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【摘要】我台位于陕西省延安市延川县永坪镇杨山峁,海拔一千三百六十米,担负着延安北部六个县市无线电视和调频广播的发射覆盖任务,我台有电视发射机三部,调频发射机三部,数字电视发射机一部。广电发射塔或发射机房的特点是大功率大覆盖,一个发射机房可以覆盖半径几十到上百公里的范围,因为承担了地面数字电视和调频广播的发射任务,虽然随着时代发展数字电视的使用率在下降,但广播收音机仍然发挥着关键作用,无线发射台在战时和灾时也会有较大用场,仍然扮演着至关重要的作用,但同时,因为身处高山至上且尖端放电,发射台或发射机房在雷雨天很容易受到雷电侵害,主要包括直击雷、雷电效应、电磁脉冲三个方面的危害,会对发射台或发射机房造成严重伤害,在其中的人员也会受到生命威胁,因此必须做好发射台或发射机房的雷电防护工作才行,避免雷电所带来的侵害影响,具有积极意义。本文首先对广播电视发射机房、雷电防护等进行概要性说明,其次分析广播电视发射机房雷电防护的常见策略,最后分析智能化防护和管理技术的应用,通过三点分析,希望能有帮助。
【关键词】高山;广播电视发射机房;雷电防护
中图分类号:TN929 文献标识码:A DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.13..012
广播电视发射机房是将音频信号和视频信号调制到高频载波上,通过无线发射的形式,将音频信号和视频信号传播到区域内的每家每户,丰富区域内人们的精神文化生活,有着非常重要的作用,近年来虽然使用率在下降,但却无法替代,无线信号传输都是通过电磁波辐射,传输距离的远近一般和发射功率、自由空间损耗、接收天线增益等因素有关。为了让传播范围更广,通常设置在高山或者高处,其位置特性和电磁特性就导致容易受到雷电的侵害,轻则电子元件受损,设备无法正常使用,重则发射机房会发生爆炸、燃烧事故,对发射机房内工作人员造成严重伤害,因此需要重视发射机房的雷电防护工作才行,切实提升雷电防护质量
1. 对广播电视发射机房、雷电防护等进行概要性分析
1.1 广播电视发射机房
顾名思义其大致分为广播和电视两大类,本质上都是音频信号或视频信号调制到高频载波上,以无线电波的形式辐射出去的过程,因为其电磁波辐射图形,距离远近、空间损耗等都会影响其实际无线发射效果,因此为了减少空间损耗,其多安置在高山上,而在高山上且机房设备会存在电磁感应,很容易受到雷电侵害。
1.2 雷电防护重要性
分析雷电防护的重要性,不如分析雷电对于发射机房的伤害,其主要包括直击雷、雷电效应、电磁脉冲三个方面的危害,雷击过程会产生非常大的热效应、电效应和机械力,会对发射台或发射机房造成严重伤害,设备难以正常运行,带来财产损失,也影响广播电视信号的传播工作,如果工作人员受到雷电侵害,会直接受到生命威胁,瞬间死亡,因此必须做好发射台或发射机房的雷电防护工作才行,保障发射机房能够正常工作,保证相关人员不受生命威胁。另一方面,微电子技术的推广,使得现代设备要求更低的接地电阻,并且还需要抗干扰。
1.3 雷电伤害类型
