廣播電視轉播臺系統防雷與接地

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摘要:廣播電視轉播臺大都建在地形較為復雜且偏遠的山區當中，這些地區的海拔相對較高，土層較薄，土壤質量較差，在這種情況下，防雷工作就顯得尤為必要。每年5至9月份是雷雨多發季節，如果防護不力，就會帶來巨大的經濟損失，嚴重時還會造成人身傷害。下面就廣播電視轉播臺系統的防雷接地及防護措施談一點粗淺的認識和體會，希望為相關技術人員提供一定的參考價值。

關鍵詞:雷電；防護措施；接地

1雷電的成因、特點及防護措施

通常情況下，雷電天氣發生時，常伴有強降雨、冰雹等氣象現象。雷電天氣產生的原因是由于積雨云在空氣作用下上下翻滾摩擦，電荷就會在云層中產生，負電荷主要分布于云層的下部，正電荷主要分布于云層的上部，這樣云層的下部與上部會產生一個電位差，當這個電位差超過一定的范圍后，放電現象就會出現，這一現象通常被稱之為閃電。云層在發生放電現象的過程中，溫度劇烈上升，瞬間空氣氣體膨脹而產生沖擊波，因此常出現雷鳴現象，當雷云帶著電荷接近地面上的凸起物體時，就會產生激烈的放電現象。防雷就是通過合理、有效地手段將雷電流的能量盡可能的引入大地，一般我們將其分為外部避雷、內部避雷和電涌保護三方面內容外部防雷，外部防雷裝置由避雷針、下引線和接地裝置組成。就內部防雷工作而言，該項工作的具體方法主要有3種，其一為等電位連接法，其二為屏蔽法，其三為等裝置阻塞法。為了能有效地提升內部防雷系統的功能性，必須要綜合分析該項系統是否能夠預防直擊雷以及感應雷。其中所涉及到的直擊雷主要指的就是雷電自上而下擊穿廣播電視塔。該種雷擊形式一旦出現不僅會對廣播電視臺轉播系統的各項設備造成極為不利的影響，同時還會對各個設備造成嚴重的破壞，對于該種雷擊的有效防護措施有三種，其一為運用避雷針，其二為運用避雷線，其三為運用避雷網。而感應雷主要指的就是當設備受到雷擊時會產生電磁感應，這一現象一旦在出現在金屬裝置上，就會導致單壓數驟增，進而對設備造成破壞。該種雷擊形式的特點主要表現在破壞性相對較小，出現頻率較高，破壞范圍較廣三方面。不論是何種形式的雷擊都會對電器設備內部的以下幾項原件造成破壞，其一為保險絲，其二為變壓器，其三為整流元件，其四為集成電路。基于這一情況，相關的廣播電視轉播臺系統管理人員必須要結合雷擊形式的特點，制定出具有針對性的應對措施。現階段，相關系統防雷管理人員常用的防雷措施主要就是接地防雷法，該種方法適用性較強，且防雷成本較低，可以有效地將雷擊電荷引入到地面上，降低雷擊對于電器設備的不利影響。另外，相關的系統防護管理人員可以依照躲避原理，疏導遠離，阻止原理以及分流四道防線原理來進行系統防雷工作。躲避方法主要指的就是在建立電視臺期間要選擇雷擊發生概率較小的地區。疏導方法就是指在系統上安裝雷電疏導裝置。組織方法主要就是指設置雷電隔離帶避免雷電電流進入到系統當中。分流方法指的就是利用壓敏電阻將雷擊電流進行分流處理，降低雷擊電流量，將其電流值處理到安全范圍之內。

2接地的分類及關聯

接地就是將電流引入大地，該種防雷法又可以細分為以下兩種，其一為電氣接地，該種接地防雷法又可以細分為工作接地以及保護接地兩種形式，就工作接地而言，該種接地形式就是指通過分析系統安全運行的需求，并依據該項信息設置出與之相對性的中性接地點，來實現短時間內切除故障電流目的，進而實現防雷目標。保護接地；是防止設備漏電引發外殼帶電，將漏電電流引入大地，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對人體的傷害。其二為防雷接地，該種接地防雷法的原理就是通過消除風險電壓。該種防雷方法的持續時間相對較短，但是能夠引流的范圍較大，在數十千安倍到數百千安倍之間。在廣播電視臺轉播系統當中，上述兩種接地防雷法互相之間具有較強的兼容性，但是在連接兩種防雷方法所用到的設備期間嚴禁將防雷接地裝置的引下線與保護接地裝置的引下線和接地極互相串并聯，一旦將兩種裝置的引下線同接地極連接到一起之后，雷擊電流在進入到系統當中的基礎上，也會由PE線分流到設備上（PE線，通常說的地線，是專門將電氣設備裝置外露導電部分接地的導體），正確的連接方法為將PE引下線與接地極進行連接的同時，控制PE引下線與防雷引下線之間的距離，盡可能的擴大兩者之間的間距。最低間距不得低于10m。

