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摘 要:广播电视是人们休闲娱乐的主要方式,在人们日常生活中占据着重要地位,确保广播电视节目的正常播出,是现代人们生活的一项必然要求。广播电视发射台作为节目信息发射、接收的核心环节,一旦出现问题,就会对节目播出质量产生不良影响,确保广播电视发射台安全十分重要。雷电对广播电视技术设施以及一系列技术中危害很大,本文就对广播电视发射台的避雷防雷技术进行深入探讨,并对避雷技术的必要性、雷击分类等进行分析,进而提出了一些对策措施,以增强避雷与策略在广播电视中的应用效率。
关键词:广播电视;发射台;雷击危害;防雷击;策略
1 避雷技术必要性
雷电是一种自然现象,其破坏力相当大,在有雷电的天气里,每瞬间的电压达数百万伏的电压或上千安的电流,这极大电流所产生的各种如电磁效益、热效应等破坏力是极强的,危害性也很大,破坏面积大、范围覆盖领域广。为确保广播电视信号质量的优良,发射台通常是被建设在相对较高位置的,更容易受到雷击的影响,提高发射台对雷击的防范能力,是当前广播电视行业的一项重要工作。
2 广播电视发射台雷击分类危害概述
2.1 直击雷
直接雷是指地面凸起物(比如山峰)与带电云层间产生的迅猛发电而形成的一种雷电,雷云对设备直接放电。这种模式能量很大,可以在极短时间内对设备产生极大破坏性,当这放电能量流入地面,将产生破坏性很大的热效应和机械效应,直接对设备或人破坏或致死,如果广播电视发射台背直击雷击中,在会在瞬间产生200kA的冲击电流,这种高冲击电流会对发射台产生极大的冲击电压波,进而毁坏发射台的设备绝缘,造成绝缘炸裂等后果。
2.2 感应雷
雷云放电时所产生的静电和电磁感应。静电是由于带电云层与地面接近到一定程度时,受地面突起物的诱导,带电云层会释放大量的异性电荷,感应会以雷电波的形式,迅速蔓延到周边环境中,其中,发射台就属于地面突起物的一种。电磁感应是指在发生雷击事故后,产生的雷电流会导致周边环境出现强磁场,在此磁场中的金属导体在电磁感应下,会出现高电压,对导体形成二次放电,破坏各种电气设备。
2.3 球形雷
球形雷是指在出现雷暴现象时,会直接形成闪电球,其時间、直径可以达到2min、15~40cm,此种雷会随着气流波动,在近地空区域中进行自由飘动,如果在飘动过程中与广播电视发射台发生接触,球形雷就会爆炸,大面积毁坏发射台,给发射台造成严重损失,是一种不确定性的危害。
2.4 雷电波
就是雷击后发生的感应雷,这感应雷将从各个方向传播,形成了高电位冲击波。这波传播速度很快,传播无规律性,这对广播电视播出的环节有很大的干扰,并且还形成干扰源,极大冲击波还对电源也造成破坏。
3 广播电视发射台防雷击策略
广播电视发射台包括多个组成部分,在防雷击时,需要从整体考虑,结合防雷等级标准与要求,参照发射台建筑设施、设备分布等实际情况,来采取切实有效的防雷击策略。
3.1 发射塔的防雷击策略
在广播电视发射台的建设中,为确保有足够的信号接收范围,有许多都是直接建立在山顶上的,其本身就具有一定“引雷器”属性,做好发射塔的防雷,是最为基本的一个方面,其策略有以下几点。首先,在发射塔建设时,需要严格按照国家对建筑物防雷的相关要求以及标准,扩大保护范围的余量,做好避雷针设计,避雷针安装应尽量能够减轻雷击二次效应。其次,在发射台建设时,还需要重视防雷地网的设计,最好在天线接地处布置大范围的地网,并把之埋在地下,同时设置一个具备避雷标准的电子回路。在此安装的避雷针,其高度必须要高于天线,这样才保证雷电先通过避雷系统下到地面,降低雷击电流对发射台各设备造成的伤害,最大程度的确保设备安全,达到避雷的效果。在铁塔塔基建设中,由于发射台所处的环境大多为石质、干燥土壤,其导电能力较低,需要综合考虑接地网形状、发射塔防雷等级、天线塔类型等多方面因素,采取向回填土中加入中性降阻剂等方式,降低接地电阻,确保接地电阻达到防雷要求,常用的中性降阻剂有木炭屑、食盐等。一般来说,重要发射台、一般发射台天线塔的接地电阻应分别控制在5Ω、10Ω以下。最后,对于不在天线塔避雷系统保护范围中的建筑物,需要对其进行单独的防雷设计,通常采取的多支避雷针保护方式,如果建筑物所处地形较为突出,容易出现较低的带电云层,除了避雷针外,还需要设置消雷器,在建筑物房顶、房角以及围墙等位置,安装避雷带和均压网,并根据建筑物布局情况,设计合理引流线,引流线数量不宜过少,确保引流能力良好。
