的關鍵。由于廣播電視發射臺通常都位于區域內相對較高地段，雷電天氣出現時，這個置高點遭受雷擊概率相對較大，而且發射臺設備大多為電子管元器件形成的集成電路、大規模集成電路和全固態電路等，所以要加強發射臺防雷科學設計，采用有效防雷技術，避免遭受雷擊危害，保證廣播電視節目信號得到穩定傳輸。

一、廣播電視發射臺雷擊危害方式

自貢廣播電視發射臺主備機發射功率均為10千瓦，建在海拔400多米高山上，有一座高為143.6m的鋼筋混凝土發射塔，可滿足自貢市轄四區兩縣及周邊重慶、瀘州、宜賓、樂山、內江等地市部分地區電視臺信號覆蓋，并建有多處機房和辦公用房。機房及辦公樓內大量弱電子設備等均有可能受到雷擊危害。

1.1直擊雷危害

廣播電視發射設施、設備或它們所連接的電力裝置被直擊雷擊中后，在放電過程中產生的電效應、電動力效應或熱效應，會直接造成設備燒毀或電路故障等。據統計，廣播電視發射臺遭受直擊雷概率約10%，雖然直擊雷危害范圍相對較小，但破壞性卻大。

1.2感應雷危害

雷電高電壓常威脅廣播電視發射架等設施;而感應雷擊中發射臺高壓架空線后產生雷電流脈沖瞬間形成感應電壓可高達300～400kV，擊中低壓架空線路產生的雷電感應電壓達100kV，擊中信號線路產生的雷電感應電壓達40～60kV，足可以燒毀或擊穿廣播電臺發射臺相關設備。感應雷危害相對于直擊雷沒那么大，但發生概率遠超過直擊雷。

1.3雷電波危害

廣播電視發射臺周圍架空線路及金屬管道等極易被雷電擊中，產生的雷電波沿金屬線路或管道入侵發射臺內部，損壞發射設備、線路等。雷電波危害在所有雷災事故中占比最大。

1.4地電位反擊危害

雷電擊中廣播電視發射臺安裝的避雷針等避雷設施時，會瞬間產生巨大雷電流，經引下線到接地體，最后泄入大地。此時避雷針、引下線及接地體電位會短時間內增至數萬或數十萬伏，如果處理不當會對廣播電視發射設備或避雷裝置造成危害。地電位反擊屬雷擊次生危害，造成的破壞及發生概率遠低于其他。

二、廣播電視發射臺防雷技術探析

2.1直擊雷防護

2.1.1 接閃器

廣播電視臺發射鐵塔自身就是一個良好接閃器，無需再安裝，但是鐵塔周圍分布的機房、辦公樓等建筑物頂部要裝設避雷帶，準確校驗鐵塔及避雷帶防雷保護范圍，確保發射臺內建筑都處于防雷保護區內。如果廣播電視發射臺機房、辦公樓等距離鐵塔較遠，可以采用避雷網作為機房等建筑物接閃器，避雷網網格應選擇不超過10m×10m的標準。

2.1.2 引下線

通常引下線材料應采用10cm圓鋼或相同面積扁鋼，最少不能低于2根，引下線要沿著建筑物周圍對稱布設，兩引下線間距不能超過18m，這樣才能均衡將下泄電流產生的強磁場抵消掉。如果長度不夠，需要加接長的引下線，這時必須牢固焊接，建筑物為框架結構的可直接利用建筑物內鋼筋作為引下線。

2.1.3 接地體

當使用鋼管作接地體時，要求選擇的角鋼壁厚大于3.5mm、直徑在50mm以上，或不小于50×50×5mm的扁鋼。然后將多根接地體焊連在一起形成環形接地網，環形接地網四周焊接引下線，使內部電位得到均衡，利于雷電流向土壤中散流。如果采用垂直接地體，要求其長度達1.5-2.5m、埋深0.8m，地極之間相隔5m，水平接地埋入深度為1m，向建筑物外引出長度不能超過50m。對于建筑物為框架結構，可利用建筑物內部基礎鋼筋作接地體。

2.2感應雷防護

感應雷是沿架設在外部電力線纜、通信線纜、發射塔天饋線等入侵到建筑物內部危害室內設施及人員人身安全的。其中電力線纜在傳輸雷電波時損耗較小，因此經電力線纜入侵建筑物的感應雷電流危害最重。自貢市廣播電視發射臺要重點做好電力線纜、天饋線及網絡的感應雷防護措施。

2.2.1電源系統防護

要實現多級配合，通常根據電源系統分為四級防護，各級選擇合適SPD。I級保護要在箱式變壓器端安裝1級SPD，電源線埋地進入;在辦公樓1樓配電屏處安裝2級防雷SPD;供電線路及信號線均敷設鎧皮并接地，在機柜內安裝3級SPD;室內所有設備都安裝上具備防雷功能插座，保證有15套這樣的防雷插座。

2.2.2 天饋線防護

饋管進入機房前，將饋管兩端良好接地，饋管外皮就近與地網連接，吊饋管鋼絞線、固定架及過橋要每隔一定距離逐點接地。各個引線要選用屏蔽電纜，在進入機房前，其屏蔽層就近與地網連接，進入機房前水平埋入地下，埋地長度要保證10m以上。非屏蔽的電纜，引線要穿金屬管埋地。

2.3 等電位連接

廣播電視發射臺辦公樓處于信號鐵塔保護范圍內，因此直擊雷危害機率較小。信號鐵塔同時又是一個引雷裝置，能在周圍20公里內產生感應雷影響。辦公樓及設備與鐵塔距離較近，將建筑物與鐵塔接地線連接起來組成聯合地網，設置地下室深井地網用于鐵塔下方機房接地，與機房內地排和另一地網相連。所有接地網最終形成聯合地網，確保接地電阻小于4Ω，最后聯合地網通過合理布置接地線，天線等電位與接閃器直接連接，實現設備之間等電位連接。

三、結語

廣播電視發射臺建筑物及相關設施結構不同，但雷電防護目的一致，依據《建筑物防雷設計規范》GB 50057-94（2000）、《廣播電視工程工藝接地技術規范》GY-T 5084-2011，結合臺站實際，總結廣播電視發射臺防雷技術措施，在現有防雷工程基礎上，增加新增設備接地等，在防雷工作中不斷發現問題，按照規范要求整改、完善，降低和避免廣播電視發射臺遭受雷擊危害，保障廣播電視節目正常播出。

參考文獻：

[1]付殿文. 高山廣播電視發射臺綜合防雷保護措施[J]. 防護工程，2019（2）.

[2]李天榮. 淺析廣播電視高山發射臺防雷技術[J]. 通訊世界，2015（10）.

作者簡介：宋艾松（1993-），男，四川省夾江縣人，本科，助理工程師，研究方向：雷電防護科學與技術。