孫海峰
(吉林省廣播電影電視局331臺(tái),吉林 永吉132200)
雷電主要依賴云層形成,當(dāng)云層相互摩擦撞擊產(chǎn)生的電離子濃度達(dá)到一定程度時(shí),產(chǎn)生足以擊穿電離層的電場(chǎng),就會(huì)出現(xiàn)電閃雷鳴的現(xiàn)象。
雷擊的類型一般分為:直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波。
1.1、當(dāng)帶電云層很低,周圍沒(méi)有異性電荷的云層時(shí),就會(huì)在地面或建筑物上形成異性電荷,并對(duì)其放電,放電電流可以達(dá)到幾十到幾百千安,放電時(shí)間僅有50~100,這種現(xiàn)象就是直擊雷,它對(duì)建筑物和人危害非常大,在廣電系統(tǒng)中直擊雷主要入侵途徑是通過(guò)發(fā)射和接收天線。
1.2 感應(yīng)雷由靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)引起,通過(guò)供電、傳輸線路入侵到電氣設(shè)備,造成損害。
1.3 雷電波是指架空線路遭雷擊或發(fā)生雷電感應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的沿各個(gè)方向迅速傳播的高電位沖擊波,對(duì)播出環(huán)節(jié)極易生成干擾,嚴(yán)重時(shí)將對(duì)電源終端系統(tǒng)成損壞。
在高山發(fā)射電視信號(hào),有高度的優(yōu)勢(shì),信號(hào)質(zhì)量好,覆蓋面大。但高山氣候變化比地面復(fù)雜,俗話說(shuō)"樹大招風(fēng),山高惹雷"給維護(hù)工作帶來(lái)不少困難。
在高山發(fā)射臺(tái),雷電的襲入途徑以直擊雷和感應(yīng)雷為多,主要通過(guò)以下幾種途徑侵入廣播電視設(shè)備:
(1)供電線路侵入。
(2)信號(hào)線纜侵入。
(3)地電位反擊電壓經(jīng)接地導(dǎo)體侵入等。
要做好防雷工作必須要增強(qiáng)防雷意識(shí),把防雷保護(hù)看作為一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程。在設(shè)防中要采用全方位、多層次、綜合治理。要把國(guó)家和行業(yè)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)射臺(tái)地理環(huán)境、建筑設(shè)施、設(shè)備分布等實(shí)際情況相結(jié)合,制定科學(xué)的、切實(shí)可行的防雷方案。根據(jù)我們的實(shí)踐,應(yīng)該注意從四個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)。
2.1 發(fā)射天線塔和建筑物防雷措施
無(wú)論廣播電視發(fā)射臺(tái)或微波站都設(shè)有發(fā)射天線或天線塔,一般鐵塔和天線位置是臺(tái)站地面建筑的最高點(diǎn)。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔,也可能變成"引雷器"或產(chǎn)生感應(yīng)雷的導(dǎo)體,因此,它是臺(tái)站防雷的第一關(guān)。
2.22 電源系統(tǒng)防雷措施
實(shí)踐證明廣播電視發(fā)射臺(tái)(站)大量的雷擊是由供電系統(tǒng)引入,特別是由感應(yīng)雷產(chǎn)生峰值很高的浪涌電壓對(duì)設(shè)備破壞比較常見(jiàn)。因此,對(duì)供電系統(tǒng)應(yīng)采用分層設(shè)防設(shè)計(jì)方案。(1)臺(tái)站自維的架空高壓線路應(yīng)安裝架空避雷線,長(zhǎng)度為300~500M。避雷線(除終端桿外)每桿作一次接地,終端桿上增裝一組避雷器。若已建線路加裝避雷線有困難,可在高壓電力線路終端桿、終端桿前第一、三或第二、四桿上各增設(shè)一組避雷器,同時(shí)在第三或第四桿增設(shè)一組高壓保險(xiǎn)絲。這樣可使架空高壓線路引入的感應(yīng)雷得到較好的泄放。
2.3 室外引入線防雷措施
室外引入線是指臺(tái)(站)內(nèi)各種發(fā)射設(shè)備饋線、吊饋管的鋼絞線及波導(dǎo)固定架、鐵塔過(guò)橋和塔燈電源線、各類管道、各種視音頻信號(hào)線、通信線等。在雷電天氣,引線外皮很容易將感應(yīng)雷或感應(yīng)電壓引入機(jī)房,必須采取措施進(jìn)行電氣阻塞。
(1)保證饋管兩端良好接地。饋管在進(jìn)入機(jī)房前,外皮還要就近與地網(wǎng)連接,吊饋管鋼絞線、固定架、過(guò)橋每隔一定距離逐點(diǎn)接地。