3.2 电源系统的防雷击策略
在广播电视发射台中,绝大部分雷击都是因为供电系统因素导致的,特别是感应雷,容易产生峰值较大的电压,造成电气设备的严重损害,是发射台较为常见的一种雷击事故。对此,在广播电视台的防雷中,需要做好供电系统的防雷设计,通过分层设防的方式,减轻供电系统因素导致的雷击,从而有效降低雷击事故的发生。
3.3 室内设施的防雷击策略
室内设施是发射台的核心组成部分,也是较为容易损坏的部分,其防雷策略主要包括以下三个方面:一是等电位防雷,结合室内设备的具体放置情况,来设计合理的接地网,使用铜线作为接地网线,并与室外地网间通过多个节点连接在一起,构成等电位环境,避免出现室内电位过高,损害设备;二是做好设备接地处理,对于室内设施的各种接地,包括电源接地、工作线接地以及外壳接地、内屏蔽接地等,都应当采取统一的接地方式,并与是房间地网就近连接在仪器;三是做好建筑金属物的防雷,对于设备中的各种金属物,比如暖气管、铝合金窗、桥架等,其本身都是一种导体,需要通过母线来直接与地网、接地体等连接,且需遵循就近连接的原则,避免金属物引发感应电流。
3.4 室外引入线的防雷击策略
在广播发射台中,有许多室外引入线,包括发射设备馈线、照明系统电源线、通信线、音视频信号传输线以及其它的管道、固定架等,这些室外引入线都很容易将感应雷、感应电压引入到室内,造成设备的损坏,所以,必须做好室外引入线的防雷。
4 结论
雷击对广播电视技术设施和设备的制作、传输、接收、网络和通信等技术系统危害相当大,特别是威胁广播电视发射台安全运行的重要因素,做好发射塔防雷击工作,对广播电视工作的顺利进行有着重大意义。
参考文献:
[1]王瑛,张媛.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2015(10):42.
[2]李朝阳.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].无线互联科技,2014(8):197.
[3]张广岩.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2013(3):85.
[4]任和平.高山广播电视发射台的防雷电措施探讨[J].中国传媒科技,2013(6):177-178.
[5]雷丰瑞.某广播电视发射站防雷技术研究[D].长沙:长沙理工大学,2012.
[6]范会雨.某广播电视发射站防雷技术研究[J].中国传媒科技,2014(08).
关键词:广播电视;发射台;雷击危害;防雷击;策略
1 避雷技术必要性
雷电是一种自然现象,其破坏力相当大,在有雷电的天气里,每瞬间的电压达数百万伏的电压或上千安的电流,这极大电流所产生的各种如电磁效益、热效应等破坏力是极强的,危害性也很大,破坏面积大、范围覆盖领域广。为确保广播电视信号质量的优良,发射台通常是被建设在相对较高位置的,更容易受到雷击的影响,提高发射台对雷击的防范能力,是当前广播电视行业的一项重要工作。
2 广播电视发射台雷击分类危害概述
2.1 直击雷
直接雷是指地面凸起物(比如山峰)与带电云层间产生的迅猛发电而形成的一种雷电,雷云对设备直接放电。这种模式能量很大,可以在极短时间内对设备产生极大破坏性,当这放电能量流入地面,将产生破坏性很大的热效应和机械效应,直接对设备或人破坏或致死,如果广播电视发射台背直击雷击中,在会在瞬间产生200kA的冲击电流,这种高冲击电流会对发射台产生极大的冲击电压波,进而毁坏发射台的设备绝缘,造成绝缘炸裂等后果。
2.2 感应雷
雷云放电时所产生的静电和电磁感应。静电是由于带电云层与地面接近到一定程度时,受地面突起物的诱导,带电云层会释放大量的异性电荷,感应会以雷电波的形式,迅速蔓延到周边环境中,其中,发射台就属于地面突起物的一种。电磁感应是指在发生雷击事故后,产生的雷电流会导致周边环境出现强磁场,在此磁场中的金属导体在电磁感应下,会出现高电压,对导体形成二次放电,破坏各种电气设备。
2.3 球形雷
球形雷是指在出现雷暴现象时,会直接形成闪电球,其時间、直径可以达到2min、15~40cm,此种雷会随着气流波动,在近地空区域中进行自由飘动,如果在飘动过程中与广播电视发射台发生接触,球形雷就会爆炸,大面积毁坏发射台,给发射台造成严重损失,是一种不确定性的危害。
2.4 雷电波
