孫美芝

隨著廣播電視設(shè)備的迅速發(fā)展，防雷問題愈加突出。為了有效的保證廣播電視設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，廣播電視節(jié)目安全播出的目的，必須依據(jù)“綜合治理，整體防御，多重保護(hù)，層層設(shè)防”的原則加強(qiáng)廣播電視設(shè)備的防護(hù)工作。

1、安裝避雷針防雷擊

由于廣播電視信號(hào)的發(fā)射，接收和傳輸轉(zhuǎn)播設(shè)施大多安裝在高山、高樓或高架鐵塔上，因此遭受直擊雷的概率較大通常采用的措施是架設(shè)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(dǎo)入地。把直擊雷的能量耗散到地下，從而保護(hù)了地上的建筑物。

由于避雷針的缺陷，因此，對(duì)于受避雷針保護(hù)的各種發(fā)射、接收天線及建筑物內(nèi)的各種設(shè)備，必須安裝相應(yīng)的電子避雷器，盡量減小地網(wǎng)地阻，樓頂上的各種管道、金屬纜線外皮、廣告牌等必須用夠粗的導(dǎo)線連接，焊上并與避雷帶焊接好，建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)向垂直距離不應(yīng)大于12m，所有引下線、進(jìn)出建筑物的架空金屬管道、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備等均應(yīng)連到環(huán)上，盡量減少由于避雷針引雷時(shí)產(chǎn)生的二次感應(yīng)雷擊對(duì)廣播電視設(shè)備造成的損壞。

2、利用高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò)解決天饋線路的防雷問題

戶用天線、共用天線、電視接收衛(wèi)星地球站、電視發(fā)射機(jī)等，由于對(duì)收發(fā)信號(hào)的需求特點(diǎn)，天饋系統(tǒng)大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上，電子設(shè)備由天饋系統(tǒng)引入得雷擊幾率很大。傳統(tǒng)的“空氣隙” “氣放管”“氧化鋅壓敏電阻”及由他們組合而成的避雷器，可以對(duì)天饋線路防雷起到一定作用，但在工作頻帶，響應(yīng)時(shí)間，承受功率方面呈現(xiàn)局限性。由于雷電流沖擊波的主要能量分布在40kHz以下頻域，而廣播電視信號(hào)能量分布在幾百千赫以上頻域，應(yīng)采用集中或分布參數(shù)元件構(gòu)成高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò)將雷電沖擊波和有用信號(hào)截然分開，解決寬頻帶、大功率、低損耗、快速響應(yīng)，長(zhǎng)期困擾光電天饋防雷難題。

3、采用雷電多級(jí)分流、入地，解決電源線路的防雷問題

由于雷電能量主要集中在小于40kHz的低頻段，供電50kHz的工頻線路，最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波，加上交流電網(wǎng)大而面廣，雷電波比較容易從電源線路途經(jīng)破壞電子電器設(shè)備。一般做法是在電源變壓器次級(jí)，機(jī)房配電柜，設(shè)備配電盤，設(shè)備電源進(jìn)線處并聯(lián)1—3級(jí)三相、單相電源避雷器，進(jìn)行雷電多級(jí)分流、入地。當(dāng)雷電波沿電源線侵入時(shí)，避雷器的電阻瞬間降至和很低，近于短路狀態(tài)，雷電流就由此處分流入地，這類似于堵截了雷電的入侵通道。類點(diǎn)過后，瞬間恢復(fù)，對(duì)地?cái)嗦?，絲毫不影響正常供電。

4、通過加強(qiáng)對(duì)電纜的屏蔽來解決信號(hào)線路的雷擊問題

當(dāng)今電子技術(shù)正向高頻率、高速度、高可靠性、超小型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展，電磁干擾對(duì)這些設(shè)備和系統(tǒng)的影響也就越來越突出，特別是雷電電磁干擾的發(fā)生與傳輸對(duì)于廣電微電子接受、傳輸設(shè)備造成的失效與損壞事故日益增長(zhǎng)。廣電系統(tǒng)中，天線放大器、應(yīng)用電視、電視攝像機(jī)、傳真機(jī)、電視接收機(jī)、計(jì)算機(jī)、電話等，往往使用同軸電纜，帶狀電纜等金屬信息傳輸線，及時(shí)埋地傳輸電纜也常出現(xiàn)雷擊故障。當(dāng)雷電電磁脈沖干擾發(fā)生時(shí)，由于導(dǎo)體在交變電磁場(chǎng)中他的感抗ωL0和容抗ωC0都很大，所以會(huì)產(chǎn)生很大的電位差，而雷電電磁波在電纜表面?zhèn)鞑r(shí)會(huì)形成駐波，對(duì)使用中的設(shè)備會(huì)形成強(qiáng)烈干擾，并往往通過接口處形成過電壓損壞設(shè)備。