这里简单分析雷电对于广播电视机房造成伤害的类型,主要有三个方面,1.直击雷:指的是雷电直接击打电视机房,雷电在击打广播电视放射机房的时候会产生非常大的热效应、电效应和机械力,如雷电防护不当,发射机房会直接被摧毁,设备被损坏,也很容易因此可能产生爆炸、爆燃等危害,放射机房彻底损坏,无法工作,而在放射机房内部或周围的相关工作人员会受到雷击、爆炸、爆燃等伤害,很大概率会瞬间死亡;2.感应雷:感应雷顾名思义是“感应”所产生的放电现象,在雷云在放射机房上方积累的时候,会受到下方放射机房中产生静电感应、电磁感应等、雷电直接击中设备或金属线,都有可能导致线路上产生高压,对发射机房中电子设备造成严重破坏,感应雷的危害程度比直击雷稍小,但因感应雷所产生的雷电事故却非常普遍,是所有雷电伤害事故的80%-90%;3.电磁脉冲(EMP):并不直接雷电击打,但输电线路却会形成高电位冲击波,而发射机房中集成电路或各类型电子元件会受到EMP攻击,EMP攻击电子元件的原理很简单,它的持续时间只有数十微秒,但波长范围很广、峰值电压很高,接收到它的电子仪器内产生短时间的强大电流,超过元件的承受能力就會导致损坏。
2. 广播电视发射机房雷电防护的常见策略
2.1 机房外部防雷
发射机房外部的防雷,主要就是避雷针、引下线、接地装置组成的防雷系统,当受到雷电侵害的时候,外部防雷系统能够将雷电流通过导入到地下的接地装置中去,地下接地装置埋设有一定深度,可以将雷电顺利引导流散,避免雷电直接对于发射机房造成伤害。
2.2 机房内部防雷
发射机地方内部的防雷措施有直击雷接闪器防护、屏蔽门、滤波器、波导管等设备,这些设备主要是对发射机房内精密的电子元件来说的,避免精密的电子元件直接受到电磁脉冲的损害,通过这些设施来避免雷电对于发射机房内部设备的损害,但也存在造价昂贵方面的考量。除此之外,用高密度的金属网来达到屏蔽电磁脉冲的影响,也非常常见,包括设备金属外壳、管线金属保护外皮等,同时全部接地形成保护,消除发射机房内设备的电位差,不接地的设施要设置导线使其接地,机房独立接地的接地电阻要小于1欧姆,联合接地的接地电阻要小于4欧姆,也可根据经济性采用高密度铜网和高密度钢网构成的方式,钢网节地,内部铜网悬空,隔离增加电容容积,进而起到滤波效应,地面的话需要考虑静电防护,可铺设静电地板。 2.3 发射机房天线防雷
发射机房天线是机房的重要设施之一,通常在无线发射台的最高处,发射机房天线也能够被看做是一根避雷针,但避雷针的本质作用并不是“避雷”而是“引雷”,天线就像避雷针一样在干着引雷的活,这势必会对天线造成影响,同样需要布置防雷措施才行,而对于发射机房天线的防雷技术,可以加设天线防护设备,同时要做好接地防护,连接接地装置,就像是避雷针防护一样,在雷击情况下,天线引雷,将雷电流导入到地下接地装置中,避免天线造成损坏。
2.4 机房电源防雷
机房電源防雷是雷电防护重点内容之一,可以在电源线路与各个电子工作元件设备的连接之间加设浪涌保护器,从而避免过大电流对精密的电子元件造成影响,同时电源线路以及与工作元件的连接线路与接地网相连接,两个方面齐发力,用接地保护和浪涌保护器来让电源中高电流传导入地下,避免对设备造成损害。是机房的电源接地、防雷接地和防静电接地必须相互独立分开,不得共用一个接地源。
总的来说,发射机房的防雷设施主要有四个模块,也有四个原理:屏蔽、等电位、接地引流、电涌保护器SPD,在日常工作中勤加检查,切实提升防雷有效性。
3. 智能化防护和管理技术的应用
3.1 信息化技术与维护
