廣播電視發射站防雷技術分析

摘要：廣播電視發射站是廣播電視發射技術系統的重要組成部分，其作為中間站，承擔著接收、發射、轉化、處理廣播電視信號的任務，可以為人們提供各種可靠的信息，有效滿足人們的需求。廣播電視發射站一般會建設在一些環境復雜、惡劣、地勢條件差、荒無人煙的地區。由于天氣等自然因素，或不可抗力，廣播電視發射站可能遭受影響。因此需要加強對廣播電視發射站的檢查、監測、維護、檢修工作，以確保其可以正常運行。而在此過程中，防雷技術的采用非常重要。該技術能有效保護一些新型的電子和電氣設備，確保各種高強度、不同類型的信號可以準確接收、發出、轉化。一般情況下，無線信號的電磁異常波動會導致廣播電視發射站遭受雷擊。因此，本文以廣播電視發射站為課題切入點，深入分析了影響站點工作的雷電類型和危險，并通過其防雷技術研究，提出了具體的應對措施，以期為相關工作者提供建議，從而有效降低雷擊危害性。

關鍵詞：廣播電視發射站；防雷技術

一般廣播電視臺發布節目需要有穩定的外部通信信號，但是通信設備一般設置在戶外，容易受到天氣的影響，受到雷擊，導致信號中斷，影響節目的正常播出。為了預防這種情況，人們需要科學分析廣播電視發射臺雷擊危害方式，并根據不同入侵方式及不同雷電的特點來進行有效的雷電防護保護。通過研究，有效的廣播電視發射臺防雷技術包括直擊雷防護、感應雷防護等電位連接技術，室外設備的防雷技術和室內設備的防雷技術。這些防護措施可以有效地降低雷擊的危害性并保護廣播電視設備的正常運行。

一、影響廣播電視發射站的雷電類型和危害

（一）直擊雷

直擊雷是指在雷電天氣下各種帶電的云層，對地面的一些物體直接放電，或者在接觸地面物體時會產生高強度、高壓的電峰數值，在高壓的沖擊影響下會破壞廣播電視發射站外的電氣設備和建筑物，比如燒毀，擊落等。如果雷電擊中了廣播電視發射站時，會產生強大的沖擊電流，這些電流在廣播電視發射站內會對電氣設備產生高幅值的沖擊電壓波，直接破壞電氣設備外側的絕緣層。并伴隨著較大的電動力導致物體出現爆炸情況，最終帶來較大的破壞和經濟損失。

（二）感應雷

感應雷是一種靜電感應雷，地面物體表層上產生一些不同于雷電本身性質的電荷，這種電荷會在雷擊時和云層中的電負荷發生反應，形成非常集中的運動電荷，導致電氣設備內部聚集高靜壓電壓。這種電壓持續增加會導致和地面相連的導線和金屬設備發生火花，會發生爆炸和火災事故，嚴重影響建筑物和周圍人們的生命安全。廣播電視發射站本身也是一種高層建筑物導體，在被帶電云層接觸后會在靜電感應下產生雷電電荷，導致電荷大量積聚在廣播電視發射站內，導致各種電氣設備爆炸和自燃。一般，雷擊發生后雷電流在發生較大的變化，在電磁場內產生電磁感應，對周圍一些的金屬導體也產生影響，最終形成感應性的電壓，這種電壓會對導體產生二次反應，導致電氣設備受到嚴重的破壞[1]。

（三）雷電入侵波

一般在雷電擊中廣播電視發射站后，會產生一種“雷電入侵波”。由于電流沖擊，發射站內部的供電線路、金屬管道、金屬設備都被嚴重破壞，導致各種連接設備和線路發生破壞，從而影響廣播電視發射站的正常運行。低壓雷電波和高壓系統內的高壓混合，會增加觸電事故的發生幾率，影響周圍居民的生命健康。所以為減少和避免上述情況發生，最好的辦法就是積極采用防雷措施。

