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【摘 要】 永泰县通天隔广播电视转播台为永泰县高山电视转播台站，笔者结合其电视转播的特殊用途，对其防雷工程依据现有资料及相关规范提出相应设计方案，同时结合自身多年防雷从业经验，提出相关设计探讨，以期寻求较为完善和针对性的雷电防护方案，从而保证台站的安全运营。
【关键词】 电视转播；防雷工程；设计；探究
一、引言
随着广播电视事业的发展，广播电视节目越来越成为人们文化休闲生活的重要内容和不可或缺的元素。而作为广播电视安全传输的重要载体，广播电视转播台的安全运营对广播电视事业整体有序发展有着极其重大的意义。笔者从所在地永泰县通天隔广播电视转播台防雷工程着手，以一名防雷从业者的角度探讨防雷工程对广电事业安全运营的重要作用，并提出相应的工程改进建议及措施，以期使得该工程对项目起到较为有效雷电安全防护。
二、雷电简析及危害探究
雷电是一种对国民经济和军事活动影响较大的灾害性天气现象，被联合国确定为对人类造成最为严重的十大自然灾害之一[1]。它是雷云对地或雷云之间剧烈放电的一种现象，它具有电流的一切效应，其高电压可达数百千伏，大电流可高达数百千安，电流变化率一次放电约为40μs。其释放的脉冲电流会产生巨大的热能、机械能并诱发脉冲过电压、过电流，同时感应产生强磁场，从而造成建筑物倒塌、起火、人员伤亡、通信中断、设备损害、系统瘫痪等严重后果。而雷电对于广播电视转播台的侵害，主要表现在以下几个方面：
1、直击雷侵害
直击雷指的是雷电对地面的突出物体以及其他各种电力装置进行的直接放电。直击雷所含的电流巨大，电压可达数百伏甚至更高，可导致产生电效应、电动力效应或者热效应[2]，造成设备烧毁或电路故障等危害，这样强大的电流通过击中物体入地，其释放能量大，放电时间短，从而使得影响范围虽较小，但破坏性较大。其在广电设施上主要是通过广播电视发射设施、设备或者是相应电力装置侵入产生危害。
2、感应雷侵害
感应雷通常是由于电场感应或静电感应的作用，雷电通过击中物体从先导放电转变为主导放电，让金属体的表面产生非常高的电压而放电的过程。其对广电设施的侵害一方面是由于雷雨云层中大量的带点粒子，与地面雷电区域内的物体发生感应，产生不易泄放的高电压，造成对地面物体的危害，其主要针对广播电视发射架等较高或其他尖锐的设施；另一方面是在云层发生雷闪时（主要是云地闪放电），产生雷电流脉冲，与地面较近的物体上感应出高电压或者较大电流，对广电内部相关设备造成危害。雷电感应虽然没有雷电直击造成的危害大，但雷电感应危害发生的概率要远远高于雷电直击[3]，属于高山广播台站事故的主因。
3、雷电浪涌（雷电波）侵害
当输出架空线路或者金属管道受到感应雷或直接雷击中时，往往会产生一种高电位冲击波，这种冲击波会沿着线路的各个方向快速传播，侵入到广播电视发射台内部，形成干扰源，造成对发射设备、线路的损害，严重影响广播电视的播放效果。也属于感应雷或直击雷的衍生侵害。
4、地电位反击侵害
地电位反击危害，在雷电击中广播电视发射台设备防雷设施，并通过防雷设施入地时，由于防雷装置、引下线、接地体的电位会在短时间内升高到数万或数十万伏，而现阶段防雷与电气、保护等共用同一地网，通过地网导通，对广播电视发射设备、人员造成反击危害。地电位反击危害属于次生危害，其破坏性及发生概率要远小于前述几种雷电侵害。
三、通天隔廣播电视转播台防雷工程设计
永泰县通天隔广播电视转播台，高山海拔高度约为707米，站内设有多座电视、广播、微波发射天线承担发射工作，台站内为一座3层楼建筑物，机房位于2楼，在机房内将安装大量设备如调频发射机，微波收信机，电视发射机，广播电视监控设备等模拟及数字式弱电设备。站点处于气候条件较为恶劣的高山地带，其施工设计依据雷电对广电台站的集中主要侵害方式，同时结合雷电入侵广播电视设备的主要途径：直击雷袭击，电源线路侵入，天馈线路侵人，信号线路侵入，地电位反击引起等[4]，工程设计提出了较为细致的针对措施：