(2)各種引線要使用屏蔽電纜,進(jìn)入機(jī)房前屏蔽層要就近與地網(wǎng)連接。引線較長(zhǎng)或條件允許時(shí),進(jìn)入機(jī)房前水平埋入地下,長(zhǎng)度最好在10M以上。若無(wú)屏蔽電纜,可將引線穿入鐵管,按上述要求埋入地下。引入機(jī)房的電纜中如有不使用的芯線,也應(yīng)在兩端良好接地。
2.4 室內(nèi)設(shè)施的防雷措施
(1)機(jī)房?jī)?nèi)根據(jù)設(shè)備擺放情況,用銅皮鋪設(shè)地網(wǎng),通過(guò)多點(diǎn)與室外地網(wǎng)良好連接,從而營(yíng)造等電位環(huán)境。
(2)根據(jù)國(guó)標(biāo)GB7450-87《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》和實(shí)際情況,科學(xué)的、有重點(diǎn)的采用防雷保護(hù)元件對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。例如:同軸電纜保護(hù)器(CSP)、高頻信號(hào)保護(hù)器(HFP)、數(shù)據(jù)線保護(hù)器(DLP)和音頻線保護(hù)器(TLP)等。
(3)機(jī)房?jī)?nèi)屏蔽接地、機(jī)殼接地、電源接地(中性線、零線)、工作電路接地、保安接地、過(guò)壓保護(hù)接地等要統(tǒng)一、就近與機(jī)房共用地網(wǎng)可靠的電氣連接。高山臺(tái)站把機(jī)房鋁制門窗、暖氣管、水管、走線架等各種導(dǎo)體就近與母線或地網(wǎng)連接。
3.1 完善機(jī)房的三級(jí)防雷措施,加裝和更換高低壓避雷器,形成高壓配電、低壓配電及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備三級(jí)完整的三級(jí)防雷系統(tǒng)。避雷器可有效地防范雷電和浪涌電壓,減少對(duì)設(shè)備的電沖擊。氧化鋅避雷器是以電工碳化硅鋼片組裝而成的,與普遍閥型避雷器相比,具有動(dòng)作迅速、
通流容量大、殘壓低、無(wú)續(xù)流、對(duì)大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓都能起保護(hù)作用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),因此在實(shí)際實(shí)施中用這種避雷器代替了原有的閥型避雷器。因?yàn)闀簯B(tài)過(guò)電壓作用下引線呈電感的特性,引線壓降較高,為減小這種暫態(tài)過(guò)電壓造成的引線壓降對(duì)設(shè)備的影響,重要設(shè)備均采用凱文接線法取代普通的接線方式。
3.2 改造供電線路
高山發(fā)射臺(tái)一般都有兩路高壓外電,沿山體架設(shè)上山,雷擊點(diǎn)多,雷電流極易沿著高壓電纜串入機(jī)房,造成停播或設(shè)備損壞,這是發(fā)射臺(tái)受雷電影響的一個(gè)主要環(huán)節(jié),因此發(fā)射臺(tái)在山頂終端線桿加裝抗雷擊效果好的高壓油閘開(kāi)關(guān)和避雷器很必要,能夠有效地抑制電網(wǎng)串入的雷電影響。
3.3 信號(hào)機(jī)房及控制系統(tǒng)的防雷體系
信號(hào)機(jī)房及控制系統(tǒng)是發(fā)射臺(tái)的大腦,為保障它們的絕對(duì)安全,有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了一套供電方案,提供對(duì)信號(hào)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的不間斷供電很有必要。
3.4 信號(hào)線纜的防雷處理
雷電通過(guò)信號(hào)線纜感應(yīng)串入也是一種常見(jiàn)方式,所采取的有針對(duì)性的措施有:信號(hào)線與電力線分設(shè);使用屏蔽電纜;水平埋入線纜地溝再引入機(jī)房;對(duì)于無(wú)屏蔽電纜的將引線穿入金屬管,管兩端與接地網(wǎng)就近焊接,并在設(shè)備接入端加裝防雷器,使信號(hào)順利通過(guò),從而阻止雷電對(duì)設(shè)備造成的損壞。
另外,在具體實(shí)際施工中,要注意分區(qū)等電位均壓連接,控制好接地質(zhì)量,同時(shí)定期調(diào)整防雷元件放電間隙等工作。
總之,高山廣播電視發(fā)射臺(tái)(站)防雷工作,首先要設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)的,符合實(shí)際的防雷方案。其次,要嚴(yán)格落實(shí)定期檢測(cè)、維護(hù)制度,這樣才能保證有備無(wú)患。
[1]劉海章.高山發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)探討,2007.
[2]馮素華.廣播電視高山發(fā)射臺(tái)綜合防雷措施,2002.