（四）地電位反擊危害

一般在發射站發生了雷擊后會產生大量的雷電流，這些電流會通過各種線路進入到接地體中，最終傳導進入大地內，且雷電也會直接破壞架空管線，一般在廣播電視發射站內安裝有線網絡架空管線。在這些架空管線被雷擊后會產生強大的電磁場，如果架空管線靠近雷電終端，則會出現水平電場，此時感應電荷會集中到電場內的物體上，有效提高電場強度，最終導致這些物體被雷電擊中。在雷電出現后，不僅會導致設備出現過電壓，也會導致設備故障，這種電壓進入到發射塔內的天線中會進一步破壞電線。因為發射鐵塔高度小，在出現雷電天氣時先會擊中發射塔上的避雷針，產生強大的電流，電流會隨著鐵塔內部的導線進入到地表中，導致地表敷設地網中的電位急速升高。此時設備和機房地網之間會產生較大的電位差，在電位差持續存在的情況下會形成電位反擊現象，導致設備故障發生。

二、廣播電視發射站防雷技術

（一）直擊雷防護接閃器

為了確保廣播電視臺發射鐵塔在雷擊下不受到較大的破壞，需要采取一系列的防雷措施。常見的防雷措施包括在人員活動頻繁和集中的計算機房、高樓的外側布設避雷帶，并加強對這些空間場所的保護。如果發射站機房和高樓之間的空間距離大，則可以設置避雷網，擴大保護范圍，同時在機房中設置避雷接閃器，起到預警的作用。在具體設置避雷網時，需要根據相關標準進行，科學控制尺寸和范圍，科學敷設引下線。一般引下線材料需要選擇10cm圓鋼或相同面積扁鋼，數量在2根以上，在敷設時需要圍繞著建筑物周圍對稱進行，對于兩線之間的距離需要科學控制，以此在發生強電流時可以抵消。如果長度不符合要求，則需要及時補接，在補接時需要科學焊接，確保焊接到位，在具體焊接時需要根據建筑物布局將鋼筋結構作為引下線和接地體，如果接地體數量少，則可以將鋼管作為接地體，有效進行防雷設置。對于鋼管的厚度和直徑都需要科學控制，根據設計規范選擇鋼管材料，比如人們可以選擇50×50×5mm的扁鋼材料。后根據規范要求將其焊接一起，形成環形接地網，可以在雷擊時將雷電流引入到地下中。如果現場空間范圍小，條件不足，則可以將接地體垂直分布設置，根據設計規范明確長度和埋深，確保地基之間距離符合要求，并科學控制水平接地埋深[2] 。

（二）感應雷防護

感應雷作為一種破壞性大的雷電，它會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，對室內的各種電氣設備和其他設施產生危害，威脅人們的生命安全。室內的各種線纜因其在傳輸雷電波時損耗較小，反而遭受雷擊的危害性最大。為此，需要在日常工作中加強對電源系統防護。對于各種線路系統，在連接時需要科學設計，確保其形成一個整體。在具體設計時需要根據電源系統特點進行分級保護，不同的級別需要有不同的標準，并進行科學選擇。第一級感應雷防護裝置在設置時可以在箱式變壓器端安裝SPD，將電源線的一端和其連接，將另外一端埋入地下。第二級主要設置在高樓的配電屏內，將其和供電線路、信號線連接，并通過敷設的方式接地處理。最后在機房的電柜內安裝第三級，根據具體要求在電氣設備外側設置防雷插座和開關設備，有效保護電氣設備不受感應雷的破壞。

（三）等電位連接

信號鐵塔本身是一個引雷裝置，會在雷電天氣下產生感應雷，對周圍建筑物和設備造成危害。為了借鑒這個問題，人們在規劃設計時，可以根據現場實際情況，將建筑物與鐵塔接地線連接形成一種整體式的聯合地網，并將該地網引入到地下，使其與鐵塔周圍的機房連接，和機房內的地網形成一個整體，最終確保覆蓋整個區域內，從而有效發揮自身的防雷作用。此外，在建設地網時需要注意接地電阻的控制，在設置完成后還需要科學布設地線，將天線和電位與接閃器連接，最終確保設備之間實現電位連接，從而有效減少信號鐵塔在雷電天氣下產生的感應雷，保護周圍建筑和設備免受破壞[3]。