1、防直击雷
采用架设一定高度的接闪杆，在建筑物屋面四周沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击部分敷设接闪带作为发射信号天线及建筑物防直击雷的主要措施，其工作原理是通过在地下消耗直击雷的能量，达到保护地上建筑物目的，即闪电通过接闪器，沿着引下线进入接地装置从而导入地下。
在采取接闪防直击雷时，应该注意以下问题：（1）与楼顶的各种金属类物品连接的导线必须与必须与屋面接闪带等可靠焊接；（2）建筑物应装设环向垂直距离小于12m的均压环；（3）各类金属结构均应与均压环可靠连接。
2、电源线路防雷
低频段是雷电能量的主要集中段，在该频率易于相近的工频的能量谐波分量发生耦合谐波，同时由于交流电网的作用面积较大，使得从电源路途经破坏电子设备[5]。针对于此，应（1）在电力变压器高压侧安装了阀式高压避雷器雷器。（2）在LPZ0B-LPZ1交界区：即总配电处、发电机房等安设第一级电涌保护器；在LPZ1-LPZ2交界区：即机房稳压电源输入端、楼层配电箱、发电机房配电控制柜等安设第二级电涌保护器；在LPZ2-LPZ3交界区：即机房稳压电源输出端等精密电气重点保护区域安装第三级电涌保护器。（3）电源线路屏蔽层在进入各防雷区划时，需与等电位LEB、MEB排等做重复接地。
3、天馈线路防雷
与广播电视系统相关的设备，需要收发信号，因此将天馈系统按照在高楼顶或高架铁塔上，导致雷击通过天馈系统破坏电子设备的概率很大。因此针对于此天馈线主要采取（1）天面天馈线穿管屏蔽，同时屏蔽层与接闪装置良好搭接，消除其因雷击产生的电位差。（2）入户天馈线其线缆屏蔽层需与PE线连接，以消除部分直击雷电流。（3）逐级安设天馈线浪涌保护器，有效消除雷电波侵害的影响。 4、信号线路防雷
雷电造成线路信号损失的原因是，在电磁脉冲受到雷电干扰时，形成交变电磁场[5]，导体的感抗和容抗变得很大，形成较大的电位差，同时雷电电磁波在电缆表面传播时会形成驻波，强烈干扰使用中的设备，因在其接口处形成过电压造成设备损坏。
为了避免这种雷电对信号线缆的侵害，相关防雷设计主要采取了加强对电缆的屏蔽，保证电缆外金属皮接地良好，及时分离信息与雷电通道，分离管件即为信号浪涌保护器，截断雷电侵入波，从而起到很好的防护效果。
5、防止地电位反击
防雷设计避免电位反击的方法，是将防雷地、工作地、保护地等地系统连接成一个接地网形成等电位，使得各种导体处均形成一个整体，保持电位相等，使得电位共同升高，避免电位反击。发射机及其他微电子会产生地波干扰，因此单独设置防干扰工作。
6、接地装置
接地是防雷技术中最为重要的环节，对雷电电磁脉冲和其它的雷电形式，最终都是要把雷电流通过引下线泄放入大地。一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证。营造一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。而针对广播电视台的相关设计其防直击雷地网、防闪电感应地网和电气系统地网采用共用接地系统，要求接地装置的工频接地电阻不宜大于4Ω。如条件许可，可先采用自然接地体（如桩基等），在接地电阻达不到规范要求时，在周边布设一个合理的人工地网，接地装置采取相应的措施，以防止跨步电压和接触电压。
四、防雷工程设计探究
永泰县通天隔广播电视转播台防雷工程设计虽然已经针对雷电防护的多个方面，具有详细的涉及，但是笔者根据自己多年一线从业经验，在其中不乏防雷设计中发现仍存在部分不足，故结合永泰县通天隔特殊的高山地理位置，提出了一些更加细化的防雷措施：
