發射臺遭雷擊的原因和防雷探討

楊建華

【摘 要】由于現代的廣播電視技術飛速發展，新技術和新設備被廣泛應用，從而使得對廣播電視發射臺的防雷和接地技術提出了更高的要求。雷電對于廣播電視發射系統的危害非常大。那么，防雷與接地系統的可靠性就直接關系到廣播設施是否能安全運行。所以，一定要做好廣播電視發射臺的防雷措施。本文主要對廣播電視發射臺雷電危害的方式和防雷措施進行了分析，以期對廣播電視發射臺雷擊問題的解決有所啟示。

【關鍵詞】廣播電視發射臺；雷擊危害；防雷措施

【中圖分類號】 G728【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0303-01

一、廣播電視發射臺雷電危害的方式

（一）雷電直擊危害

雷電直擊危害，指的是地面上的用于廣播電視發射的設施、設備或者相應的電力裝置被雷電直接擊中了，導致在直接放電過程中電效應、電動力效應或者熱效應產生了，從而造成了設備被燒毀或者電路出現故障等危害。雷電直擊時釋放能量大，放電時間短是其危害的最大特點。被擊中時短時間能放出高達幾千安電壓甚至能高達數百力伏的電流。根據統計，廣播電視發射臺遭遇雷電直擊概率約為10%，受雷電直擊危害影響的范圍比較小，但是其破壞性較大。

（二）雷電感應危害

雷電感應危害，大體有兩個方面，一方面受雷雨云層靜電感應的影響，和地面內所在雷電區域的物體發生感應，由于產生的高電壓不易泄放，從而危害地內的物體，主要是重視廣播電視發射架等設施。第二方面則是在石層發生雷擊放電時，會產生的非常大的雷電流脈沖，通過與地內較近的物體感應，只要感應出l高電壓或者較大電流，就會對設備造成危害。在高壓架空的線路上，雷電感應電壓甚至可達到300～4OOkV；同樣在低壓架空的線路上，雷電感應電壓也可達100kV；在一般信號的線路上，雷電感應電壓一般達40～60kV，所以無論哪一種都能將與廣播電臺發射臺相關的設備燒毀或者擊穿。雷電感應造成的危害雖然沒有雷電直擊的危害大，但是雷電感應發生的概率則要遠遠大于雷電直擊。

（三）雷電波侵入危害

因為雷電較容易和廣播電視發射臺周圍的架空線路或者是周圍的金屬管道發生反應，所以可能造成雷電波會沿著架設好的線路或者是金屬管線來侵入廣播電視發射臺的內部，從而造成發射設備和線路被損害。在所有雷電危害的事故里，由于雷電波的侵入而引發的事故比例較大。

（四）地電位反擊危害

地電位反擊危害，廣播電視發射臺的設備或者避雷設施被雷電擊中，雷電通過避雷設施進入地面時，因為避雷裝置、引下線和接地體的電位在很短的時間內將會升高至數力或者數十力伏，所以會對避雷裝置或者廣播電視發射設備造成未知的危害。地電位反擊危害是飛次生危害的一種，它的破壞性及發生的概率要比飛前述幾種雷電危害要小的多。

二、廣播電視發射臺防雷措施分析

（一）雷電直擊危害的防護

1、接閃器。像我們經常說的避雷針以及它的變形產品，比如避雷帶、避雷網等，都是屬于接閃器的。像廣播電視發射臺的發射鐵塔，其本身就是一個良好的接閃器，但是在發射鐵塔周圍的廣播電視發射臺的機房等建筑物的頂部都需要安裝好避雷帶，而且要準確校驗鐵塔以及避雷帶所防雷的保護范圍。但是假如廣播電視發射臺的機房不在鐵塔附近，那么避雷網可以優先考慮作為機房等建筑物的接閃器。一般來說避雷網的網格尺寸不超過10m*10m。

