王友龍

摘 要：雷電是一項常見的自然狀況，但如果雷電頻發(fā)，會對電子設(shè)備造成極大的影響，而由于高山上離天空較近，所以很容易受到云層影響，而出現(xiàn)較多的雷電天氣，這就導(dǎo)致我國的高山上廣播電視以及通訊臺站受到影響。文章對雷電的形成進(jìn)行分析，探究了廣播電視高山臺站的防雷必要性，針對我國的目前防雷現(xiàn)狀，提出了一些廣播電視高山臺站的防雷系統(tǒng)設(shè)計方案，旨在為我國防雷工作提出一定的幫助和建議。

關(guān)鍵詞：廣播電視高山臺站；整體防雷；改造方案；防雷措施

高山臺站在受到威脅時，主要以直擊雷和感應(yīng)雷為主。直擊雷是指云層與地面凸出物之間呈現(xiàn)巨大放電狀況，雷電通過直接擊中地面凸出物的方式流入地下在雷擊點(diǎn)以及連接的金屬部位出現(xiàn)極高的對地電壓，對于地面的物體會造成極大的破壞作用，具有極強(qiáng)的破壞力。而感應(yīng)雷擊則屬于靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是指雷云在接近山體后，與地面凸出物頂部出現(xiàn)大量異形電荷所發(fā)生的靜電感應(yīng)，而雷云在與其他部位進(jìn)行放電后，凸出物頂部的電荷會失去束縛，導(dǎo)致雷電以電磁波形式沿凸出物極快的傳播與地面形成極強(qiáng)的雷電破壞力。電磁感應(yīng)則是在雷擊后巨大的電流與周圍空間形成較大的磁場，這種磁場會對周圍的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生極高的電壓，形成二次放電，對身體上的設(shè)備以及電子物品造成極大的破壞，所以需要選擇合理的防雷技術(shù)，才能因地制宜地對廣播電視高山臺站進(jìn)行防雷起到有效的管理作用。

1 廣播電視高山臺站防雷的必要性

1.1 高山雷電災(zāi)害的頻發(fā)性

由于我國幅員遼闊，并且具有較高的山體地貌，所以雷電災(zāi)害在我國屬于一種十分嚴(yán)重的自然災(zāi)害。據(jù)2007年雷電災(zāi)害統(tǒng)計，共發(fā)生雷擊事件3 560次，造成人員傷亡100 818人，對經(jīng)濟(jì)造成的直接損失高達(dá)5 357萬元。

1.2 高山雷電災(zāi)害的破壞性

由于我國大多數(shù)高山廣播電視臺站設(shè)置位置較高，并且機(jī)房以及附屬設(shè)備都屬于金屬和電子物品，十分容易遭到雷擊，所以在這種狀況下，雷電的頻發(fā)對于我國相關(guān)電子設(shè)備會造成極大的影響。更重要的是隨著近年來科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷應(yīng)用，計算機(jī)控制系統(tǒng)以及電子發(fā)射機(jī)等精密設(shè)備在各個行業(yè)中都獲得了廣泛應(yīng)用，但這些物品由于較為精密并且絕緣度較低，無法對較強(qiáng)的電壓和電流進(jìn)行抵抗，在雷電侵襲時很容易受到其侵害，進(jìn)而導(dǎo)致我國電視廣播安全受到影響[1]。

2 直擊雷的防護(hù)設(shè)計方案

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

直擊雷防護(hù)主要通過在塔站頂部放置避雷針，并在下面引入導(dǎo)電體的方式進(jìn)行設(shè)置，并且也可以在發(fā)射機(jī)房進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)，這樣能夠有效地形成一個完善的法拉第網(wǎng)，進(jìn)而保護(hù)天線以及機(jī)房頂部無法受到直接雷擊的影響和破壞。避雷針通過獨(dú)立的引下線直接接入地網(wǎng)而在進(jìn)行鐵塔建設(shè)時，其海拔較高并且處于空曠地帶。如果當(dāng)?shù)丨h(huán)境中每年雷擊次數(shù)量較多，需要考慮雷電能量的巨大化和破壞性，應(yīng)當(dāng)在鐵塔建設(shè)之初安裝限流型避雷針，并且定期對避雷針和地網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)，這樣能夠建立起完善的防雷設(shè)計，達(dá)到保護(hù)廣播電視臺的效果。