就是雷击后发生的感应雷,这感应雷将从各个方向传播,形成了高电位冲击波。这波传播速度很快,传播无规律性,这对广播电视播出的环节有很大的干扰,并且还形成干扰源,极大冲击波还对电源也造成破坏。
3 广播电视发射台防雷击策略
广播电视发射台包括多个组成部分,在防雷击时,需要从整体考虑,结合防雷等级标准与要求,参照发射台建筑设施、设备分布等实际情况,来采取切实有效的防雷击策略。
3.1 发射塔的防雷击策略
在广播电视发射台的建设中,为确保有足够的信号接收范围,有许多都是直接建立在山顶上的,其本身就具有一定“引雷器”属性,做好发射塔的防雷,是最为基本的一个方面,其策略有以下几点。首先,在发射塔建设时,需要严格按照国家对建筑物防雷的相关要求以及标准,扩大保护范围的余量,做好避雷针设计,避雷针安装应尽量能够减轻雷击二次效应。其次,在发射台建设时,还需要重视防雷地网的设计,最好在天线接地处布置大范围的地网,并把之埋在地下,同时设置一个具备避雷标准的电子回路。在此安装的避雷针,其高度必须要高于天线,这样才保证雷电先通过避雷系统下到地面,降低雷击电流对发射台各设备造成的伤害,最大程度的确保设备安全,达到避雷的效果。在铁塔塔基建设中,由于发射台所处的环境大多为石质、干燥土壤,其导电能力较低,需要综合考虑接地网形状、发射塔防雷等级、天线塔类型等多方面因素,采取向回填土中加入中性降阻剂等方式,降低接地电阻,确保接地电阻达到防雷要求,常用的中性降阻剂有木炭屑、食盐等。一般来说,重要发射台、一般发射台天线塔的接地电阻应分别控制在5Ω、10Ω以下。最后,对于不在天线塔避雷系统保护范围中的建筑物,需要对其进行单独的防雷设计,通常采取的多支避雷针保护方式,如果建筑物所处地形较为突出,容易出现较低的带电云层,除了避雷针外,还需要设置消雷器,在建筑物房顶、房角以及围墙等位置,安装避雷带和均压网,并根据建筑物布局情况,设计合理引流线,引流线数量不宜过少,确保引流能力良好。
3.2 电源系统的防雷击策略
在广播电视发射台中,绝大部分雷击都是因为供电系统因素导致的,特别是感应雷,容易产生峰值较大的电压,造成电气设备的严重损害,是发射台较为常见的一种雷击事故。对此,在广播电视台的防雷中,需要做好供电系统的防雷设计,通过分层设防的方式,减轻供电系统因素导致的雷击,从而有效降低雷击事故的发生。
3.3 室内设施的防雷击策略
室内设施是发射台的核心组成部分,也是较为容易损坏的部分,其防雷策略主要包括以下三个方面:一是等电位防雷,结合室内设备的具体放置情况,来设计合理的接地网,使用铜线作为接地网线,并与室外地网间通过多个节点连接在一起,构成等电位环境,避免出现室内电位过高,损害设备;二是做好设备接地处理,对于室内设施的各种接地,包括电源接地、工作线接地以及外壳接地、内屏蔽接地等,都应当采取统一的接地方式,并与是房间地网就近连接在仪器;三是做好建筑金属物的防雷,对于设备中的各种金属物,比如暖气管、铝合金窗、桥架等,其本身都是一种导体,需要通过母线来直接与地网、接地体等连接,且需遵循就近连接的原则,避免金属物引发感应电流。
3.4 室外引入线的防雷击策略
在广播发射台中,有许多室外引入线,包括发射设备馈线、照明系统电源线、通信线、音视频信号传输线以及其它的管道、固定架等,这些室外引入线都很容易将感应雷、感应电压引入到室内,造成设备的损坏,所以,必须做好室外引入线的防雷。
4 结论
雷击对广播电视技术设施和设备的制作、传输、接收、网络和通信等技术系统危害相当大,特别是威胁广播电视发射台安全运行的重要因素,做好发射塔防雷击工作,对广播电视工作的顺利进行有着重大意义。
参考文献:
[1]王瑛,张媛.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2015(10):42.
[2]李朝阳.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].无线互联科技,2014(8):197.
[3]张广岩.广播电视发射台防雷击措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2013(3):85.
[4]任和平.高山广播电视发射台的防雷电措施探讨[J].中国传媒科技,2013(6):177-178.
[5]雷丰瑞.某广播电视发射站防雷技术研究[D].长沙:长沙理工大学,2012.
[6]范会雨.某广播电视发射站防雷技术研究[J].中国传媒科技,2014(08).