随着时代的发展,信息技术的应用已经越来越广泛,借助信息技术实现数字化运行,智能化监控,将更加有利于检测发射机房防雷工作的有效性,利用信息化、智能化来完成设备维护工作,在设备上安装无线传感器或其他检测器械,采集发射机房在工作中的运行相关量数据,相关量数据转化为数字量,包括电压、电流、电阻等数据,充分利用利用大数据、工业AI算法等先进技术,通过深度数据挖掘和机器学习,模拟设备运行的规律和机理模型,找出设备运行数据的关联性和差异性,发现问题及时报警,比如SPD全生命周期监测功能和报警功能,电涌保护器SPD实质上一种过电压限制器,可检测其绝缘强度、工作电压等,来确定其工作可靠性,信息化、智能化监控与维护目前看来想要大范围应用还有很长的路要走,未来或许可能发挥重大作用。
3.2 信息化技术与维护的作用
1.实时监控:比如上文提到的SPD全生命周期监测功能和报警功能,电涌保护器SPD实质上一种过电压限制器,可检测其绝缘强度、工作电压等,保证SPD的可靠性,再比如接地装置,因为接地装置深埋地下,可能因土地腐蚀或生锈造成接地电阻增加,电流泄放能力减弱,可加设接地电阻在线检测仪,实时测量接地电阻值,以确保设备的可靠性和安全性。
2.科学建模,有效预防:通过大数据,重视过往防雷系统信息的收集和利用,包括防雷系统的应用日志、维修日志、耗损情况等,以及用雷电峰值检测器来检测雷击数据,通过数据的收集和处理,能够有效解决防雷设施的缺陷问题,提升设备管理的有效性,就能够有效加强发射机房的防雷效用。
3.智能报警:在户外安装一台场雷电预警监测仪,用于实时在线监测一定区域内的雷电活动的变化频率。当雷雨云层形成或靠近的时候,对地静电场的电场强度开始急剧变化,提前侦测雷电的到来,并且能够灵敏的侦测到电场强度的提升,及时报警,提醒野外作业人员停止或暂停室外作业,进入安全地带避雷,防止雷击伤害。
4. 结束语
综上所述,广播电视发射机房通过无线发射的形式,将广播和电视内容传播到区域内的馈线接受中,满足人们的精神文化生活需求,为避免自由空间损耗多设置在高山上,因为其位置特点和电磁特性容易受到雷电的侵害,雷电一旦造成伤害,会造成不可估量的损失,因此需要重视发射机房的雷电防护工作才行,切实提升雷电防护质量。发射机房的防雷设施主要有四个模块:机房外、机房内、天线、电源房内,也有四个原理:屏蔽、等电位、接地引流、电涌保护器SPD,结合上文分析阐述,希望能有帮助。
参考文献:
[1]岳常青.高山无线发射台广播电视发射机房的雷电防护研讨[J].传播力研究,2019,3(06):252-252.
[2]许艳鹏.高山无线发射台广播电视发射机房的雷电防护[J].电子技术与软件工程,2017,000(023):97-97.
【关键词】高山;广播电视发射机房;雷电防护
中图分类号:TN929 文献标识码:A DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.13..012
广播电视发射机房是将音频信号和视频信号调制到高频载波上,通过无线发射的形式,将音频信号和视频信号传播到区域内的每家每户,丰富区域内人们的精神文化生活,有着非常重要的作用,近年来虽然使用率在下降,但却无法替代,无线信号传输都是通过电磁波辐射,传输距离的远近一般和发射功率、自由空间损耗、接收天线增益等因素有关。为了让传播范围更广,通常设置在高山或者高处,其位置特性和电磁特性就导致容易受到雷电的侵害,轻则电子元件受损,设备无法正常使用,重则发射机房会发生爆炸、燃烧事故,对发射机房内工作人员造成严重伤害,因此需要重视发射机房的雷电防护工作才行,切实提升雷电防护质量
1. 对广播电视发射机房、雷电防护等进行概要性分析
1.1 广播电视发射机房