2.2 材料選擇

在進(jìn)行建設(shè)時應(yīng)當(dāng)對絕緣材料進(jìn)行選擇，可在進(jìn)行限流型避雷針的設(shè)置時，選擇導(dǎo)電硅橡膠高分子電阻材料和半導(dǎo)體少長針輻射裝作為限流型避雷針。這種避雷針是一種結(jié)合新型技術(shù)和材料發(fā)展與富蘭克林避雷針基礎(chǔ)上的新型現(xiàn)代化避雷針，這種避雷針不僅能夠?qū)ΡＷo(hù)范圍進(jìn)行擴(kuò)大，還能夠有效利用其有機(jī)材料的阻抗特點(diǎn)，延緩雷閃主放電時間，使雷電流波形變寬，降低其雷電的幅值，進(jìn)而拉長雷電的流波頭，使雷電的電流陡度進(jìn)行衰減，從而對雷電流進(jìn)行限制。使雷電在穿過避雷針時的時間更長，通過這種方式有效降低了感應(yīng)雷和高高電位反擊造成的損害，有助于克服傳統(tǒng)避雷針的缺陷，具有較高的應(yīng)用價值[2]。

3 間接雷的防護(hù)設(shè)計方案

3.1 配電系統(tǒng)的防護(hù)

3.1.1 電力變壓器

在對交流電力變壓器高壓側(cè)的三根相線進(jìn)行設(shè)置時，應(yīng)當(dāng)就近對地加裝氧化鋅避雷器；而電力變壓器低壓側(cè)的每根相線應(yīng)當(dāng)分別就近加裝氧化鋅，無間隙避雷器，并且在進(jìn)行變壓氣機(jī)殼和低壓側(cè)的交流零線設(shè)置時應(yīng)就近接地。并將金屬外防護(hù)罩進(jìn)行接地，盡可能將所有的金屬鎧裝層和外層進(jìn)行接地連接，這樣有效避免了雷電或感應(yīng)電對金屬物品造成的影響。

3.1.2 電源

如果電臺存在外入電源引入的狀況，應(yīng)當(dāng)將其放置于總配電柜處，并聯(lián)安裝一臺高能電源電涌保護(hù)器，這樣有助于在面臨強(qiáng)大電流和電壓時，作為電源的第1級防護(hù)。并且以最短路徑進(jìn)行接地，通常情況下來說，其連接線總長應(yīng)當(dāng)在0.5 m以下才能起到應(yīng)有的防護(hù)效果。如果其線路在1 m以下，則無法保證浪涌保護(hù)器連接線的有效性，但可以選擇凱文接線法進(jìn)行彌補(bǔ)。也可以在防雷箱附近接連穩(wěn)壓器，以避免過高電壓對電源造成的影響。

3.1.3 用電設(shè)備

電源經(jīng)穩(wěn)壓后可進(jìn)入電源分配箱接入其他用電設(shè)備中，在接連部位可加用電源電涌保護(hù)器作為電源的二級保護(hù)。在進(jìn)行前期浪涌保護(hù)器配合使用時兩極浪涌保護(hù)器之間的線路長度應(yīng)當(dāng)在10 m以上，若無法滿足此要求，則應(yīng)當(dāng)在兩極浪涌保護(hù)器之間的線路中增加去耦裝置，這樣有助于彌補(bǔ)線路長度不足而發(fā)生的能量配合不合理狀況[3]。

3.1.4 機(jī)房

在進(jìn)行機(jī)房保護(hù)時，應(yīng)當(dāng)保證進(jìn)出機(jī)房的電路選擇埋地以連接的方式引入機(jī)房，并且埋地長度應(yīng)當(dāng)在50 m以上的深度大于0.7 m，這樣能夠保證雷電直接與線路接觸，導(dǎo)致絕緣層外層無法對線路起到保護(hù)作用。

3.2 天饋線的防護(hù)

通常在進(jìn)行天饋線安裝時，其上端都應(yīng)當(dāng)安裝在塔體頂部，并在下面進(jìn)入機(jī)房，而通過與發(fā)射極直接連接的方式，防雷擊措施應(yīng)當(dāng)切實(shí)到位，這樣才能保證天饋線的正常使用?？梢赃x擇天饋線，浪涌保護(hù)器，對天饋線進(jìn)行保護(hù)，通常需要串聯(lián)安裝于設(shè)備的折屏出入口處，并且將浪涌保護(hù)器接地線連接于就近排地線路中。而天貴線浪涌保護(hù)器在選擇時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的工作頻率以及輸出功率進(jìn)行調(diào)整，盡可能選擇小室配的天饋線路浪涌保護(hù)器。