1、在对高山台站防雷问题的调研中发现，高上台每年感雷是平地台站的3-5倍[6]。而高山台站高压进户线因资金问题，多半是架空裸线，由山下架杆沿山坡蔓延引入山上进户，存在着大概率的遭受雷击的隐患，而现阶段全段线路埋地不仅极为耗费人力物力，同时不具可操作性，但将其入户端前部分上架空线路（一般≥15米），穿管埋地敷设引入，同时屏蔽管道与人工地网连接，可起到很好的雷电流泄放效果，从而使得雷电防护更加到位。
2、通天隔广播电视台各建筑物皆为砖混结构，构成了室内电子设备的初级屏蔽，部分衰减雷电电磁场；而内部桥架的等电位连接并未在防雷设计中提及，其实作为线缆的初级屏蔽层，桥架的良好接地，将对天馈线、强弱电入户线路等起到很好的防感應和防电磁脉冲，同时线路外皮就近与金属桥架连接，可使得连接距离最短化，也利于其中过高浪涌的泄放。
3、因接闪装置引雷会产生二次感应雷击或地电位反击，从而破坏广播电视设备，因此应尽可能的降低此类雷电危害。相关防雷设计笔者认为其一，要做到内部各金属部件及其他导电构件的完全等电位，消除各处电位差，从而使得二次感应雷危害减弱；其二，在较为敏感的设备接地端，设置隔离防雷器，在有雷电高电压大电流情况下导通，而雷电流通过其他方式泄如地网时，由于有相关隔离措施，不会对想过敏感设备产生危害，从而确保工作系统安全。
五、总结
本文提及的永泰永泰县通天隔广播电视转播台的雷电防护，并非有了完整和合理的防雷设计及有质量的防雷施工就可以高枕无忧。在设计施工形成有效的防雷系统之后还要加强后期维护。雷雨季节，加强外观巡视，经常检查防雷设备的性能标识，及时更换失效设备，每年至少在雨季来临之前，由专业防雷机构对防雷系统进行一次全面的防雷安全装置检测。以确保防雷装置有效，同时时刻保持安全这根弦不放松，才能保证广电事业的安全运营。
参考文献：
[1]胡占平，高山广播电视台站的防雷[J].卫星电视与宽带多媒体.2009.（15）
[2]李成峰；胡立君.广播电视发射台防雷问题浅析[J].硅谷.2012.（03）
[3]闫旭东；姚天明.关于广播电视高山台站防雷减灾措施与应用技术实践[J].电子世界2012.（03）
[4]刘大中.广播电视系统防雷技术分析[J].科技传播.2012.（20）
[5]林琳；代明.基站综合防雷设计方案[J].移动通信.2011.（20）
[6]陈忠.广播电视台站防雷的措施探究[J].网络与信息.2012.（08）
【关键词】 电视转播；防雷工程；设计；探究
一、引言
随着广播电视事业的发展，广播电视节目越来越成为人们文化休闲生活的重要内容和不可或缺的元素。而作为广播电视安全传输的重要载体，广播电视转播台的安全运营对广播电视事业整体有序发展有着极其重大的意义。笔者从所在地永泰县通天隔广播电视转播台防雷工程着手，以一名防雷从业者的角度探讨防雷工程对广电事业安全运营的重要作用，并提出相应的工程改进建议及措施，以期使得该工程对项目起到较为有效雷电安全防护。
二、雷电简析及危害探究
雷电是一种对国民经济和军事活动影响较大的灾害性天气现象，被联合国确定为对人类造成最为严重的十大自然灾害之一[1]。它是雷云对地或雷云之间剧烈放电的一种现象，它具有电流的一切效应，其高电压可达数百千伏，大电流可高达数百千安，电流变化率一次放电约为40μs。其释放的脉冲电流会产生巨大的热能、机械能并诱发脉冲过电压、过电流，同时感应产生强磁场，从而造成建筑物倒塌、起火、人员伤亡、通信中断、设备损害、系统瘫痪等严重后果。而雷电对于广播电视转播台的侵害，主要表现在以下几个方面：
1、直击雷侵害
直击雷指的是雷电对地面的突出物体以及其他各种电力装置进行的直接放电。直击雷所含的电流巨大，电压可达数百伏甚至更高，可导致产生电效应、电动力效应或者热效应[2]，造成设备烧毁或电路故障等危害，这样强大的电流通过击中物体入地，其释放能量大，放电时间短，从而使得影响范围虽较小，但破坏性较大。其在广电设施上主要是通过广播电视发射设施、设备或者是相应电力装置侵入产生危害。
2、感应雷侵害