顾名思义其大致分为广播和电视两大类,本质上都是音频信号或视频信号调制到高频载波上,以无线电波的形式辐射出去的过程,因为其电磁波辐射图形,距离远近、空间损耗等都会影响其实际无线发射效果,因此为了减少空间损耗,其多安置在高山上,而在高山上且机房设备会存在电磁感应,很容易受到雷电侵害。
1.2 雷电防护重要性
分析雷电防护的重要性,不如分析雷电对于发射机房的伤害,其主要包括直击雷、雷电效应、电磁脉冲三个方面的危害,雷击过程会产生非常大的热效应、电效应和机械力,会对发射台或发射机房造成严重伤害,设备难以正常运行,带来财产损失,也影响广播电视信号的传播工作,如果工作人员受到雷电侵害,会直接受到生命威胁,瞬间死亡,因此必须做好发射台或发射机房的雷电防护工作才行,保障发射机房能够正常工作,保证相关人员不受生命威胁。另一方面,微电子技术的推广,使得现代设备要求更低的接地电阻,并且还需要抗干扰。
1.3 雷电伤害类型
这里简单分析雷电对于广播电视机房造成伤害的类型,主要有三个方面,1.直击雷:指的是雷电直接击打电视机房,雷电在击打广播电视放射机房的时候会产生非常大的热效应、电效应和机械力,如雷电防护不当,发射机房会直接被摧毁,设备被损坏,也很容易因此可能产生爆炸、爆燃等危害,放射机房彻底损坏,无法工作,而在放射机房内部或周围的相关工作人员会受到雷击、爆炸、爆燃等伤害,很大概率会瞬间死亡;2.感应雷:感应雷顾名思义是“感应”所产生的放电现象,在雷云在放射机房上方积累的时候,会受到下方放射机房中产生静电感应、电磁感应等、雷电直接击中设备或金属线,都有可能导致线路上产生高压,对发射机房中电子设备造成严重破坏,感应雷的危害程度比直击雷稍小,但因感应雷所产生的雷电事故却非常普遍,是所有雷电伤害事故的80%-90%;3.电磁脉冲(EMP):并不直接雷电击打,但输电线路却会形成高电位冲击波,而发射机房中集成电路或各类型电子元件会受到EMP攻击,EMP攻击电子元件的原理很简单,它的持续时间只有数十微秒,但波长范围很广、峰值电压很高,接收到它的电子仪器内产生短时间的强大电流,超过元件的承受能力就會导致损坏。
2. 广播电视发射机房雷电防护的常见策略
2.1 机房外部防雷
发射机房外部的防雷,主要就是避雷针、引下线、接地装置组成的防雷系统,当受到雷电侵害的时候,外部防雷系统能够将雷电流通过导入到地下的接地装置中去,地下接地装置埋设有一定深度,可以将雷电顺利引导流散,避免雷电直接对于发射机房造成伤害。
2.2 机房内部防雷
发射机地方内部的防雷措施有直击雷接闪器防护、屏蔽门、滤波器、波导管等设备,这些设备主要是对发射机房内精密的电子元件来说的,避免精密的电子元件直接受到电磁脉冲的损害,通过这些设施来避免雷电对于发射机房内部设备的损害,但也存在造价昂贵方面的考量。除此之外,用高密度的金属网来达到屏蔽电磁脉冲的影响,也非常常见,包括设备金属外壳、管线金属保护外皮等,同时全部接地形成保护,消除发射机房内设备的电位差,不接地的设施要设置导线使其接地,机房独立接地的接地电阻要小于1欧姆,联合接地的接地电阻要小于4欧姆,也可根据经济性采用高密度铜网和高密度钢网构成的方式,钢网节地,内部铜网悬空,隔离增加电容容积,进而起到滤波效应,地面的话需要考虑静电防护,可铺设静电地板。 2.3 发射机房天线防雷
发射机房天线是机房的重要设施之一,通常在无线发射台的最高处,发射机房天线也能够被看做是一根避雷针,但避雷针的本质作用并不是“避雷”而是“引雷”,天线就像避雷针一样在干着引雷的活,这势必会对天线造成影响,同样需要布置防雷措施才行,而对于发射机房天线的防雷技术,可以加设天线防护设备,同时要做好接地防护,连接接地装置,就像是避雷针防护一样,在雷击情况下,天线引雷,将雷电流导入到地下接地装置中,避免天线造成损坏。
