广播电视高山台站整体防雷策略与改造方法

王友龙

摘 要：雷电是一项常见的自然状况，但如果雷电频发，会对电子设备造成极大的影响，而由于高山上离天空较近，所以很容易受到云层影响，而出现较多的雷电天气，这就导致我国的高山上广播电视以及通讯台站受到影响。文章对雷电的形成进行分析，探究了广播电视高山台站的防雷必要性，针对我国的目前防雷现状，提出了一些广播电视高山台站的防雷系统设计方案，旨在为我国防雷工作提出一定的帮助和建议。

关键词：广播电视高山台站；整体防雷；改造方案；防雷措施

高山台站在受到威胁时，主要以直击雷和感应雷为主。直击雷是指云层与地面凸出物之间呈现巨大放电状况，雷电通过直接击中地面凸出物的方式流入地下在雷击点以及连接的金属部位出现极高的对地电压，对于地面的物体会造成极大的破壞作用，具有极强的破坏力。而感应雷击则属于静电感应和电磁感应两种。静电感应是指雷云在接近山体后，与地面凸出物顶部出现大量异形电荷所发生的静电感应，而雷云在与其他部位进行放电后，凸出物顶部的电荷会失去束缚，导致雷电以电磁波形式沿凸出物极快的传播与地面形成极强的雷电破坏力。电磁感应则是在雷击后巨大的电流与周围空间形成较大的磁场，这种磁场会对周围的金属导体产生极高的电压，形成二次放电，对身体上的设备以及电子物品造成极大的破坏，所以需要选择合理的防雷技术，才能因地制宜地对广播电视高山台站进行防雷起到有效的管理作用。

1 广播电视高山台站防雷的必要性

1.1 高山雷电灾害的频发性

由于我国幅员辽阔，并且具有较高的山体地貌，所以雷电灾害在我国属于一种十分严重的自然灾害。据2007年雷电灾害统计，共发生雷击事件3 560次，造成人员伤亡100 818人，对经济造成的直接损失高达5 357万元。

1.2 高山雷电灾害的破坏性

由于我国大多数高山广播电视台站设置位置较高，并且机房以及附属设备都属于金属和电子物品，十分容易遭到雷击，所以在这种状况下，雷电的频发对于我国相关电子设备会造成极大的影响。更重要的是随着近年来科学技术和信息技术的不断应用，计算机控制系统以及电子发射机等精密设备在各个行业中都获得了广泛应用，但这些物品由于较为精密并且绝缘度较低，无法对较强的电压和电流进行抵抗，在雷电侵袭时很容易受到其侵害，进而导致我国电视广播安全受到影响[1]。

2 直击雷的防护设计方案

2.1 结构设计

直击雷防护主要通过在塔站顶部放置避雷针，并在下面引入导电体的方式进行设置，并且也可以在发射机房进行钢结构建设，这样能够有效地形成一个完善的法拉第网，进而保护天线以及机房顶部无法受到直接雷击的影响和破坏。避雷针通过独立的引下线直接接入地网而在进行铁塔建设时，其海拔较高并且处于空旷地带。如果当地环境中每年雷击次数量较多，需要考虑雷电能量的巨大化和破坏性，应当在铁塔建设之初安装限流型避雷针，并且定期对避雷针和地网进行维护，这样能够建立起完善的防雷设计，达到保护广播电视台的效果。

2.2 材料选择

在进行建设时应当对绝缘材料进行选择，可在进行限流型避雷针的设置时，选择导电硅橡胶高分子电阻材料和半导体少长针辐射装作为限流型避雷针。这种避雷针是一种结合新型技术和材料发展与富兰克林避雷针基础上的新型现代化避雷针，这种避雷针不仅能够对保护范围进行扩大，还能够有效利用其有机材料的阻抗特点，延缓雷闪主放电时间，使雷电流波形变宽，降低其雷电的幅值，进而拉长雷电的流波头，使雷电的电流陡度进行衰减，从而对雷电流进行限制。使雷电在穿过避雷针时的时间更长，通过这种方式有效降低了感应雷和高高电位反击造成的损害，有助于克服传统避雷针的缺陷，具有较高的应用价值[2]。

3 间接雷的防护设计方案

3.1 配电系统的防护

3.1.1 电力变压器

在对交流电力变压器高压侧的三根相线进行设置时，应当就近对地加装氧化锌避雷器；而电力变压器低压侧的每根相线应当分别就近加装氧化锌，无间隙避雷器，并且在进行变压气机壳和低压侧的交流零线设置时应就近接地。并将金属外防护罩进行接地，尽可能将所有的金属铠装层和外层进行接地连接，这样有效避免了雷电或感应电对金属物品造成的影响。