3.3 信號系統(tǒng)的防護(hù)

由于進(jìn)入發(fā)射機(jī)房的信號電纜通常具有網(wǎng)線、音視頻信號、控制線纜等，所以為了盡可能避免由于通信線纜引入雷電造成的線路損壞，在進(jìn)行信號線路接入設(shè)備時都應(yīng)當(dāng)加入信號避雷器，而在進(jìn)行信號避雷器選擇時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)線路的具體功能和工作頻率進(jìn)行選擇，盡可能選擇電壓駐波比和插入損耗較小的信號避雷器。

在進(jìn)行機(jī)房的信號線纜設(shè)置時，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇具有金屬屏蔽層的電纜，并將電纜埋地鋪設(shè)，而電纜金屬屏蔽層也應(yīng)當(dāng)做好電位連接，并將其接地處理，有助于改善其應(yīng)用質(zhì)量，避免線路受到雷電影響而發(fā)生損壞[4]。

3.4 接地防護(hù)

3.4.1 接地方式

在進(jìn)行接地時，應(yīng)當(dāng)保證各項指標(biāo)合乎接地材料要求，并且在進(jìn)行接地材料選擇時，通過合理的施工方式與工藝保證接地質(zhì)量，例如做好降阻劑的均勻施加，做好接地線路的埋深問題和回填土問題，這樣有助于保證接地質(zhì)量。

3.4.2 地網(wǎng)建設(shè)

在進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的專業(yè)人員對地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置，在電網(wǎng)鋪設(shè)時也應(yīng)當(dāng)選擇合適的埋深方案，并且由相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)整和質(zhì)量驗(yàn)收，以達(dá)到有效地網(wǎng)建設(shè)效果。為了更好地接地降阻，根據(jù)建筑物和地形，鉆幾個幾十米的深井，連接地網(wǎng)。

3.4.3 機(jī)房防護(hù)

要保證機(jī)網(wǎng)防護(hù)效果，就應(yīng)當(dāng)每隔5 m作一次接地，并且盡可能做好其他金屬管線的接地和互相妥善連通，降低雷電對金屬物品造成的影響。

3.4.4 接地匯集線

接地匯集線應(yīng)當(dāng)設(shè)計成環(huán)狀或排狀材料，選擇鍍鋅鋼材即可，機(jī)房內(nèi)的接地匯集線應(yīng)當(dāng)埋設(shè)在地超以內(nèi)，其他電位連接線選擇合適的銅纜，具體選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)功率以及電臺應(yīng)用狀況進(jìn)行調(diào)整[5]。

4 廣播電視高山臺站日常防雷管理

在機(jī)房安裝了防雷系統(tǒng)后，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)后期維護(hù)，而雷雨季節(jié)工作人員更應(yīng)該加強(qiáng)野外巡視，并詳規(guī)檢查防雷設(shè)施的性能標(biāo)識，如果設(shè)備失效或故障應(yīng)當(dāng)及時更換并維修。同時在雨季來臨前，相關(guān)防雷機(jī)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)對防雷狀況進(jìn)行觀察，了解防雷功能和設(shè)備是否處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)[6]。

5 結(jié)語

防雷是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前沒有任何一種產(chǎn)品能夠在安裝后一勞永逸地對雷害進(jìn)行防止，所以相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)提高防雷工作的認(rèn)識，對新技術(shù)進(jìn)行積極研究，針對不同地點(diǎn)做好相應(yīng)的防雷保護(hù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊娜.鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播電視無線發(fā)射臺站的雷電防護(hù)措施分析[J].農(nóng)民致富之友，2019（5）：229.

[2]袁明珠.高山廣播電視發(fā)射臺綜合防雷保護(hù)措施[J].廣播與電視技術(shù)，2019（1）：96-100.

[3]毛文科.中波廣播發(fā)送技術(shù)與防雷技術(shù)分析[J].中國傳媒科技，2018（12）：39-40.

[4]李國武.中波廣播發(fā)射臺的防雷技術(shù)研究[J].科技傳播，2018（23）：57-58.

[5]巖羅.廣播電視工程中接地技術(shù)的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2018（23）：209-210.

[6]劉利生.廣播電視發(fā)射臺防雷技術(shù)措施的探討[J].電子世界，2018（21）：61，63.