□ 牙政瑞

廣播電視高山臺(tái)站防雷措施淺淡

□ 牙政瑞

廣播電視高山臺(tái)站地理位置普遍較高，極易遭受雷擊，防雷問(wèn)題已成為保證高山臺(tái)站工作人員安全和播出安全的重要事項(xiàng)。本文結(jié)合河池市廣播電視臺(tái)乾獨(dú)山發(fā)射部防雷系統(tǒng)的改造升級(jí)，通過(guò)對(duì)雷電產(chǎn)生和種類的分析，淺談一些防雷措施。

高山臺(tái)站；防雷系統(tǒng)；長(zhǎng)效降阻劑；架空避雷線

一、引言

雷電的種類主要有四種：直擊雷、球雷、感應(yīng)雷和雷電侵入波。高山臺(tái)站雷擊所造成的危害主要有兩種形式：直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是云層與地面凸出物之間的放電形成的，巨大的雷電流流入地下，在雷擊點(diǎn)及其連接的金屬部分產(chǎn)生極高的對(duì)地電壓，往往會(huì)對(duì)地面的物體產(chǎn)生強(qiáng)大的打擊作用，破壞力相當(dāng)大。感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面，在地面凸出物頂部感應(yīng)出大量異性電荷所致。雷云與其他部位放電后，凸出物頂部的電荷失去束縛，以雷電波形式沿凸出物極快地傳播。電磁感應(yīng)是由于雷擊后巨大雷電流在周?chē)臻g產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)大磁場(chǎng)所致。這種磁場(chǎng)能在附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓，造成二次放電，從而損壞發(fā)射設(shè)備和電子設(shè)備。高山臺(tái)站發(fā)射塔往往是附近最高的建筑物，而且是雷電的良好導(dǎo)體，因此更容易招引雷電。因此，只有因地制宜采取符合技術(shù)規(guī)范的防雷措施，才能有效地防御雷電災(zāi)害。

二、問(wèn)題的提出

河池市廣播電視臺(tái)發(fā)射播出部位于河池市北面的乾獨(dú)山上，海拔607米，山頂上土壤稀薄，多為石灰石、砂石和少量的土質(zhì)，接地電阻阻值居高不下。從河池市廣播電視臺(tái)成立之日起，雷電一直是技術(shù)值班人員人身安全和發(fā)射設(shè)備最大的威脅，臺(tái)里面投入了大量的人力、物力、財(cái)力，但收效不佳。隨著科技的發(fā)展，發(fā)射設(shè)備已向固態(tài)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化全面推進(jìn)，弱電設(shè)備越來(lái)越多，雷擊事件更為頻繁，造成的停播已成為影響全年安全播出停播率指標(biāo)的主要因素。南方每年從4月到10月都是雷雨季節(jié)，乾獨(dú)山機(jī)房的在播調(diào)頻發(fā)射機(jī)、電視發(fā)射機(jī)、微波下變頻器、微波解調(diào)器、衛(wèi)星接收機(jī)、電視機(jī)、電話機(jī)等設(shè)備經(jīng)常遭雷擊，發(fā)射機(jī)房中幾乎所有的電器設(shè)備都遭受過(guò)雷電的襲擊。如何防御雷電災(zāi)害，如何改變防雷工作的被動(dòng)局面，是擺在所有技術(shù)人員面前的嚴(yán)峻問(wèn)題。

三、防雷的主要措施

防雷不是與雷電對(duì)抗，而是疏導(dǎo)。防雷的基本方法就是提供一條給雷電流對(duì)地泄放的路徑，而不能讓它隨機(jī)性地釋放，從而避免雷擊的破壞。2007年底到2008年，本臺(tái)技術(shù)人員和技術(shù)中心河池分中心的技術(shù)人員根據(jù)乾獨(dú)山實(shí)際地理環(huán)境，對(duì)乾獨(dú)山防雷系統(tǒng)進(jìn)行了一次較大改造，特別是增加了架空地線之后，防雷效果甚佳，機(jī)房設(shè)備基本上沒(méi)有遭受到雷擊，防雷工作取得了一定的成效。整個(gè)防雷系統(tǒng)俯視示意圖如下圖。

（一）接地環(huán)網(wǎng)升級(jí)改造

技術(shù)人員根據(jù)乾獨(dú)山地理環(huán)境，盡可能沿著土壤較為厚實(shí)的地方，在兩個(gè)單位機(jī)房周邊開(kāi)挖環(huán)道，鋪設(shè)熱鍍鋅扁鋼，每隔幾米（實(shí)際間隔可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定，盡可能選土層較厚的地方）還要打入垂直接地樁，并且與環(huán)道上的扁鋼焊接在一起，整個(gè)環(huán)道一直鋪設(shè)到山頂發(fā)射塔腳，在環(huán)道地溝里加入長(zhǎng)效降阻劑，極大地增加了接地面積尺寸，降低接地電阻值，構(gòu)成一個(gè)等電位體。把機(jī)房地、把纜車(chē)軌道、把山上水管、把機(jī)房頂?shù)姆览讕Х贮c(diǎn)接入這個(gè)環(huán)形等位體；機(jī)房屏蔽地、發(fā)射機(jī)殼地、電源地、過(guò)壓保護(hù)地等分點(diǎn)連接到機(jī)房銅帶，然后匯聚接入地井，再把地井和大環(huán)道連接，形成一個(gè)巨大的接地環(huán)網(wǎng)。