感应雷通常是由于电场感应或静电感应的作用，雷电通过击中物体从先导放电转变为主导放电，让金属体的表面产生非常高的电压而放电的过程。其对广电设施的侵害一方面是由于雷雨云层中大量的带点粒子，与地面雷电区域内的物体发生感应，产生不易泄放的高电压，造成对地面物体的危害，其主要针对广播电视发射架等较高或其他尖锐的设施；另一方面是在云层发生雷闪时（主要是云地闪放电），产生雷电流脉冲，与地面较近的物体上感应出高电压或者较大电流，对广电内部相关设备造成危害。雷电感应虽然没有雷电直击造成的危害大，但雷电感应危害发生的概率要远远高于雷电直击[3]，属于高山广播台站事故的主因。
3、雷电浪涌（雷电波）侵害
当输出架空线路或者金属管道受到感应雷或直接雷击中时，往往会产生一种高电位冲击波，这种冲击波会沿着线路的各个方向快速传播，侵入到广播电视发射台内部，形成干扰源，造成对发射设备、线路的损害，严重影响广播电视的播放效果。也属于感应雷或直击雷的衍生侵害。
4、地电位反击侵害
地电位反击危害，在雷电击中广播电视发射台设备防雷设施，并通过防雷设施入地时，由于防雷装置、引下线、接地体的电位会在短时间内升高到数万或数十万伏，而现阶段防雷与电气、保护等共用同一地网，通过地网导通，对广播电视发射设备、人员造成反击危害。地电位反击危害属于次生危害，其破坏性及发生概率要远小于前述几种雷电侵害。
三、通天隔廣播电视转播台防雷工程设计
永泰县通天隔广播电视转播台，高山海拔高度约为707米，站内设有多座电视、广播、微波发射天线承担发射工作，台站内为一座3层楼建筑物，机房位于2楼，在机房内将安装大量设备如调频发射机，微波收信机，电视发射机，广播电视监控设备等模拟及数字式弱电设备。站点处于气候条件较为恶劣的高山地带，其施工设计依据雷电对广电台站的集中主要侵害方式，同时结合雷电入侵广播电视设备的主要途径：直击雷袭击，电源线路侵入，天馈线路侵人，信号线路侵入，地电位反击引起等[4]，工程设计提出了较为细致的针对措施：
1、防直击雷
采用架设一定高度的接闪杆，在建筑物屋面四周沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击部分敷设接闪带作为发射信号天线及建筑物防直击雷的主要措施，其工作原理是通过在地下消耗直击雷的能量，达到保护地上建筑物目的，即闪电通过接闪器，沿着引下线进入接地装置从而导入地下。
在采取接闪防直击雷时，应该注意以下问题：（1）与楼顶的各种金属类物品连接的导线必须与必须与屋面接闪带等可靠焊接；（2）建筑物应装设环向垂直距离小于12m的均压环；（3）各类金属结构均应与均压环可靠连接。
2、电源线路防雷
低频段是雷电能量的主要集中段，在该频率易于相近的工频的能量谐波分量发生耦合谐波，同时由于交流电网的作用面积较大，使得从电源路途经破坏电子设备[5]。针对于此，应（1）在电力变压器高压侧安装了阀式高压避雷器雷器。（2）在LPZ0B-LPZ1交界区：即总配电处、发电机房等安设第一级电涌保护器；在LPZ1-LPZ2交界区：即机房稳压电源输入端、楼层配电箱、发电机房配电控制柜等安设第二级电涌保护器；在LPZ2-LPZ3交界区：即机房稳压电源输出端等精密电气重点保护区域安装第三级电涌保护器。（3）电源线路屏蔽层在进入各防雷区划时，需与等电位LEB、MEB排等做重复接地。
3、天馈线路防雷
与广播电视系统相关的设备，需要收发信号，因此将天馈系统按照在高楼顶或高架铁塔上，导致雷击通过天馈系统破坏电子设备的概率很大。因此针对于此天馈线主要采取（1）天面天馈线穿管屏蔽，同时屏蔽层与接闪装置良好搭接，消除其因雷击产生的电位差。（2）入户天馈线其线缆屏蔽层需与PE线连接，以消除部分直击雷电流。（3）逐级安设天馈线浪涌保护器，有效消除雷电波侵害的影响。 4、信号线路防雷
雷电造成线路信号损失的原因是，在电磁脉冲受到雷电干扰时，形成交变电磁场[5]，导体的感抗和容抗变得很大，形成较大的电位差，同时雷电电磁波在电缆表面传播时会形成驻波，强烈干扰使用中的设备，因在其接口处形成过电压造成设备损坏。
