单县广播电视发射台防雷工程的实施

曹坤

山东省单县广播电视台274300

摘要：电台发射机设备及周边附属设施必须进行有效防雷。文章主要介绍了防雷工程的策略、措施。

关键词：雷电；防雷；直击雷；感应雷；等电位

调频广播电视发射台受地理环境限制，选址必须在其覆盖区的地理制高点，这就涉及到防雷问题。因此，防雷工程自然就成了调频广播电视发射台不可或缺的重要组成部分。

1.理论基础

雷电是一种伴有闪电和雷鸣的壮观且令人生畏的自然现象，其携带巨大能量。在云层形成的过程中，云的上部正电荷与下部负电荷，积聚到一定程度，在大气电场以及温差起电效应等，产生一定的电位差，进而在云与云、云与地之间发生放电，便形成了雷电现象。一般我们认为直击雷和感应雷作为雷电的两大种类。具体如下：直击雷的形成是由带电雷云与大地二者之间放电。直击雷放电过程十分短暂，一般大约为50—100μs，其产生的电流最高可达数十万安培。当携带电流的云层距离地面较近，且其周围并无任何异性电荷时，便会在建筑物、路面设备感应出相反的异性电荷。若电荷间的电压到达定值后，由于高压便会电离空气对路面设备或建筑物进行放电，这就是通常说的直接雷。感应雷有两种产生的途径，因为带电雷云的感应，其附近的金属导体或电力线路会产生相反的异性电荷，若雷电对接闪器或周围设备放电，那么放电物的异性电荷很快会和它所带的电荷进行中和，这样，电力线路或带电雷云周围的金属导体感应而生的电荷成为自由电荷，从而对大地局部会感应出高电位，它会从电势最低处、距离最近点或电气元件最容易击穿处进行放电，产生感应雷。另外的感应雷则是直击雷利用物体放电时的大电流以及在此电流附近形成的强磁场，使周围的金属导体形成感应电动势并进行放电，产生感应雷。

直击雷因其携带巨大能量，会对人身，机械设备以及建筑物造成不可挽回的伤害；而感应雷的作用区域较宽，因此雷击概率比直击雷大了许多，对广播、电视发射的电气设备的危害尤甚；直击雷与感应雷二者有时伴相伴存在。在当今科学技术不断进步的今天，很多家用电气和工厂电气设备都使用集成电路，使其工作电压达到最低值，为了节约成本，减小体积，电路板线距和元器件距离变得很小，这样防御和抵御雷击变得很弱。此外发射台多安装在高地势地带，更易受雷直击。

2．防雷工程的设计

增强防雷意识是做好防雷工作的重要组成部分，是构成防雷保护系统的重要环节。在设计防雷工程时，应力求全方位，多层次的进行管理。要充分考虑发射台所处地理环境，建筑设施以及设备分布等因素，使之与防雷技术相结合，设计出即契合实际，又符合设计规范的防雷方案。我台根据台站实际情况从以下四个方面对台区设备设施进行了有效防护。

2.1直击雷防护以发射天线塔和机房周边多个避雷塔上的避雷针构成避雷针阵列，按要求做到接地良好，对于直击雷的预防起到显著效果。

2.2室外引入线的防雷室外引入线指电视台内的各种发射设备馈线和各视频信号线及其通信线等。阴雨打雷天，引线外皮会有较大几率让雷电压通过机房，应采取必要措施实施电气阻塞。1）要求馈管外皮接地可靠。馈管尚未安装到机房前，外皮就近和地网进行连接，将连接距离最短化。2）引线尽量采用屏蔽型的电气电缆，尚未进入机房前，屏蔽层一定就近和地网进行连接。

2.3室内设施的防雷措施1）机房内参考设备布置状况，用铜皮铺设地网，并且采用多点和室外的地网良进行可靠连接，达到等电位的工作条件。2）参考国标GB7450—87《电子设备雷击保护导则》及其具体情况，合理的集中的通过防雷保护器件保护各种电子设备的正常工作。比方说，比方说采用高频信号保护器、同轴电缆保护器、音频线保护器和数据线保护器等。3）机房内的电源接地、保安接地、屏蔽接地、工作电路接地等统一、就近和机房的共用地网实施良好的电气连接。4）对机房进行屏蔽。用扁铁焊接成1500mm方格屏蔽机房。

2.4电源系统的防雷

多数的雷击均由供电系统进入发射台，尤其感应雷形成的高浪涌电压对电气设备的破坏力最大。所以，应对供电系统选取分层的设防措施。

1）台自维的架空高压线路均配置架空避雷线（长度300米）。避雷线，每杆进行一次接地，终端杆配置一组避雷器。2）提高输电线路的绝缘能力。将针式瓷瓶更换为瓷-担。3）在低压电源线路中梯次接入多级浪涌保护器。4）备份设备在雷雨天气时进行冷备。

3、实施关键技术

1）参考建筑物的防雷标准与雷电电磁脉冲防护标准，可指出等电位连接和防雷分区的整体设计思路和要求：雷击形成电磁脉冲，因其区域的不同，电磁脉冲的强度有一定的差异。通过电磁脉冲的强度来对防雷区域进行分区，并将这些防雷区域进行等电位的可靠连接，可以和金属物直接连接尽量直连，而信号线路和电力线路不能或者较难直连的则以防雷区域不同采取适宜的分析，选择适合的防雷设备。通过实践可知，选择这种分区等电位的均压连接能有效抑制雷击。尽可能选择工地模式进行铺设地网，将建筑物接地、避雷针接地、电源接地、铁塔接地、设备保护接地和机房统一进行连接，实现等电位的连接，可最大化缩小不同地点之间形成的电位差。采用工地模式，需接地系统要有一定的底线截面和接地体。实践证明，雷击电流利用铺设的地网，会产生半球形在地面散开，且电位离接地体20米外趋近于零。当防雷区域相互之间的距离大于40M，在选择接地方式时，主要采用地网铺设和分别接地两种主要方式。多应用于我们比较常见的包括台站铁塔、变电室、机房等防雷区域。2）接地质量是影响防雷效果的关键因素。因此，在采取电气连接地网与各种接地线时，应力求可靠，并做好对焊接点的防锈处理。在某些岩石较多的高山台接地点，可适当添加一些盐，木炭以及铁屑，又或者可以采用一些新型材料来实现降低接地电阻的目的。这类常见的新型材料主要有高效降阻剂、导电混凝土等。