淺談廣播電視系統防雷問題

高偉

摘 要：電閃雷鳴是一種常見的自然現象，它緣于帶電云層與大地之間，迅猛的放電過程。由于雷電的電壓高達一億至幾十億伏，放電電流高達幾萬到幾十萬安培，釋放的能量大得驚人。其產生的電磁效應和熱能效應，可使各種建筑設施，電氣設備遭受嚴重的損壞。由于廣播電臺內有大量電子設備，這些高精密的電子設備及計算機設備富含大量集成電路模塊，其耐過電壓電流的能力極低。本文主要針對廣播電視系統防雷問題進行分析和討論。

關鍵詞：廣播電視系統;防雷問題;雷電危害

一、廣播電視系統雷電危害方式

1、直擊雷危害

雷電流需通過電力線路傳導進入大地。即便雷電沒有擊中電力線路，但雷擊產生后，導線上感應出來的異向導線兩側移動。該電流經由線路入侵到廣播電視設備，在設備上產生了過電壓。直擊雷是帶電云層和大地之間的放電所造成，在形成雷云的程序中，部分云層顯正電荷而使電位逐漸升高;另一些云層則帶負電荷，當兩種云層接近時一定程度時便發生迅速強烈的放電，放電時的溫度可高達2萬度，空氣受熱急劇膨脹，在幾微秒內釋放出巨大能量。當雷云很低，周圍又缺少其它異性電荷的雷云時，此時便會在建筑物或地面感應出異性電荷，致使帶電云層向地面或建筑物放電，這種雷電就是直擊雷，它對建筑物和人、畜、樹木等危害巨大，由于此時放電電流可達到幾十甚至幾百千安，常用的避雷針方式是目前減少直擊雷損害的比較好的防護方式，但是使用者在實際工作中常發現直擊雷過后，除直擊雷區域的設備被雷擊外，不在雷區甚至遠離雷區的廣播電視系統的電子裝置仍然有較大的損害，大多數是燒毀保險器件、電源變壓器、整流器件、甚至集成電路等。

2、感應雷危害

雷電感應危害，主要包括兩個方面：一方面是由于雷雨云層的靜電感應影響，與地面雷電區域內的物體發生感應，產生不易泄放的高電壓，造成對地面物體的危害，主要針對廣播電視發射架等設施;另一方面是在云層發生雷擊放電時，產生的極大的雷電流脈沖，與地面較近的物體上感應出高電壓或者較大電流，對設備造成危害。在高壓架空線路上雷電感應電壓可達到300～400kV;在低壓架空線路上雷電感應電壓可達100kV;一般信號線路上的雷電感應電壓可達40～60kV，無論那一種都足以將廣播電臺發射臺相關設備燒毀或者擊穿。雷電感應雖然沒有雷電直擊造成的危害大，但雷電感應危害發生的概率要遠遠高于雷電直擊。

3、雷電波侵入危害

由于雷電較容易對廣播電視發射臺周邊架空線路或者金屬管道發生作用，可能導致雷電波沿著架設的線路或者金屬管線侵入到廣播電視發射臺內部，造成對發射設備、線路的損害。在所有雷電危害事故中，由雷電波侵入引發的事故比例較大。

4、地電位反擊危害

地電位反擊危害，在雷電擊中廣播電視發射臺設備避雷設施，并通過避雷設施入地時，由于避雷裝置、引下線、接地體的電位會在短時間內升高到數萬或數十萬伏，對廣播電視發射設備或者避雷裝置造成危害。地電位反擊危害屬于次生危害，其破壞性及發生概率要遠小于前述幾種雷電危害。

二、廣播電視系統防雷措施

要做好防雷工作必須要增強防雷意識，把防雷保護看作為一項重要的系統工程。在設防中要采用全方位、多層次、綜合治理。要把國家和行業防雷技術標準與發射臺地理環境、建筑設施、設備分布等實際情況相結合，制定科學的、切實可行的防雷方案。根據我們的實踐，應該注意從四個方面進行防護。