（四）室外設備防雷

廣播電視發射站主要建設在室外，是一種長期使用的室外設備。為保障廣播電視發射站的正常運行，防雷工作的開展尤為重要。其中，接地是防雷工作的關鍵之一。在具體施工操作時，人們可以在鐵塔頂部、天線平臺、鐵塔中間等基礎設施上設施預留接地孔作為接地點，或者直接采用長型螺栓代替塔身螺栓作為接地點來實現接地。同時，還需要對鐵塔相鄰的接地點距離進行測量和控制，根據具體情況調整接地點。接地點設置完成后，還需要進行雷電流分散測試、引入測試等措施，以確保各個點有效連接。除接地外，人們還需要對廣播電視發射站周圍的機房進行防護。一般來說，需要將機房周圍的信號接收天線進行連接，形成一個整體，再在天線豎桿上安裝避雷針來有效避免雷電直擊。此外，人們也可以在天饋系統中安裝避雷針。在安裝避雷針后，如果天饋系統遭遇直擊雷，可以通過避雷針直接將雷電引起的各種感應電流、直擊電流引入到地下，以此保護周圍的建筑物不受破壞。需要注意的是，人們在選擇避雷針時可以選擇不銹鋼或鍍鋅鋼管材質的避雷針，對于其厚度和直徑范圍都需要科學控制，確保其保護半徑和機房高度、范圍相對應，以此形成一個輻射式的防雷接地網。

在具體設置防雷接地網時，需要將機房和鐵塔作為核心點，并根據一定空間范圍開挖地溝，將一定數量和長度的鍍鋅角鐵釘釘入地下，并科學控制間距，將其和鐵塔、機房進行接地。之后需要對焊接口進行防腐處理，以此有效保護室外設備不受雷電破壞。

（五）室內設備的防雷

對于室內的各種金屬設備，人們可以采用屏蔽干擾的方法進行防雷防護。屏蔽干擾是指在系統設備安裝防干擾屏蔽裝置，尤其是在廣播電視發射臺和機房內的信號線路始端和終端需要安裝過電流保護裝置，確保在雷擊時可以有效保護系統信號設備有效抑制浪涌電壓和過電流情況的產生?；蛘咴诰€路端和一些設備上安裝電壓保護器，在關鍵設備電源線入口處安裝過電壓保護裝置，通過該保護裝置可以阻隔雷擊時電流變化對設備電源端和接線的沖擊和影響，確保原有電壓的穩定和安全。

三、廣播電視發射站防雷技術應用安裝防雷裝置和避雷針

（一）科學安裝防雷接地網

在具體建設發射站機房時，也需要根據設計要求科學布置防雷技術下的防雷網。防雷網的設置需要覆蓋發射站內所有的電氣設備、供電線路、管路。在選擇防雷地網的空間范圍時，需要確保發射站機房現場氣候環境的干燥性、地質條件的穩定性，根據技術規范相關要求、影響因素綜合分析，對電網線路距離進行科學控制。一般在布設地網中的接地棒時，需要確保各個棒與棒之間的距離符合標準，接地棒的長度也需要科學控制，在具體埋設的過程中，需要對地下環境進行檢查，盡量避開各種管道、線路。埋設后需要對外部凸起物進行打磨焊接處理，確保鐵塔機房設備和大地連接安全穩定，有效發揮防雷地網的防雷作用。

（二）科學安裝接地裝置

在具體應用廣播電視發射站防雷技術時，需要科學安裝接地裝置。當前采用的接地裝置是一種由接地體和電導線組成的連接體，其中接地體最為常見，是一種金屬構件，可以和大地連接。電導線可以將接地體和大地連接一起，是一種金屬導線。人們在安裝接地裝置時需要根據規范要求將電氣設備外側的連接節點和電導線有效連接，共同引入到防雷網中，將防雷網和接地裝置連接在一起，提高防雷效果和作用。但因為接地裝置屬于金屬構件，在地面容易受到影響，出現腐蝕和變形情況，對此需要人們在其外側設置保護層，做好防護處理。定期進行檢測，確保接地裝置有效發揮自己的作用，滿足接地線路短路時電流熱穩定的要求。