为了避免这种雷电对信号线缆的侵害，相关防雷设计主要采取了加强对电缆的屏蔽，保证电缆外金属皮接地良好，及时分离信息与雷电通道，分离管件即为信号浪涌保护器，截断雷电侵入波，从而起到很好的防护效果。
5、防止地电位反击
防雷设计避免电位反击的方法，是将防雷地、工作地、保护地等地系统连接成一个接地网形成等电位，使得各种导体处均形成一个整体，保持电位相等，使得电位共同升高，避免电位反击。发射机及其他微电子会产生地波干扰，因此单独设置防干扰工作。
6、接地装置
接地是防雷技术中最为重要的环节，对雷电电磁脉冲和其它的雷电形式，最终都是要把雷电流通过引下线泄放入大地。一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证。营造一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。而针对广播电视台的相关设计其防直击雷地网、防闪电感应地网和电气系统地网采用共用接地系统，要求接地装置的工频接地电阻不宜大于4Ω。如条件许可，可先采用自然接地体（如桩基等），在接地电阻达不到规范要求时，在周边布设一个合理的人工地网，接地装置采取相应的措施，以防止跨步电压和接触电压。
四、防雷工程设计探究
永泰县通天隔广播电视转播台防雷工程设计虽然已经针对雷电防护的多个方面，具有详细的涉及，但是笔者根据自己多年一线从业经验，在其中不乏防雷设计中发现仍存在部分不足，故结合永泰县通天隔特殊的高山地理位置，提出了一些更加细化的防雷措施：
1、在对高山台站防雷问题的调研中发现，高上台每年感雷是平地台站的3-5倍[6]。而高山台站高压进户线因资金问题，多半是架空裸线，由山下架杆沿山坡蔓延引入山上进户，存在着大概率的遭受雷击的隐患，而现阶段全段线路埋地不仅极为耗费人力物力，同时不具可操作性，但将其入户端前部分上架空线路（一般≥15米），穿管埋地敷设引入，同时屏蔽管道与人工地网连接，可起到很好的雷电流泄放效果，从而使得雷电防护更加到位。
2、通天隔广播电视台各建筑物皆为砖混结构，构成了室内电子设备的初级屏蔽，部分衰减雷电电磁场；而内部桥架的等电位连接并未在防雷设计中提及，其实作为线缆的初级屏蔽层，桥架的良好接地，将对天馈线、强弱电入户线路等起到很好的防感應和防电磁脉冲，同时线路外皮就近与金属桥架连接，可使得连接距离最短化，也利于其中过高浪涌的泄放。
3、因接闪装置引雷会产生二次感应雷击或地电位反击，从而破坏广播电视设备，因此应尽可能的降低此类雷电危害。相关防雷设计笔者认为其一，要做到内部各金属部件及其他导电构件的完全等电位，消除各处电位差，从而使得二次感应雷危害减弱；其二，在较为敏感的设备接地端，设置隔离防雷器，在有雷电高电压大电流情况下导通，而雷电流通过其他方式泄如地网时，由于有相关隔离措施，不会对想过敏感设备产生危害，从而确保工作系统安全。
五、总结
本文提及的永泰永泰县通天隔广播电视转播台的雷电防护，并非有了完整和合理的防雷设计及有质量的防雷施工就可以高枕无忧。在设计施工形成有效的防雷系统之后还要加强后期维护。雷雨季节，加强外观巡视，经常检查防雷设备的性能标识，及时更换失效设备，每年至少在雨季来临之前，由专业防雷机构对防雷系统进行一次全面的防雷安全装置检测。以确保防雷装置有效，同时时刻保持安全这根弦不放松，才能保证广电事业的安全运营。
参考文献：
[1]胡占平，高山广播电视台站的防雷[J].卫星电视与宽带多媒体.2009.（15）
[2]李成峰；胡立君.广播电视发射台防雷问题浅析[J].硅谷.2012.（03）
[3]闫旭东；姚天明.关于广播电视高山台站防雷减灾措施与应用技术实践[J].电子世界2012.（03）
[4]刘大中.广播电视系统防雷技术分析[J].科技传播.2012.（20）
[5]林琳；代明.基站综合防雷设计方案[J].移动通信.2011.（20）
[6]陈忠.广播电视台站防雷的措施探究[J].网络与信息.2012.（08）