（二）供電系統(tǒng)改造

低壓電三相四線由愷裝電纜跟隨纜車(chē)軌道邊槽鋪設(shè)上山，邊槽覆蓋著由8mm鋼筋焊接而成的防雷接地網(wǎng)，連至山上機(jī)房旁的地井，電纜從纜車(chē)軌道邊槽出來(lái)之后直接埋地鋪設(shè)至機(jī)房。電視發(fā)射機(jī)、電臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)都配有自己的穩(wěn)壓變壓器，每臺(tái)穩(wěn)壓器本身都帶有防雷器，發(fā)射機(jī)本身也都帶有浪涌保護(hù)器(SPD)，信號(hào)源機(jī)柜用電也用兩臺(tái)3KW的穩(wěn)壓器，一主一備，互為備份。發(fā)射機(jī)房中，發(fā)射機(jī)的地線和信號(hào)源機(jī)柜的地線通過(guò)不同路由接入地井，而不是采用串聯(lián)形式接入地井。

（三）架設(shè)架空避雷線

避雷線是為了保護(hù)設(shè)備，避免雷擊而安裝的引雷入地的導(dǎo)線，也稱防雷線。架空避雷線通常是架設(shè)在通信線路上方的金屬導(dǎo)線，并且接地良好，它能有效地將雷電引入大地。也就是說(shuō)，架空避雷線通常在通信線路的上方，它更加接近于帶電的云層，雷電擊中架空避雷線的概率要遠(yuǎn)大于通信線路的概率，而架空避雷線與大地相連，使雷電良好下地，從而達(dá)到保護(hù)通信線纜免受雷擊的目的。

這次改造增加了4條架空避雷線，一端在發(fā)射塔下方接入環(huán)形接地網(wǎng)，跨過(guò)發(fā)射機(jī)房，另一端接至接地樁。每個(gè)接地樁都選擇土層較厚的地方，在地樁坑洞中都要加入長(zhǎng)效降阻劑，進(jìn)一步降低接地電阻，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

就發(fā)射塔而言，架空避雷線不是真正意義上的架空避雷線，因?yàn)榘l(fā)射塔已經(jīng)位于山頂，想在它頂上再架設(shè)避雷線是不可能的，因此對(duì)發(fā)射塔來(lái)說(shuō)叫雷電分流線更為準(zhǔn)確。當(dāng)雷電擊中發(fā)射塔時(shí)，強(qiáng)大的雷電電流沿著熱鍍鋅地線，有一部分則由這4條分流線流向接地良好的接地樁下地，達(dá)到分流的效果。對(duì)機(jī)房而言，它就成了真正意義上的架空避雷線，這4條避雷線從不同的角度，覆蓋在整個(gè)發(fā)射機(jī)房的上方，與機(jī)房有30米以上的高度差，這4條避雷線能有效攔截大部分感應(yīng)雷引入大地，從而達(dá)到保護(hù)發(fā)射機(jī)房的效果。避雷線顯然有兩個(gè)重要功能，即雷電流分流和攔截感應(yīng)雷，屏蔽和保護(hù)發(fā)射機(jī)房。

架設(shè)這4條避雷線以來(lái)，防雷效果非常明顯，完全出乎所有技術(shù)人員的意料。在雷雨天氣，技術(shù)值班人員時(shí)?？吹嚼纂妿еW光、沿著避雷線，從房頂呼嘯而過(guò)，而機(jī)房的各種設(shè)備安然無(wú)恙。多年的防雷實(shí)踐證明，增加的這幾條架空避雷線在整個(gè)防雷系統(tǒng)中起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的效果。

（四）防雷系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)

為防止接地線和接地體因外力破壞損傷或斷裂，接地體被腐蝕或土壤變化引起接地電阻發(fā)生變化，整個(gè)防雷系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行檢查和測(cè)試。檢查的主要內(nèi)容為：

1.時(shí)常用望遠(yuǎn)鏡查看發(fā)射塔及饋管是否有腐蝕或損傷，有異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理。

2.每年雷雨季節(jié)之前，要特別注意檢查避雷設(shè)施是否完好。

3.每年定期測(cè)量接地電阻，如有變化，查明原因，給予排除；每?jī)扇暾?qǐng)專業(yè)檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)。

4.每3至5年對(duì)接地體檢查一次，若接地體銹蝕超過(guò)截面積的三分之一或折斷必須進(jìn)行更換。

四、結(jié)語(yǔ)

防雷系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)要根據(jù)臺(tái)站的地理位置、環(huán)境和臺(tái)站的實(shí)際情況，做到因地制宜、合理布局，設(shè)計(jì)要科學(xué)。防雷也是技術(shù)和管理相結(jié)合的一項(xiàng)工作，無(wú)法一步到位和一勞永逸，每年雷雨季節(jié)前都需要進(jìn)行檢測(cè)和修補(bǔ)，且需要在制度下規(guī)范管理，才能起到良好的防雷效果，才能保證人員和設(shè)備的安全，為安全播出提供可靠保障。

1.梁景峰.高山廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)的研究與探討[J].中國(guó)科技信息,2014(9).

2.李少伯.試論廣播電視高山臺(tái)站的雷電損害成因和防雷措施[J].甘肅科技,2013(17).

3.任和平.高山廣播電視發(fā)射臺(tái)的防雷電措施探討[J].中國(guó)傳媒科技,2013(6).

（作者單位：河池市廣播電視臺(tái)）