對此，需要人們在安裝接地裝置時科學選擇材料。一般需要選擇熱鍍鋅鋼材，該材料能有效避免其發生腐蝕現象。在具體焊接各種構件時，需要保證機械強度和飽和度質量都符合設計要求，確保一次性焊接到位，在焊接后及時對外表進行打磨和清理，減少各種缺陷問題。對于焊接的碎渣，也需要及時敲凈。同時可以在外層涂抹瀝青，能有效防范腐蝕情況的發生。在涂抹瀝青時，需要根據外界氣溫科學處理，保證其溫度、涂抹范圍都符合相關要求，在涂抹后還需要及時檢查，及時補刷銀粉漆。另外，對于電纜也需要科學處理，確保電纜輻射的濕度、溫度都符合要求，必要時可以選擇干燥劑，以此保證電纜質量，有效發揮接地裝置的作用。

（三）科學敷設供電線路

在具體敷設供電線路時，也需要科學控制范圍位置。在供電線路的開始端，需要安裝防雷變壓器，能有效避免在雷擊發生時產生的較大電流對供電線路的沖擊影響，確保雷電不會擊中線路桅桿，保證電源不被破壞。而在安裝線路時，需要在桅桿上根據設計要求和規范安裝避雷針。在選擇避雷針時，需要根據桅桿的高度和桅桿之間的距離科學選擇，以此發揮避雷針的作用，確保桅桿在雷擊時不受到較大的破壞。此外，還需要在架空電纜的尾端安裝避雷器，并將避雷器和電氣設備接地端連接，一般情況下，對于發射站的電纜需要科學埋設，控制埋設深度。

（四）等電位連接

因為機房內的各種電氣設備高頻接地線主要采用的是薄銅板材質，為了有效保護接地和防雷裝置不受破壞和影響，滿足等電位連接要求，需要根據規范標準設置接地母排。需要采用截面積符合要求的銅帶，在科學的位置和空間內設置接地體的銅線，以此作為母排。對于周圍的設備和部件都需要靠近母排，尤其是在機房的關鍵位置，在進行等電位連接母排時，需要科學選擇接地形式。對于配電屏、電源和柴油機等一些部位也需要設置母排，有效做好連接，確保電壓穩定，對于室外設備和部件，在連接避雷帶時需要進行焊接處理。

（五）屏蔽和布線

當前，一些室外的設備電纜都沒有穿過金屬管。針對這一情況，可以通過科學布置監控系統、衛星天線機房、空調室外機、微波天線、信號線、電話線等，根據具體的線路傳輸要求設置電容保護器，以達到防雷的目的。在設置時過程中，人們需要根據相關要求進行科學布局和科學設置，按照要求來布設機房內的信號線和電源線，并根據具體情況進行區分，對其進行獨立綁扎。此外，機房內的玻璃夾層的銅絲網也需要進行接地處理，確保其可靠性，以提高整個系統的防雷能力和減少雷擊對設備的影響。

四、結束語

總之，廣播電視發射站承擔著信息發射與接收的重任，確保其設備正常運行是保障廣播電視節目穩定播出的關鍵。由于廣播電視發射站通常都位于區域內相對較高地段，雷電天氣出現時，這個制高點遭受雷擊概率相對較大，而且發射站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，所以要加強發射站防雷科學設計，采用有效防雷技術，避免遭受雷擊危害，以保證廣播電視節目信號得到穩定傳輸。

作者單位：李燕 石嘴山市新聞傳媒中心

參 "考 "文 "獻

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[2]牛耀亮，周海波.中波廣播發射臺防雷技術的分析及措施[J].視界觀， 2022（19）.

[3]陳菁華.中波廣播發射臺的特點與防雷技術分析[J].集成電路應用， 2021（011）：038.