3轉播臺系統的防雷措施

3.1電源部分的防雷。當廣播電視臺轉播系統受到雷擊影響產生脈沖較高的電壓之后，各個電路當中的元部件將會受到極大的損傷，基于這一情況必須要在系統裝置上安裝相應的電源防雷裝置。在轉播臺的電源防雷設備中共使用兩套電源浪涌抑制器，這兩套抑制器分別接在機房配電柜輸入端以及變壓器低壓電表輸出端。避免感應雷進入用電設備以及高低壓線路，這種抑制器使用起來更加可靠、安全，可以對電源系統形成有效保護。3.2鐵塔及天饋系統防雷。鐵塔防雷由塔尖避雷針、下引線、地網組成，在設置接地體引線期間要將40mm×4mm的鍍鋅扁鐵裝置進行焊接處理，再干結的過程當中運用多口焊接方法進行具體的焊接工作。使用銅線引入接地體，接地體和塔體底接觸要十分牢靠。發射設備的天饋線在進入機房處，一定要進行接地處理，天饋線地線一般采用Ø30mm的銅質電纜跟系統的防雷地網進行連接。3.3信號源防雷。轉播臺衛星節目是從衛星天線接收信號的，在衛星接收機的輸入端，安裝75Ω同軸電涌保護器。該電涌保護器有駐波系數不大、殘壓低、通流容量大、插入耗損低、響應速度快等特點。3.4信號傳輸線路感應雷防雷。在雷擊發生時，產生巨大瞬間變電磁場，網絡及通訊系統金屬連接線等會感應到雷擊，將會影響網絡及通訊系統的正常運行。采取屏蔽措施是降低感應雷擊破壞傳輸線路的有效方法，傳輸線線的金屬護管應做到兩端接地，并與地網連接，最大限度地減少感應雷擊侵入的途徑。

4避雷針、地網和接地的具體做法

避雷針裝置的主要作用就是將雷電電流引入到地網當中，該種裝置的安裝地點為室外天線支撐物的上方，設備原材料為1.5m～2.0m、Ø50mm具有防銹性能的導電材料。接地網在整個防雷系統當中具有較強的不可替代性，該種裝置的主要作用泄散雷擊所產生的高壓電流。根據實際情況將接地電阻值做到≤1Ω，盡可能地使接地裝置電阻值做到最小，達到規范要求(≤4Ω)。該種裝置的主要做功方式有兩種，其一為打接地樁，該種形式主要指的就是將多個2.5m到3m長的40mm×40mm×4mm的鍍鋅角鋼進行分段處理，分段角度為60°，然后將井分段處理后的鍍鋅角鋼以打樁的方式打入到地坑當中，打入深入應控制在0.6m到0.8m之間，角鋼間距應控制在4m到5m之間。當打樁施工完成之后要用40mm×4mm的鍍鋅扁鐵焊將各個角鋼進行串聯處理，然后將瀝瀝青涂于焊口處，用于防銹，在回填土時要盡量使用好土，接地電阻難以達到要求時，可采取在接地體周圍投放物理降原料的方法進行降阻處理。其二為埋設接地板；為增大泄放面積、降低地網電阻、減少泄放時間，在周圍選土質較好地段，采用1500mm×1500mm×5mm銅板作為接地體，并將其分為兩排，用40mm×4mm銅片焊接成網格狀。在網格四角各打入根長度為2m的25mm銅圓棒，同時將四根樁與立體網格狀按地體進行焊接，在接地電阻測量合格后，使用木碳混合物及粘土將避雷坑回填夯實，之后在依照實際情況將2到4根40mm×4mm鍍鋅扁鐵與接地體進行串聯處理。機房四周采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼設置等電位連接帶，將機房內所有器設備的金屬外殼、機架等接地都連接到等電位連接帶上。只有使所有設備都在同一個電位上，當雷擊時不會因電位差而引起地電位反擊。等電位接地法，可以有效地防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備，避免設備遭到損壞。而工作接地防雷法可以有效地將工作電位控制在零電位上，同時還可以對設備所漏的電量進行泄電保護。所以工作接地起到了保護設備和保護工作人員人身安全的作用。

5結論

以上這些避雷方法和措施是筆者多年參加工程建設任務積累的一點經驗，投入小，效果好。只要足夠重視雷電對設備和人身安全的危害性，科學合理的規劃和設計就可避免雷擊事故的發生。

參考文獻

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作者:楊永才 單位:青海省海東市樂都區廣播電視局