廣播電視發射系統雷電防護分析

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1天饋線路侵入及解決方法

天饋線侵入即雷電通過廣播電視發射機的天饋線系統侵入到廣播電視系統中。由于天饋系統大多安裝在鐵塔上，引入雷擊幾率很大。我們臺利用高低通濾波器組合避雷器，可以對天饋線路防雷起到一定作用。我們知道雷電電流沖擊波的主要能量大約在40kHz以下頻率，而廣播電視信號頻率分布在幾百千赫至幾百兆赫以上頻域，根據這個原理，我們可以利用高低通濾波器將雷電沖擊波和有用信號分開，低頻雷電沖擊波直接入地，廣播電視有用信號正常通路發射。在一定程度上解決了天饋線路雷電侵入的問題。

2信號線路侵入及防雷方法

信號侵入即雷電通過信號線侵入到廣播電視系統中。在當今廣電系統中，信號放大器、衛星接收機、信號解調器、光端機以及計算機、電話等信號傳輸往往使用的是同軸電纜進行傳輸，當雷電產生電磁脈沖時，會在導體中產生交變電磁場，使導體中的感抗和容抗發生變化，從而會產生電位差，這種電位差會對廣播電視設備形成強烈干擾，并會形成駐波，嚴重時往往通過接口處形成過電壓從而損壞電器設備。對此種雷電侵入我們采取的辦法一是加強對電纜的屏蔽，保證電纜外金屬皮有良好的接地，二是通過信號隔離避雷器進行信號與雷電通道分離，在電纜輸入端和電纜輸出端加隔離器，截斷雷電波的侵入，保證了廣播電視各系統的信號線路防雷安全。

3電源線路雷電侵入及解決方法

電源防電，一直是我們解決防雷問題的重中之生，之前我們說過，雷電電流沖擊波的能量主要集中在40kHz的低頻段，我們現在的供電電路不管是220V還是380V，其工作頻率是50kHz。如果有雷電發生，所產生的較大的能量波諧波分量就會比較容易與附近的供電電路發生耦合諧波，特別是我們一般的發射臺站都建在高山上或空曠地帶，交流電網分布面積比較大，雷電電流的沖擊波比較容易從電源線路進入供電系統，強大的電流會瞬間破壞電器設備的電源系統甚至破壞整個發射系統。對于電源線路的防雷，我們采取在電源配電室變壓器次級、機房配電柜及發射設備電源進線處并聯三級三相、單相電源保護器，把電源進來的雷電進行多級分流，分別引導入地。電源系統三級保護的基本要求分別是:第一級就采用高能量防雷器，防雷擊電流不小于100kA,響應時間不小于100ns；第二級采用過壓保護器，可隨最大放電電流40kA，響應時間不大于25ns；第三級采用浪涌吸收精細過壓保護器，可承受放電電流5kA，響應時間不大于25ns。如果電源有雷電沖出波侵入發生時，電源配電室高能量防雷器避雷器會首先啟動，避雷電阻瞬間會降至短路狀態，雷電電流會經過避雷電阻分流入地，保證后面設備安全。如果還有雷電沖擊波存在，機房配電柜過壓保護器隨之啟動，直至發射設備的浪涌吸收精細過壓保護器啟動，三級電源保護器可以有效的保證發射系統電源線路的防雷安全。雷電沖擊波過后，各級保護器會瞬間再恢復為對地斷路狀態，保證設備供電正常。

4直擊雷的預防

現在大多數廣播電視臺的發射和接收設施都安裝在高山或鐵塔上，所以會受雷電的直擊的概率比較大。通常我們會在發射塔上安裝一根避雷針，通過避雷針把閃電吸引到接閃器上，然后利用地線把閃電的電流沖擊能量導入地下，從而保護了避雷針周圍的建筑物。湯原縣廣播電視發射塔上的避雷針可以有效保護避雷針高度向地面幅射45度以內的建筑物及建筑物內的各種設備，但設備也必須安裝相應的電子避雷器。為了達到引雷電入地的目的，應盡量減小發射鐵塔的地網阻值，對地阻值必須＜4Ω。

5地電位反擊與接地

當雷電擊中室外避雷針(發射塔)時，閃電電流會在避雷針的接地連接處產生瞬間的高電壓，對附近的公共接地極放電，把閃電的瞬時的高壓引向公共接地的設備，造成室內的設備損壞，這種現象稱地電位反擊。因為當避雷針引雷電入地時，會在接地處產生1kv以上的沖擊過電壓，而大地的沖擊擊穿場強平均值約為600kv/m，因此在接地體3m以內的大地會產生新的沖擊電流，會與更遠處的設備接地線產生電位差，從而使更遠處地線連接的設備受到雷電波及。為了防止這種現象發生，我們把湯原廣播電視臺原有的微波站、電臺、電視臺的機房及發射塔、和配電室的各種工作地、保護地等系統連接成一個接地網，做成一個等電位，變為一個整體，從而使當閃電電流入地時，大家共同升高，避免形成電位差造成地電位反擊。要想達到良好的防雷效果，接地質量十分重要，如果接地不好，輕則會降低設備的可靠性，損壞機器設備，重則會并涉及到人身生命安全。各種接地線與地網必須保證可靠電氣連接，焊接點要進行防銹處理。湯原廣播電視臺機房在做地網時，添加使用GDSZ系列高效降阻劑，達到降低接地電阻的目的，地線是選用：100mm×0.3mm型號的寬銅帶，安全地線選用：4mm扁銅，其長度繞發射機機房一圈，共同接入公用地網。另外在發射機房中，還會有許多與發射機相配套的設備，如發射機箱、配套設備等的外殼均要與地線相接，接地電阻控制在4Ω以內，應避免發射機地與其它設備地電壓不同，保持電壓一致，否則有電位差。標準的安全地線對機器設備和操作者都可以起到安全保護作用。

雖然防雷電技術在不斷的發展，但是雷電的偶然性和不確定性使我們不可能完全免除雷電的傷害，盡可能的提高我們的技術能力和手段把雷電傷害減少到最小程度，是我們廣播電視技術人員永遠的目標。

作者:蔣文錚 徐士程 單位:黑龍江省湯原縣文廣新局

參考文獻

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