摘 要 雷電是造成廣播電視設(shè)備損壞的重要原因之一,本文對廣播電視設(shè)備防雷措施進(jìn)行了初步探討,旨在指導(dǎo)各地做好廣播電視設(shè)備防雷工作。
關(guān)鍵詞 廣播電視 設(shè)備 防雷
雷電是自然界中的一種物理現(xiàn)象,一年中春夏秋季都可發(fā)生,產(chǎn)生和釋放條件很復(fù)雜,最常見的為尖端放電,電荷存儲能量巨大,放電破壞性極強(qiáng),雷擊的瞬間會給大自然萬物造成極大的破壞力,并多伴大雨、冰雹、大風(fēng)出現(xiàn),對廣播電視網(wǎng)絡(luò)造成的危害和損失極大,因此對雷電的防范是廣播電視傳輸單位必須高度重視的一大問題。
一、雷電種類
雷電主要有兩種類型,一是直擊雷,是指攜帶有電的云與大地結(jié)合放出的電流,直擊雷電流非常高,但放電過程很短。二是感應(yīng)雷,有兩種形成方式,一種形成方式是帶電云附近導(dǎo)體感應(yīng)出現(xiàn)異性或自由電荷時,帶電云對較近的建筑物進(jìn)行放電;另一種形成方式是放電物體在向外放電過程中產(chǎn)生的巨大電流在周圍形成強(qiáng)大磁場從而促進(jìn)附近導(dǎo)體感應(yīng)并尋找放電通道而形成。兩種類型比較而言,感應(yīng)雷危害大、范圍廣,占雷擊率的90%,且難以有效防護(hù)。
二、雷電對廣播電視的危害
主要是感應(yīng)雷造成廣播電視系統(tǒng)中的電子設(shè)備被雷擊損壞。隨著現(xiàn)代科技迅速發(fā)展,廣播電視傳輸、發(fā)射塔、電子設(shè)備和通信設(shè)備日益增多,音視頻信號傳輸暴露在室外的線路越來越長,感雷的概率大大增多,再加上現(xiàn)代電子設(shè)備中集成電路的工作電壓越來越低,CMOS管等器件應(yīng)用得越來越多,印刷電路板的線間距越來越小,使得設(shè)備抗雷擊能力越來越弱。
目前世界上還沒有對直擊雷進(jìn)行十分有效防護(hù)的產(chǎn)品。在廣播電視塔、廣播電視播出系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中,常用避雷針(器、線、網(wǎng))、SLB半導(dǎo)體少長針消雷裝置來防護(hù),低壓端的浪涌吸收設(shè)備等進(jìn)行預(yù)防。
三、廣播電視的防雷措施
廣播電視設(shè)備防雷的主要辦法是切斷雷電損害的途徑,現(xiàn)代防雷保護(hù)主要有三道防線:一是外部保護(hù),將絕大部分雷電流直接引入大地泄放;二是內(nèi)部保護(hù),阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線的雷電波危害設(shè)備;三是過電壓保護(hù),限制被保護(hù)設(shè)備上的雷電過電壓增幅值。三道防線相互配合,綜合應(yīng)用才能有效防雷。要避免感應(yīng)雷造成危害,可采取如下措施:
(一)電源系統(tǒng)防雷
通常采用三級防護(hù),第一級保護(hù)是將避雷器安裝在變電所高壓進(jìn)戶線上或高壓柜電源總進(jìn)戶柜內(nèi),主要用于保護(hù)整棟建筑物或主要用電設(shè)備;第二級保護(hù)主要安裝在設(shè)備配電柜內(nèi);第三級保護(hù)主要安裝在各個低壓電設(shè)備的電源端,用于保護(hù)最終的用電設(shè)備。
(二)信號系統(tǒng)防雷
信號系統(tǒng)防雷主要是采用信號避雷器。
(三)等電位連接
一個完整的防雷系統(tǒng)中必須實施等電位連接,目的是減小防雷空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差,防止雷電反擊。電源線和信號線都要經(jīng)過壓保護(hù)器或接地模塊進(jìn)行等電位連接。設(shè)備的金屬外殼,電源線和信號線的屏蔽體、建筑的金屬構(gòu)件、金屬管線與接地系統(tǒng)進(jìn)行等電位可靠連接,防止物件上感應(yīng)雷電高電壓或接地裝置上雷電入地高電位對設(shè)備絕緣、電纜芯線造成反擊。等電位連接為雷電流提供低阻抗通道,使雷電流迅速地泄流入地。
(四)金屬屏蔽和多點接地
有效的屏蔽、多點接地等方法,可防止架空線路直接進(jìn)入建筑物內(nèi)配電系統(tǒng)和信號系統(tǒng);盡可能采用埋地電纜引入方式,并采用金屬管屏蔽,屏蔽金屬管進(jìn)入建筑物或機(jī)房前多點接地管接頭要焊接牢固,最大限度的衰減有可能感應(yīng)到線纜上的雷電壓。這樣就大大減少了通過線纜感應(yīng)雷損壞設(shè)備的可能性。
(五)接地的功能和要求
我們理論上將大地當(dāng)作一個等勢體而作為零電位。接地按作用分為功能性接地和保護(hù)性接地。保護(hù)接地是將一些設(shè)備的某些部分和大地連接起來,主要考慮接地功能和壁壘防護(hù)功能。供電系統(tǒng)接地電阻不得大于4歐姆。接地方式主要分為三種:一是工作接地,根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要進(jìn)行接地,如中性點接地,該接地系統(tǒng)常有電流通過;二是邏輯接地,造成一個等電位點(面)作為電子電路的公共電位參考點,僅是邏輯上的接地,不一定是大地零電位;三是屏蔽接地,為防止電路間由于寄生電容存在產(chǎn)生相互干擾,電路輻射電場或?qū)ν饨与妶雒舾校仨氝M(jìn)行必要的隔離和屏蔽,這些隔離和屏蔽的金屬必須接地。
廣電系統(tǒng)信號發(fā)射部分、傳輸部分的各節(jié)點及各種裝備都需一個合適的接地裝置,常規(guī)的接地方法是在建筑和建筑物下方或周圍地下埋設(shè)由水平及垂直的鍍鋅鋼材接地體組成的接地裝置。離子長效接地單元、接地模塊、降阻劑的成功研發(fā),有效解決了鍍鋅鋼材施工難度大、效果差、壽命短等問題。采用導(dǎo)電性高、耐腐蝕的銅合金并配以技術(shù)先進(jìn)的填充材料,垂直敷設(shè)于土壤中,改善土壤導(dǎo)電性能、保持水分,使接地電阻值明顯降低并能長期保持穩(wěn)定。
雷電變幻無常,不可預(yù)測,廣播電視防雷應(yīng)提前做好防范措施,加強(qiáng)日常巡護(hù),早發(fā)現(xiàn)安全隱患早整改,并提高一線員工防雷避雷意識,盡可能的降低雷電帶來的危害和損失。
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(作者單位:重慶市榮昌區(qū)廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸公司)