1、發射天線塔和建筑物防雷措施

無論廣播電視發射臺或微波站都設有發射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺站地面建筑的最高點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體，因此，它是臺站防雷的第一關。通常采用架設一定高度的避雷針，通過避雷針把閃電吸引到接閃器上，而后把閃電傳導入地，從而保護地上的建筑物及設備。

2、電源系統防雷措施

電源防護主要是針對電臺、電視臺的發射機房和節目制作機房，應將整個電臺、電視臺的建筑視為整體進行系統保護，并針對機房做重點部分的細致防護。作為設備共同的載體，電源常在感應雷擊后造成系統設備的毀壞，因而應在電源共享，如雷擊高發區域或是機房配電盤等地，分別安裝三相或單相電源避雷器，同時應將隔離變壓器作為最后一道電源防雷設施，將其安設于關鍵設備終端上。（1）將屏蔽網入地裝設于機房墻壁內;（2）將高頻地線埋于發射機周邊范圍，并和防雷地與饋管地進行相連;（3）在機房房頂四周、邊緣等處安裝避雷針和消雷器;（4）若機房為磚木結構，必須將避雷地與電源地相連接。若是框架結構樓房，則應在機房四角分別將接地樁埋入，盡可能降低接地電阻。

3、室外引入線防雷措施

在廣播電視發射臺中會布置諸多室外引入線，其中包含各類發生裝置饋線、管道線、視音頻信號線以及通訊設備連接線等等。在強對流的雷電天氣中，倘若引入線的外皮有所破損，則極易導致感應雷或感應電流導入機房當中，進而造成損壞，所以需要采取相應措施阻塞電氣。（1）需確保饋管兩端接地良好。饋管在接入機房之前，其外皮需要與相近地網進行連接，同時在吊饋管鋼絞線、過橋以及固定架上還應隔段距離便進行接地處理;（2）各類引入線需要采用屏蔽電纜，入機房之前需要確保屏蔽層與相近地網連接。在條件允許的情況下，引入線在入機房前需要埋進地下，至少保證10m長度。倘若沒有屏蔽電纜，便可用鐵管套住引入線，同樣進行埋地處理。引入線纜在進機房后如有多余芯線，需要確保兩端接地良好。

4、接地防雷措施

接地系統不僅是防雷保護的重要安全措施，同時還可將入侵的雷電導入地上，使產生的電位差最低。因而對于廣播電視發射中心內的各個機房來說，接地系統是否完善可靠將對其是否能穩定播出起到極為關鍵的作用。廣電系統的信號發射部分、傳輸部分的各節點以及各種裝置都需要一個合格的接地裝置，常規的接地方法是在建筑或構筑物下方或周圍地下埋設由水平及垂直接地體組成的接地裝置，接地體一般采用鍍鋅鋼材。通常而言，接收天線的接地的衛星天線架設在寬廣的區域，其豎桿則架設在鐵塔或是建筑物頂端等高處。焊接全部接收天線的接地端，在焊接前，為避免發生感應雷擊，不可將接地天線系統和機房工作的避雷接地地線并聯在一起。天線與避雷針間的最小水平間距應大于前端機房設備的接地，避雷針高度與天線頂端長度應大于最大尺寸的天線。為確保機房設備用電不會遭到雷電攻擊，可采用電源穩壓器防雷。將機房內全部設備，金屬管道、電纜屏蔽層、輸出、輸入等全部進行接地，并應用專門的電子防雷器件保障電源防雷安全。

結束語

每年的雷雨季節，常有廣播電視設施不同程度地遭受雷擊，造成廣播、電視停傳停播和一定的經濟損失，影響較大，損失嚴重，甚至危及工作人員的生命。廣播電視臺相關技術人員要深刻認識雷電的危害方式，采取增加人工防護、改進信號源系統、提升電力技術和增強防雷保障等一系列的有針對性的防護措施，全面提升廣播電視發射系統的防雷效果，確保廣播電視節目穩定播放，提升電視節目播放質量。

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