《广播电视发射台防雷技术探析》
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摘要：广播电视发射台通常建立在海拔相对较高地带,易遭受雷电等破坏.因此必须重视广播电视发射台防雷保护.本文就自贡市广播电视发射台遭受雷击灾害方式进行分析,探讨直击雷、感应雷防护技术,做好广播电视发射台雷电防护工作.
关键词：广播电视发射台;直击雷;感应雷;防雷技术
引言
广播电视发射台承担着信息发射与接收重任,因此确保广播电视发射设备正常运行是广播电视节目顺利播出的关键.由于广播电视发射台通常都位于区域内相对较高地段,雷电天气出现时,这个置高点遭受雷击概率相对较大,而且发射台设备大多为电子管元器件形成的集成电路、大规模集成电路和全固态电路等,所以要加强发射台防雷科学设计,采用有效防雷技术,避免遭受雷击危害,保证广播电视节目信号得到稳定传输.
一、广播电视发射台雷击危害方式
自贡广播电视发射台主备机发射功率均为10千瓦,建在海拔400多米高山上,有一座高为143.6m的钢筋混凝土发射塔,可满足自贡市辖四区两县及周边重庆、泸州、宜宾、乐山、内江等地市部分地区电视台信号覆盖,并建有多处机房和办公用房.机房及办公楼内大量弱电子设备等均有可能受到雷击危害.
1.1直击雷危害
广播电视发射设施、设备或它们所连接的电力装置被直击雷击中后,在放电过程中产生的电效应、电动力效应或热效应,会直接造成设备烧毁或电路故障等.据统计,广播电视发射台遭受直击雷概率约10%,虽然直击雷危害范围相对较小,但破坏性却大.
1.2感应雷危害
雷电高电压常威胁广播电视发射架等设施;而感应雷击中发射台高压架空线后产生雷电流脉冲瞬间形成感应电压可高达300～400kV,击中低压架空线路产生的雷电感应电压达100kV,击中信号线路产生的雷电感应电压达40～60kV,足可以烧毁或击穿广播电台发射台相关设备.感应雷危害相对于直击雷没那么大,但发生概率远超过直击雷.
1.3雷电波危害
广播电视发射台周围架空线路及金属管道等极易被雷电击中,产生的雷电波沿金属线路或管道入侵发射台内部,损坏发射设备、线路等.雷电波危害在所有雷灾事故中占比最大.
1.4地电位反击危害
雷电击中广播电视发射台安装的避雷针等避雷设施时,会瞬间产生巨大雷电流,经引下线到接地体,最后泄入大地.此時避雷针、引下线及接地体电位会短时间内增至数万或数十万伏,如果处理不当会对广播电视发射设备或避雷装置造成危害.地电位反击属雷击次生危害,造成的破坏及发生概率远低于其他.
二、广播电视发射台防雷技术探析
2.1直击雷防护
2.1.1 接闪器
广播电视台发射铁塔自身就是一个良好接闪器,无需再安装,但是铁塔周围分布的机房、办公楼等建筑物顶部要装设避雷带,准确校验铁塔及避雷带防雷保护范围,确保发射台内建筑都处于防雷保护区内.如果广播电视发射台机房、办公楼等距离铁塔较远,可以采用避雷网作为机房等建筑物接闪器,避雷网网格应选择不超过10m×10m的标准.
2.1.2 引下线
通常引下线材料应采用10cm圆钢或相同面积扁钢,最少不能低于2根,引下线要沿着建筑物周围对称布设,两引下线间距不能超过18m,这样才能均衡将下泄电流产生的强磁场抵消掉.如果长度不够,需要加接长的引下线,这时必须牢固焊接,建筑物为框架结构的可直接利用建筑物内钢筋作为引下线.
2.1.3 接地体
当使用钢管作接地体时,要求选择的角钢壁厚大于3.5mm、直径在50mm以上,或不小于50×50×5mm的扁钢.然后将多根接地体焊连在一起形成环形接地网,环形接地网四周焊接引下线,使内部电位得到均衡,利于雷电流向土壤中散流.如果采用垂直接地体,要求其长度达1.5-2.5m、埋深0.8m,地极之间相隔5m,水平接地埋入深度为1m,向建筑物外引出长度不能超过50m.对于建筑物为框架结构,可利用建筑物内部基础钢筋作接地体.
2.2感应雷防护
感应雷是沿架设在外部电力线缆、通信线缆、发射塔天馈线等入侵到建筑物内部危害室内设施及人员人身安全的.其中电力线缆在传输雷电波时损耗较小,因此经电力线缆入侵建筑物的感应雷电流危害最重.自贡市广播电视发射台要重点做好电力线缆、天馈线及网络的感应雷防护措施.
2.2.1电源系统防护
要实现多级配合,通常根据电源系统分为四级防护,各级选择合适SPD.I级保护要在箱式变压器端安装SPD,电源线埋地进入;在办公楼1楼配电屏处安装2级防雷SPD;供电线路及信号线均敷设铠皮并接地,在机柜内安装3级SPD;室内所有设备都安装上具备防雷功能插座,保证有15套这样的防雷插座.
2.2.2 天馈线防护
馈管进入机房前,将馈管两端良好接地,馈管外皮就近与地网连接,吊馈管钢绞线、固定架及过桥要每隔一定距离逐点接地.各个引线要选用屏蔽电缆,在进入机房前,其屏蔽层就近与地网连接,进入机房前水平埋入地下,埋地长度要保证10m以上.非屏蔽的电缆,引线要穿金属管埋地.
2.3 等电位连接
广播电视发射台办公楼处于信号铁塔保护范围内,因此直击雷危害机率较小.信号铁塔同时又是一个引雷装置,能在周围20公里内产生感应雷影响.办公楼及设备与铁塔距离较近,将建筑物与铁塔接地线连接起来组成联合地网,设置地下室深井地网用于铁塔下方机房接地,与机房内地排和另一地网相连.所有接地网最终形成联合地网,确保接地电阻小于4Ω,最后联合地网通过合理布置接地线,天线等电位与接闪器直接连接,实现设备之间等电位连接.
三、结语
广播电视发射台建筑物及相关设施结构不同,但雷电防护目的一致,依据《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94（2000）、《广播电视工程工艺接地技术规范》GY-T 5084-2011,结合台站实际,总结广播电视发射台防雷技术措施,在现有防雷工程基础上,增加新增设备接地等,在防雷工作中不断发现问题,按照规范要求整改、完善,降低和避免广播电视发射台遭受雷击危害,保障广播电视节目正常播出.
参考文献：
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[2]李天荣. 浅析广播电视高山发射台防雷技术[J]. 通讯世界,2015（10）.
作者简介：宋艾松（1993-）,男,四川省夹江县人,本科,助理工程师,研究方向：雷电防护科学与技术.
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防雷和广播电视引用文献:
[1] 防雷和广播电视本科论文范文 防雷和广播电视类论文范本3000字
[2] 防雷和广播电视论文范文素材 关于防雷和广播电视方面论文例文2000字
[3] 关于广播电视学位的论文选题 广播电视学位论文题目怎么定
