广播电视发射台防雷技术探析

　　摘要:为降低和避免广播电视发射台遭受雷击危害，保障广播电视节目的正常播出，分析了广播电视发射台雷击危害方式，提出根据不同入侵方式及不同雷电的特点来进行雷电防护保护。有效的广播电视发射台防雷技术是直击雷防护、感应雷防护、等电位连接、室外的设备防雷技术和室内设备的防雷技术。

　　关键词:广播电视;发射台;防雷技术

　　1广播电视发射台雷击危害方式

　　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为10%。虽然直击雷危害范围相对较小，但破坏性却大。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。雷电波危害。广播电视发射台周围架空线路及金属管道等级易被雷电击中，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。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。雷电通过架空管线侵入破坏。

　　高山台广播电视发射机房主要采用有线网络的架空管线，在发生雷电现象时，在大的范围内会形成巨大的电场，而在架空管线接近终端位置时，其成分主要为水平电场，感应电荷更容易集中在电场突出物体上，使其周围的电场强度明显提高，架空管线的突出部分最容易因放电而遭受雷击。在发生雷电时，如果架空管线遭遇雷击引起设备过电压，十分容易严重损坏广电设备。雷电通过发射铁塔和天馈线侵入破坏。

　　通常情况下，发射铁塔高度是70～110m。在发生雷电时，雷电击中铁塔上的避雷针，其产生的电流会沿着铁塔经过接地设备流入地下，从而造成地网的电位明显升高，设备和机房地网之间的电位差变大，形成地电位反击，造成设备严重损坏。由于天馈线是同轴电缆，在发生雷击时会产生很高的感应电流，由此产生的感应电流经过天馈线进入机房，也会造成机房设备严重损坏。

　　2广播电视发射台防雷技术

　　2.1直击雷防护接闪器。

　　广播电视台发射铁塔自身就是一个良好接闪器，无须再安装，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。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。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。

　　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。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1级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。

　　2.3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，因此直击雷危害概率较小。信号铁塔同时又是一个引雷装置，能在周围20km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。

　　2.4室外的设备防雷技术

　　预留接地孔。要做好防雷，在进行施工时，铁塔顶部天线平台、铁塔中间及铁塔基础上都要相应的预留接地孔，或者用加长型螺栓代替塔身螺栓作为接地点。当铁塔相邻的两个接地点距离>60m时，就需要在两个结点之间添加一个接地点，同时为了分散雷电流，需要保证连接点的分散性和数量，且机房地网和铁塔地网之间需要每隔3～5m进行一次相互连接，但是要保证不少于两处进行相互连通。

　　为了防雷击，机房要把信号接收天线在内的所有天线的接地全部焊接在一起，然后再在天线竖杆上安装避雷针。安装避雷针。为了有效避免雷电直击，最简单有效的办法通常是在天馈系统中安装避雷针。安装避雷针后，当天馈系统遭遇直击雷时能够将雷电产生的电流全部引入到地下。避雷针一般由不锈钢或镀锌钢管制成，其厚度>3mm，直径范围是25～40mm，同时要保证保护半径为其高度的1.5倍。建立一个辐射式的防雷地网一般要以机房和铁塔为中心，先要挖一个50cm的地沟，然后将4根2m左右的镀锌角铁钉钉入地下，间距为20m，将其与扁铁焊接到一起，同时与铁塔和机房进行接地连接，并对焊接口进行防腐处理。

　　2.5室内设备的防雷技术屏蔽干扰。

　　要给系统设备安装有效的防干扰屏蔽装置，特别是在信号线路始端和终端安装过电流保护装置，从而减少系统信号设备的浪涌电压和过电流情况的发生。设置电压保护器。在重要设备的电源线入口处，安装有效的过电压保护装置是十分必要的。减少雷电现象对弱电设备电源入口线的入侵可在很大程度上抑制浪涌电压产生的破坏作用。

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　　3结语

　　广播电视发射台承担着信息发射与接收重任，所以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，这个制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。

　　参考文献:

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　　[4]李冠阳.广播电视无线发射台站接地设计研究[J].西部广播电视，2019，366(22):228.

　　作者：赵伟莉