高山台站广播电视发射机房防雷技术研究

任普民

摘要：广播电视发射台是广播电视网络的枢纽，但因其地理位置相对特殊，发射机房易受到雷电破坏，因而为确保发射机房的安全，保证广播电视信号的安全、稳定传输，必须加强防雷工作。本文从雷击类型及高山台站广播电视发射机房的雷击方式出发，探讨针对性防雷技术。

关键词：广播电视高山台站 发射机房 防雷技术

一、常见的雷击类型

高山台站广播电视发射机房遭受雷击原因主要是迅速增高雷电流、极高变化梯度。常见的雷击类型有：1.直击雷，也就是高山台发射机房周边的设备直接躁动雷击，进而出现强烈的电效应、热效应等而导致破坏，这是最为常见的雷击。因高山台站机房位置高，电气设备多，直接雷击的可能性大大高于平原地区。2.雷电感应，就是雷电流会产生电磁、静电等感应，进而对发射机房带来损害。3.雷电波，因雷电对台站的架空线路或者金属管线的影响，雷电波则沿其侵入机房，导致设备受损，威胁到人的安全。4.雷击电磁脉冲，也就是雷电流通过电阻、电感、电容耦合而出现电磁效应，对发射机房的设备、系统造成过电流、过电压破坏。

二、高山台站广播电视发射机房雷击方式

（一）经铁塔或避雷针侵入

通常广播电视发射铁塔就较高，再加上地理位置上的特殊性，台塔避雷针易受雷击。这是高山台站相对常见的、危险性较大的一种雷击。因台站所在位置较高，雷电易击中广播电视发射塔，或直接侵入机房上装配的避雷针，雷电流通过接地引下线、铁塔流入接地网，以致于地网在雷电流影响下电位出现不均，局部电位显著升高，入地雷电流难易散流，而产生对二次设备的地电位影响。

（二）经配电线路侵入

高山台站铺设于地下但未进行屏蔽防护的电缆、机房外的架空电力线路易遭到直接雷或者感应雷的侵害，强大雷电流会损坏电力网络上的变压器、继电装置等电气设备[2]。此外，如果雷电流通过接地引下线及接地体产生较大的压降时，则可能出现反击，进而导致电源系统或台站机房中的电子设备受损。

（三）经信号线侵入

发射塔至机房间的信号线通常在雷雨天气易受感应雷侵入而造成破坏。在雷雨天气状况下，因雷电作用会产生一定的电磁场，进而在信号线缆产生很高的感应过电压，再传到机房内的低压设备，导致这些设备的损坏，甚至爆炸。

三、高山台站广播电视发射机房的防雷技术

（一）直击雷防护技术

无线广播电视高山台站发射机房在防护直击雷中，常用的技术就是装置避雷针。但要看到，因雷电放电通道在诸多偶然性因素作用下会出现一定变化，因而避雷针并非百分百确保发射机房不会受雷击。所以，要根据实际情况，结合防护范围，依照绕击率1%来确定。可计算出避雷针的防护范围及高度，如图1：

在雷电接近地面时，会导致周边空间电场部分集中，进而对雷电先导放电运行方向产生影响，将雷电引至避雷针再放电，而避雷针经接地装置把雷电流导入到地[3]。因而，避雷针并不是实用在任何场合实现防雷，主要用于线路防雷，为确保发射机房线路可承受较大雷电过电压，需要线路有较强的抗雷能力。为把雷电流更为充分的引入大地，还需要避雷针、杆塔的接地良好，要不然会导致其电位升高，而导致绝缘子、线路的反击。基于此，在高山台站机房防雷中，避雷针一般和其他防雷技术一同应用。

（二）感应雷的防护技术

为有效降低感应雷的危害度，可应用这几项技术：1.屏蔽技术，根据我国特殊建筑的相关要求，高山台站发射机房的建筑所用钢筋、金属底板构建等必须有效焊接，以构成等电位法拉第笼，倘若有必要，在機房周边还需装配金属屏蔽网。不管是机房外，还是机房内，所有信号线均要屏蔽。电缆线同样要改成屏蔽性电缆。对于天线电缆装置在发射塔顶端，经过线桥、机房构成三点共地。2.等电位连接，也就是防雷、电气、导体、电信等装置，及机房建筑金属构件、金属装置等均要应用导线或者过电压保护装置相连接，以实现均压。采取等电位连接技术，可有效避免雷电对机房内的电子设备带来损害，使强电位差消失，进而对雷电流能够更好的分流，这是最为常见且实用性强的一个防雷技术。如发射机房的面积较小，且设备不多，可采用“S”型电位连接，确保发射机房内的设备、金属装置和所有的共用接地装置有足够绝缘。要实现等电位连接，需要经过接地基准点和接地环母相连。3.浪涌保护器，该装置的安装目的在于确保导线与接地系统之间的电位均衡。在正常状态下，该装置会表现为高阻状态，一旦遭到雷击就会产生过电压，此时其会表现出低阻状态，把过电压导入到大地，在过电压消失后，其会当即恢复到高阻状态。当前，较为常用的有两类：一是子信息系统；二是供电系统。

（三）接地防护技术

高山台站的广播电视发射机房的接地需应用接地装置，应设置一个能够有效散流雷电流的放射状水平接地极，每3～5m需要设一个环状水平均压带，并且水平接地板长需要控制在100m以内，如此设置可使雷电流自接地系统均匀散流。应用截面在40mm2以内的铜缆在对信号、保护等电缆布设经过之处实施等电位连接，以避免地网出现地电位差，而对电气、电子设备带来地电位干扰。此外，铜缆需要每隔3m和接地网要妥善连接。在发射机房内要设接地环母，同时采取多点引下方式和机房外水平接地带相连。槽钢则必须有两点或以上和接地环母连接，有关设备需装配在接地槽钢上。对于水平接地极埋深必须在0.6m以上，以粘土或细土作为回填土，同时要分层夯实，必要时需要应用降阻防腐材料予以防护。

四、结语

总之，高山台站广播电视发射机房的雷击类型较多。近年来，伴随高山台站发射机房设备的信息化水平提高，对防雷技术提出了更高要求，要多措并举，多层次防护，如此才可确保发射机房的安全、稳定运行。

参考文献：

[1]姜延升.广播电视高山台站防雷措施[J].西部广播电视，2014，（12）.

[2]朱久茹，战立平.浅谈县级广播电视发射机房的技术安全管理及面临的问题[J].中国科技投资，2013，（Z2）.

[3]周志敏.电子信息系统防雷接地技术[M].北京：人民邮电出版社，2004.

（作者单位：内蒙古乌兰察布广播电视台）