广播电视转播台系统防雷与接地

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摘要:广播电视转播台大都建在地形较为复杂且偏远的山区当中，这些地区的海拔相对较高，土层较薄，土壤质量较差，在这种情况下，防雷工作就显得尤为必要。每年5至9月份是雷雨多发季节，如果防护不力，就会带来巨大的经济损失，严重时还会造成人身伤害。下面就广播电视转播台系统的防雷接地及防护措施谈一点粗浅的认识和体会，希望为相关技术人员提供一定的参考价值。

关键词:雷电；防护措施；接地

1雷电的成因、特点及防护措施

通常情况下，雷电天气发生时，常伴有强降雨、冰雹等气象现象。雷电天气产生的原因是由于积雨云在空气作用下上下翻滚摩擦，电荷就会在云层中产生，负电荷主要分布于云层的下部，正电荷主要分布于云层的上部，这样云层的下部与上部会产生一个电位差，当这个电位差超过一定的范围后，放电现象就会出现，这一现象通常被称之为闪电。云层在发生放电现象的过程中，温度剧烈上升，瞬间空气气体膨胀而产生冲击波，因此常出现雷鸣现象，当雷云带着电荷接近地面上的凸起物体时，就会产生激烈的放电现象。防雷就是通过合理、有效地手段将雷电流的能量尽可能的引入大地，一般我们将其分为外部避雷、内部避雷和电涌保护三方面内容外部防雷，外部防雷装置由避雷针、下引线和接地装置组成。就内部防雷工作而言，该项工作的具体方法主要有3种，其一为等电位连接法，其二为屏蔽法，其三为等装置阻塞法。为了能有效地提升内部防雷系统的功能性，必须要综合分析该项系统是否能够预防直击雷以及感应雷。其中所涉及到的直击雷主要指的就是雷电自上而下击穿广播电视塔。该种雷击形式一旦出现不仅会对广播电视台转播系统的各项设备造成极为不利的影响，同时还会对各个设备造成严重的破坏，对于该种雷击的有效防护措施有三种，其一为运用避雷针，其二为运用避雷线，其三为运用避雷网。而感应雷主要指的就是当设备受到雷击时会产生电磁感应，这一现象一旦在出现在金属装置上，就会导致单压数骤增，进而对设备造成破坏。该种雷击形式的特点主要表现在破坏性相对较小，出现频率较高，破坏范围较广三方面。不论是何种形式的雷击都会对电器设备内部的以下几项原件造成破坏，其一为保险丝，其二为变压器，其三为整流元件，其四为集成电路。基于这一情况，相关的广播电视转播台系统管理人员必须要结合雷击形式的特点，制定出具有针对性的应对措施。现阶段，相关系统防雷管理人员常用的防雷措施主要就是接地防雷法，该种方法适用性较强，且防雷成本较低，可以有效地将雷击电荷引入到地面上，降低雷击对于电器设备的不利影响。另外，相关的系统防护管理人员可以依照躲避原理，疏导远离，阻止原理以及分流四道防线原理来进行系统防雷工作。躲避方法主要指的就是在建立电视台期间要选择雷击发生概率较小的地区。疏导方法就是指在系统上安装雷电疏导装置。组织方法主要就是指设置雷电隔离带避免雷电电流进入到系统当中。分流方法指的就是利用压敏电阻将雷击电流进行分流处理，降低雷击电流量，将其电流值处理到安全范围之内。

2接地的分类及关联

接地就是将电流引入大地，该种防雷法又可以细分为以下两种，其一为电气接地，该种接地防雷法又可以细分为工作接地以及保护接地两种形式，就工作接地而言，该种接地形式就是指通过分析系统安全运行的需求，并依据该项信息设置出与之相对性的中性接地点，来实现短时间内切除故障电流目的，进而实现防雷目标。保护接地；是防止设备漏电引发外壳带电，将漏电电流引入大地，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。其二为防雷接地，该种接地防雷法的原理就是通过消除风险电压。该种防雷方法的持续时间相对较短，但是能够引流的范围较大，在数十千安倍到数百千安倍之间。在广播电视台转播系统当中，上述两种接地防雷法互相之间具有较强的兼容性，但是在连接两种防雷方法所用到的设备期间严禁将防雷接地装置的引下线与保护接地装置的引下线和接地极互相串并联，一旦将两种装置的引下线同接地极连接到一起之后，雷击电流在进入到系统当中的基础上，也会由PE线分流到设备上（PE线，通常说的地线，是专门将电气设备装置外露导电部分接地的导体），正确的连接方法为将PE引下线与接地极进行连接的同时，控制PE引下线与防雷引下线之间的距离，尽可能的扩大两者之间的间距。最低间距不得低于10m。