3.1.2 电源

如果电台存在外入电源引入的状况，应当将其放置于总配电柜处，并联安装一台高能电源电涌保护器，这样有助于在面临强大电流和电压时，作为电源的第1级防护。并且以最短路径进行接地，通常情况下来说，其连接线总长应当在0.5 m以下才能起到应有的防护效果。如果其线路在1 m以下，则无法保证浪涌保护器连接线的有效性，但可以选择凯文接线法进行弥补。也可以在防雷箱附近接连稳压器，以避免过高电压对电源造成的影响。

3.1.3 用电设备

电源经稳压后可进入电源分配箱接入其他用电设备中，在接连部位可加用电源电涌保护器作为电源的二级保护。在进行前期浪涌保护器配合使用时两极浪涌保护器之间的线路长度应当在10 m以上，若无法满足此要求，则应当在两极浪涌保护器之间的线路中增加去耦装置，这样有助于弥补线路长度不足而发生的能量配合不合理状况[3]。

3.1.4 机房

在进行机房保护时，应当保证进出机房的电路选择埋地以连接的方式引入机房，并且埋地长度应当在50 m以上的深度大于0.7 m，这样能够保证雷电直接与线路接触，导致绝缘层外层无法对线路起到保护作用。

3.2 天馈线的防护

通常在进行天馈线安装时，其上端都应当安装在塔体顶部，并在下面进入机房，而通过与发射极直接连接的方式，防雷击措施应当切实到位，这样才能保证天馈线的正常使用。可以选择天馈线，浪涌保护器，对天馈线进行保护，通常需要串联安装于设备的折屏出入口处，并且将浪涌保护器接地线连接于就近排地线路中。而天贵线浪涌保护器在选择时，应当根据被保护设备的工作频率以及输出功率进行调整，尽可能选择小室配的天馈线路浪涌保护器。

3.3 信号系统的防护

由于进入发射机房的信号电缆通常具有网线、音视频信号、控制线缆等，所以为了尽可能避免由于通信线缆引入雷电造成的线路损坏，在进行信号线路接入设备时都应当加入信号避雷器，而在进行信号避雷器选择时，还应当根据线路的具体功能和工作频率进行选择，尽可能选择电压驻波比和插入损耗较小的信号避雷器。

在进行机房的信号线缆设置时，应当尽可能选择具有金属屏蔽层的电缆，并将电缆埋地铺设，而电缆金属屏蔽层也应当做好电位连接，并将其接地处理，有助于改善其应用质量，避免线路受到雷电影响而发生损坏[4]。

3.4 接地防护

3.4.1 接地方式

在进行接地时，应当保证各项指标合乎接地材料要求，并且在进行接地材料选择时，通过合理的施工方式与工艺保证接地质量，例如做好降阻剂的均匀施加，做好接地线路的埋深问题和回填土问题，这样有助于保证接地质量。

3.4.2 地网建设

在进行电网建设时，应当有相应的专业人员对地网进行设置，在电网铺设时也应当选择合适的埋深方案，并且由相关专业人员进行调整和质量验收，以达到有效地网建设效果。为了更好地接地降阻，根据建筑物和地形，钻几个几十米的深井，连接地网。

3.4.3 机房防护

要保证机网防护效果，就应当每隔5 m作一次接地，并且尽可能做好其他金属管线的接地和互相妥善连通，降低雷电对金属物品造成的影响。

3.4.4 接地汇集线

接地汇集线应当设计成环状或排狀材料，选择镀锌钢材即可，机房内的接地汇集线应当埋设在地超以内，其他电位连接线选择合适的铜缆，具体选择应当根据功率以及电台应用状况进行调整[5]。

4 广播电视高山台站日常防雷管理

在机房安装了防雷系统后，相关工作人员应当加强后期维护，而雷雨季节工作人员更应该加强野外巡视，并详规检查防雷设施的性能标识，如果设备失效或故障应当及时更换并维修。同时在雨季来临前，相关防雷机构也应当对防雷状况进行观察，了解防雷功能和设备是否处于正常运转状态[6]。

5 结语

防雷是一项复杂的系统工程，目前没有任何一种产品能够在安装后一劳永逸地对雷害进行防止，所以相关工作人员应当提高防雷工作的认识，对新技术进行积极研究，针对不同地点做好相应的防雷保护。

[参考文献]

[1]杨娜.乡镇广播电视无线发射台站的雷电防护措施分析[J].农民致富之友，2019（5）：229.

[2]袁明珠.高山广播电视发射台综合防雷保护措施[J].广播与电视技术，2019（1）：96-100.

[3]毛文科.中波广播发送技术与防雷技术分析[J].中国传媒科技，2018（12）：39-40.

[4]李国武.中波广播发射台的防雷技术研究[J].科技传播，2018（23）：57-58.

[5]岩罗.广播电视工程中接地技术的应用[J].西部广播电视，2018（23）：209-210.

[6]刘利生.广播电视发射台防雷技术措施的探讨[J].电子世界，2018（21）：61，63.