一般采取的辦法是加強(qiáng)對(duì)電纜的屏蔽，電纜外金屬皮進(jìn)行良好的接地，及通過串聯(lián)信號(hào)電子避雷器進(jìn)行，信息與雷電通道分離，在設(shè)備入口處截?cái)嗬纂娗秩氩āＳ捎谟?jì)算機(jī)的運(yùn)行電壓是較低的，通常為5—12v，因此數(shù)據(jù)處理設(shè)備的個(gè)單元之間以外產(chǎn)生的電位差必須非常的小，除了在接口端需要安裝信號(hào)避雷器對(duì)信號(hào)通道進(jìn)行過電壓保護(hù)外，其高頻信號(hào)接地的接地線長(zhǎng)短需引起注意，在受到諧振和駐波影響時(shí)，若出于接近諧振頻率，導(dǎo)體呈現(xiàn)出極高的感抗，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備的兩個(gè)單元之間無法提供有效的等凋萎作用，當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度等于諧波波長(zhǎng)的1/4或該1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該導(dǎo)體兩端之間呈現(xiàn)開路狀態(tài)。因此高頻接地線的長(zhǎng)度必須以不會(huì)產(chǎn)生駐波為條件。

5、利用接地網(wǎng)和共用接地系統(tǒng)解決地電位反擊現(xiàn)象

由于避雷針引雷入地也會(huì)在接地體處產(chǎn)生大于1kv以上的沖擊過電壓，而土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為200—1000kv/m，平均值為600kv/m，因此在接地體3m以內(nèi)的土壤會(huì)產(chǎn)生大的新沖擊電流。更遠(yuǎn)處則會(huì)由于土壤中的暗流及各種地下管道、導(dǎo)體的傳導(dǎo)諸多原因，會(huì)受到不同程度的波及。

在雷擊中，閃電擊中室外避雷針（發(fā)射塔）這是正常的，可是室內(nèi)的發(fā)射機(jī)及其他設(shè)備造成了損壞，閃電電流使避雷針的接地體產(chǎn)生瞬間的高電壓，于是對(duì)附近發(fā)射設(shè)備等的公共接地極放電，把閃電的瞬時(shí)的高壓引向發(fā)射機(jī)，這種現(xiàn)象稱地點(diǎn)為反擊。為了防止地電位反擊，目前較一致的看法是，一是防雷地、工作地、保護(hù)地等地系統(tǒng)連接成一個(gè)接地網(wǎng)形成等電位。有些地方，如微波站、中波發(fā)射臺(tái)、電視發(fā)射臺(tái)的機(jī)房與發(fā)射臺(tái)各有接地裝置，也要做等電位連接，變?yōu)橐粋€(gè)整體，從而使地電位在閃電入地時(shí)，大家共同升高，避免反擊。但是這樣統(tǒng)一的接地，對(duì)發(fā)射機(jī)及其他微電子設(shè)備而言，在平常無閃電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生地波干擾，要同時(shí)解決反擊和干擾二個(gè)問題，可以單獨(dú)設(shè)置防干擾工作。在工作地與其他接地之間安設(shè)一個(gè)低壓隔離避雷器，當(dāng)兩地間電位差超過保護(hù)值時(shí)，瞬間接通，接成等地電位，待二地電位差低于保護(hù)值時(shí)，二地間又恢復(fù)隔離狀態(tài)。二是機(jī)房的各種地線間及地線與大樓結(jié)構(gòu)的主鋼筋之間，必須進(jìn)行有效的連接，即全部采用共用接地系統(tǒng)，當(dāng)雷電引起地電位高壓反擊時(shí)，整個(gè)大樓及機(jī)房呈現(xiàn)系統(tǒng)等電位，防雷系統(tǒng)呈現(xiàn)工作狀態(tài)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

雷電隨機(jī)性大，形成機(jī)理復(fù)雜，表現(xiàn)形式多樣，因此，目前防雷技術(shù)水平局限在任何單一的防雷器件都無法保證某一特定空間所有保護(hù)對(duì)象的防雷安全，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)雷電機(jī)理的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，防止和減少雷電災(zāi)害的方法將日臻完善。

（作者單位：山東省單縣廣播電視臺(tái)）