3转播台系统的防雷措施

3.1电源部分的防雷。当广播电视台转播系统受到雷击影响产生脉冲较高的电压之后，各个电路当中的元部件将会受到极大的损伤，基于这一情况必须要在系统装置上安装相应的电源防雷装置。在转播台的电源防雷设备中共使用两套电源浪涌抑制器，这两套抑制器分别接在机房配电柜输入端以及变压器低压电表输出端。避免感应雷进入用电设备以及高低压线路，这种抑制器使用起来更加可靠、安全，可以对电源系统形成有效保护。3.2铁塔及天馈系统防雷。铁塔防雷由塔尖避雷针、下引线、地网组成，在设置接地体引线期间要将40mm×4mm的镀锌扁铁装置进行焊接处理，再干结的过程当中运用多口焊接方法进行具体的焊接工作。使用铜线引入接地体，接地体和塔体底接触要十分牢靠。发射设备的天馈线在进入机房处，一定要进行接地处理，天馈线地线一般采用Ø30mm的铜质电缆跟系统的防雷地网进行连接。3.3信号源防雷。转播台卫星节目是从卫星天线接收信号的，在卫星接收机的输入端，安装75Ω同轴电涌保护器。该电涌保护器有驻波系数不大、残压低、通流容量大、插入耗损低、响应速度快等特点。3.4信号传输线路感应雷防雷。在雷击发生时，产生巨大瞬间变电磁场，网络及通讯系统金属连接线等会感应到雷击，将会影响网络及通讯系统的正常运行。采取屏蔽措施是降低感应雷击破坏传输线路的有效方法，传输线线的金属护管应做到两端接地，并与地网连接，最大限度地减少感应雷击侵入的途径。

4避雷针、地网和接地的具体做法

避雷针装置的主要作用就是将雷电电流引入到地网当中，该种装置的安装地点为室外天线支撑物的上方，设备原材料为1.5m～2.0m、Ø50mm具有防锈性能的导电材料。接地网在整个防雷系统当中具有较强的不可替代性，该种装置的主要作用泄散雷击所产生的高压电流。根据实际情况将接地电阻值做到≤1Ω，尽可能地使接地装置电阻值做到最小，达到规范要求(≤4Ω)。该种装置的主要做功方式有两种，其一为打接地桩，该种形式主要指的就是将多个2.5m到3m长的40mm×40mm×4mm的镀锌角钢进行分段处理，分段角度为60°，然后将井分段处理后的镀锌角钢以打桩的方式打入到地坑当中，打入深入应控制在0.6m到0.8m之间，角钢间距应控制在4m到5m之间。当打桩施工完成之后要用40mm×4mm的镀锌扁铁焊将各个角钢进行串联处理，然后将沥沥青涂于焊口处，用于防锈，在回填土时要尽量使用好土，接地电阻难以达到要求时，可采取在接地体周围投放物理降原料的方法进行降阻处理。其二为埋设接地板；为增大泄放面积、降低地网电阻、减少泄放时间，在周围选土质较好地段，采用1500mm×1500mm×5mm铜板作为接地体，并将其分为两排，用40mm×4mm铜片焊接成网格状。在网格四角各打入根长度为2m的25mm铜圆棒，同时将四根桩与立体网格状按地体进行焊接，在接地电阻测量合格后，使用木碳混合物及粘土将避雷坑回填夯实，之后在依照实际情况将2到4根40mm×4mm镀锌扁铁与接地体进行串联处理。机房四周采用40mm×4mm镀锌扁钢设置等电位连接带，将机房内所有器设备的金属外壳、机架等接地都连接到等电位连接带上。只有使所有设备都在同一个电位上，当雷击时不会因电位差而引起地电位反击。等电位接地法，可以有效地防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备，避免设备遭到损坏。而工作接地防雷法可以有效地将工作电位控制在零电位上，同时还可以对设备所漏的电量进行泄电保护。所以工作接地起到了保护设备和保护工作人员人身安全的作用。

5结论

以上这些避雷方法和措施是笔者多年参加工程建设任务积累的一点经验，投入小，效果好。只要足够重视雷电对设备和人身安全的危害性，科学合理的规划和设计就可避免雷击事故的发生。

参考文献

[1]常俊宏，高山电视转播台防雷技术研究[J].电子制作，2015（5）：230.

[2]梁仕津，广播电视高山台防雷措施探讨与实践[J].现代电视技术，2012（9）：100-102.

[3]杨杰明，刘季超.电视转播台防雷工程接地与防雷设计分析[J].现代农业科技，2012（3）：73.

作者:杨永才 单位:青海省海东市乐都区广播电视局