2、引下線。將擊中接閃器所產生的電流安全的導入大地是引下線的作用。通常引下線數量應在兩根以上，在布置時沿建筑物四周成對稱，借此與下泄電流產生的強磁場相抵消，并且兩根引下線之間的距離不可大于18m。若需要將兩條引下線連接，則必須使用焊接的方式，并使用10cm的圓鋼或者具有相同內積的扁鋼作為引下線。當建筑物是框架型結構時，便可以建筑物自身的鋼筋作引下線。在布置是多根引下線一起使用能起到降低每根引下線的沿線壓降，均衡地電位使雷電流均勻入地，降低側擊危險發生機率，提高防雷裝置的可靠性的作用。

3、接地體。接地體指的是埋在土壤中能起散流作用的導體。我們一般會采用鋼管來作為接地體，大部分是要求壁厚大于3.5mm，直徑大于50mm的角鋼，或者不小于50mm*50mm*5mm的扁鋼也是可以的，最好多根接地體能夠連接成地網狀，而且優先采用環形來作為地網形裝的布置，因為環形地網的四周都接引下線，能夠均衡內部的電位，可以有利于飛雷電流的故流。那么，如果采用的是垂直接地體，則一般要求長為埋深0.8m，1.5m～2.5m，地極間隔為5m，另外如果水平接地則應埋深lm，而且向建筑物外引出氏度小于等于50m。對于框架結構建筑物而言，則可以利用它的基礎鋼筋來作為接地體。

（二）雷電感應危害的防護

雷電感應危害，它能夠通過電力電纜、信號線和天饋線等來入侵建筑物的內部設施，雖然電力電纜的距離很長，但是雷電波在傳輸時損耗卻較小，所以由電力電纜入侵的雷電感應所造成的危害比較突出。因此，在對廣播電視發射臺建筑物內設備設施進行感應雷防護的時候，重點是對電源的保護。雖然在經過設施設備外機殼和建筑物屏蔽后，雷電感應會有所衰減，能量也會有所減小，但許多電子設備還是存在一定的危害，設備故障就是由于處理不當造成的。

（三）設備電源的防護措施

廣播電視發射臺設備的電源防雷主要有兩方面：一方面主要電力電纜要有金屬屏蔽層，金屬屏蔽層要埋入地下。第二個方面是在電源上一級一級加裝電源避雷器；就是將高壓避雷器加裝在變壓器的高端，低壓避雷器加裝在低端，同時在直流配電屏和交流配電屏上各自加裝交、直流避雷器，從而能實現三級以上防護。

（四）聯合地網防護措施

假如建筑物及其設備與鐵塔離的較近，那么要是能夠將建筑物與鐵塔的接地線連接起來并且組成聯合地網那是最好的了。對于飛框架結構的建筑物而言，可以將基礎鋼筋看做事環形接地網來加以利用。而建筑物內部的所有廣播電視發射設備所共用的接地裝置是聯合地網。它的接地電阻要小于4Ω。如果聯合地網能夠將接地線進行合理的布置，那么就能實現設備間的等電位。

（五）設備接地保護措施

廣播電視發射臺建筑物內的所有設備來說，它的金屬外殼都應該接地，它的金屬走線架等物也要求接地，我們可以使用單點、多點或者混合三種接地方式。如果考慮設備是否抗干擾，對于飛低頻設備來說，采用單點接地是比較適宜的。那么高頻設備可以采用多點接地的方式，同樣高頻混合設備能夠采用混合接地的方式。接地線有三大要求，分別是：粗、短、直，而且對泄放設備短路電流和雷電流的能力上要進行充分考慮。

結束語

廣播電視發射臺建筑物及相關設施的結構可能各不相同，但防雷思想是一致的，就是盡力實現等電位。目前采用最多的方法就是分流、屏蔽、鉗位和接地等，是經過實踐證明的、行之有效的廣播電視發射臺防雷方法。但是，在以后的防雷工作實踐中還需不斷地研究新問題、解決新問題，確保廣播電視節目的正常播出。

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