2.4 机房电源防雷
机房電源防雷是雷电防护重点内容之一,可以在电源线路与各个电子工作元件设备的连接之间加设浪涌保护器,从而避免过大电流对精密的电子元件造成影响,同时电源线路以及与工作元件的连接线路与接地网相连接,两个方面齐发力,用接地保护和浪涌保护器来让电源中高电流传导入地下,避免对设备造成损害。是机房的电源接地、防雷接地和防静电接地必须相互独立分开,不得共用一个接地源。
总的来说,发射机房的防雷设施主要有四个模块,也有四个原理:屏蔽、等电位、接地引流、电涌保护器SPD,在日常工作中勤加检查,切实提升防雷有效性。
3. 智能化防护和管理技术的应用
3.1 信息化技术与维护
随着时代的发展,信息技术的应用已经越来越广泛,借助信息技术实现数字化运行,智能化监控,将更加有利于检测发射机房防雷工作的有效性,利用信息化、智能化来完成设备维护工作,在设备上安装无线传感器或其他检测器械,采集发射机房在工作中的运行相关量数据,相关量数据转化为数字量,包括电压、电流、电阻等数据,充分利用利用大数据、工业AI算法等先进技术,通过深度数据挖掘和机器学习,模拟设备运行的规律和机理模型,找出设备运行数据的关联性和差异性,发现问题及时报警,比如SPD全生命周期监测功能和报警功能,电涌保护器SPD实质上一种过电压限制器,可检测其绝缘强度、工作电压等,来确定其工作可靠性,信息化、智能化监控与维护目前看来想要大范围应用还有很长的路要走,未来或许可能发挥重大作用。
3.2 信息化技术与维护的作用
1.实时监控:比如上文提到的SPD全生命周期监测功能和报警功能,电涌保护器SPD实质上一种过电压限制器,可检测其绝缘强度、工作电压等,保证SPD的可靠性,再比如接地装置,因为接地装置深埋地下,可能因土地腐蚀或生锈造成接地电阻增加,电流泄放能力减弱,可加设接地电阻在线检测仪,实时测量接地电阻值,以确保设备的可靠性和安全性。
2.科学建模,有效预防:通过大数据,重视过往防雷系统信息的收集和利用,包括防雷系统的应用日志、维修日志、耗损情况等,以及用雷电峰值检测器来检测雷击数据,通过数据的收集和处理,能够有效解决防雷设施的缺陷问题,提升设备管理的有效性,就能够有效加强发射机房的防雷效用。
3.智能报警:在户外安装一台场雷电预警监测仪,用于实时在线监测一定区域内的雷电活动的变化频率。当雷雨云层形成或靠近的时候,对地静电场的电场强度开始急剧变化,提前侦测雷电的到来,并且能够灵敏的侦测到电场强度的提升,及时报警,提醒野外作业人员停止或暂停室外作业,进入安全地带避雷,防止雷击伤害。
4. 结束语
综上所述,广播电视发射机房通过无线发射的形式,将广播和电视内容传播到区域内的馈线接受中,满足人们的精神文化生活需求,为避免自由空间损耗多设置在高山上,因为其位置特点和电磁特性容易受到雷电的侵害,雷电一旦造成伤害,会造成不可估量的损失,因此需要重视发射机房的雷电防护工作才行,切实提升雷电防护质量。发射机房的防雷设施主要有四个模块:机房外、机房内、天线、电源房内,也有四个原理:屏蔽、等电位、接地引流、电涌保护器SPD,结合上文分析阐述,希望能有帮助。
参考文献:
[1]岳常青.高山无线发射台广播电视发射机房的雷电防护研讨[J].传播力研究,2019,3(06):252-252.
[2]许艳鹏.高山无线发射台广播电视发射机房的雷电防护[J].电子技术与软件工程,2017,000(023):97-97.