电视转播台防雷的技术研究

1高山电视转播台的雷害类型

1.1直击雷

直击雷是指雷云作用于地面建筑物或物体且发生直接放电行为的雷害，这个过程会发生基本的电效应或热效应，一般来说会造成被放电物体或人员的损伤，危害性很大。直击雷从形式和能量上来说都是直接和庞大的，高达几百安培的电流和几百万伏的电压在几十微秒的放电时间内传导到作用物体中，雷电流会通过被击物体将能量传入大地，此时的电效应和机械效应是导致物体损害的重要原因。

1.2感应雷

感应雷并不会产生直击雷的作用或效应，而是在距离放电物体一定距离时依靠电磁和静电感应来发生先导放电行为，继而才进入主导放电状态，在和金属物体的接触过程中而产生强大电势差，而发生这种放电行为的介质是传输线级电缆，最终损害多数和电缆连接的元器件。从能量因素来分析感应雷要弱于直击雷，但是发生率却远超于直击雷。感应雷在作用物体时并不受雷云和地面之间的关系影响，具有作用范围大、传输介质广的特点，无论是电话线还是电力线，都可能是产生感应雷的间接“凶手”，所以从雷害程度上来说感应雷危险性较高，且难以有效避免。

1.3雷电波

雷电波并不是直接产生电流或电压的雷电形式，它不同于常见的直击雷和感应雷，而是依靠输电架空线的感应雷来发生放电行为，本身强大的电流会带来巨大的磁场，处于磁场范围的电器瞬间会发生倒替感应，因此产生高电位的冲击波，虽然和其他雷型本质不同，但是造成的危害基本相似，具有无规律、大范围等特点，一般来说会对附近的广播造成干扰性影响，或者损坏处于终端位置的电源系统。

1.4地电位反击

外部防雷系统一旦受到了直击雷作用就会启动防雷方案，但是如果未达到安全距离就会发生地电位反击的现象，接地电阻两端立刻会产生过电压，此时无论是建筑物或者外部防雷系统、管道都有可能成为引入电压的设备，最终造成物体损坏的结果。科技发展提升了各项通信或电子设备的性能，特别是暴露在室外的广播电视传输设备和发射台，外部线路长度的增加是加大雷击概率的主要因素，印刷电路板线间距离和集成电路电压的降低更是消弱了设备本身的抗雷击能力。

2高山电视转播台防雷的关键技术

高山电视转播台信号设备在实际防雷过程中要依靠多项关键技术同时发挥作用，笼统的分为室内和室外设备两种防雷技术，涉及避雷装置、屏蔽电缆、电压保护器等多种设备的安装和选择问题，保证高山电视转播系统的安全性。

2.1室外设备的防雷技术

（1）安装避雷装置。防雷工作中使用最频繁且最重要的技术就是安装避雷装置，它要求负责高山电视转播台管理作业的人员考察场地实际情况和防雷需求，在设备密集区域安装避雷线或避雷针，达到保护电缆、信号设备等装备的目的。安装避雷装置一定要注意安全距离问题，处于同一区域的电缆或设备要间隔足够安全的距离，防止出现雷电连锁感应。（2）选用屏蔽电缆。屏蔽电缆具有优异的屏蔽电磁波功能，为了更全面的保护室外信号系统设备，选择屏蔽电缆来作为连接材料至关重要，在实际施工过程中也要观察和检测电缆接地的良好性，确保连接的有效性。（3）接地技术。接地处理是防雷措施里必不可少的环节，安装所有高山电视转播外信号系统设备时都要通过和地面的连接来起到发散电流或电压的作用，特别是信号要求极高的塔杆或信号发射塔，特别容易受到雷电电磁波脉冲的影响，而接地处理可以很好的解决电磁干扰信号的问题。

2.2室内设备的防雷技术

考虑到室内的转播设备都具有弱电性，一般采取过电压防护措施，从连接等电位、干扰屏蔽等方面出发提升防雷技术水平。（1）高山电视转播台室内设备一般选择光纤电缆来作为电路介质，在保证数据传输线和终端供电系统高灵敏度的同时也提供了数据通信接口电路流的保障，同时提升了测控技术的安全性。（2）连接等电位。雷击过程中产生的强大电流和电压会借助传输介质到达地下，产生呈放射状态的电位，且加大发生高压电位反击的概率，从物理角度来分析，这种现象来源于雷电自身的电位差，只有采取等电位连接措施才能有效的保护所有金属通道、信号线或接电线。设置等电位连接包括确保不同分棒之间以及和主棒的互连关系，检查不同电位之间的均衡性，在发生雷电袭击时能快速、有效的平衡电位差，保护雷电区域的信号设备。（3）屏蔽干扰。感应雷会对信号设备发出一系列干扰，导致信号系统产生浪涌电压现象，使用屏蔽干扰技术的目的是为了避免干扰对设备造成的不良影响。电流保护装置能科学的保护高山电视转播系统设备，通常采取串联连接形式，快速抑制过电流和过电压的负面作用。（4）设置电压保护器。经研究发现，弱电设备电源线路受雷电侵害的概率极大，而避免设备损害的办法就是阻断雷电入侵路线，通过安装电压保护装置来降低浪涌电压的直接作用，特别是以电子核心机柜为代表电源入口，做好电压保护工作至关重要，进一步建立微电子设备的安全屏障。（5）设置高压避雷装置。高压避雷装置的作用在于维护高压信号输电线系统的安全性和稳定性，室内管理作业人员应考察清楚所有和高压电力信号设备相关的线路范围，保证每个线路都有高压避雷装置的保护。

3发射天线和建筑物的防雷技术

铁塔天线是高山电视转播台传递电磁波的重要材料，处于建筑面的最高点，它在一定程度上既承担着避雷的责任，又存在着“引雷”的隐患。我国出台的《建筑物防雷设计规范》就对天线塔防雷设计提出了具体要求，必须保持铁塔接地往的形状，沿用多点埋设接地体方案，考察实际地形后确定密度，维持小于5欧姆的接地电阻，发挥AR避雷针的防二次雷击作用。对天塔避雷针的保护范围并未仅仅框定在安全区域内，要超出安全范围一定距离，因为一旦出现某些建筑物超出保护范围且带雷云层低距离情况时，天线避雷针的防雷效能会降低。为了更全面的保护发射天线，利用多点设置避雷针和消雷器结合的优势来降低雷击风险，通常情况下将呈闭合状态的均压网、避雷带安装在建筑房角或围墙内都能获得很好的防雷效果。架空高压线终端杆上放置了变压器，只需要用单个避雷器就能发挥终端杆避雷器和高压侧避雷器的双重作用，变压器只需要采取中性线直接接地方式，保持2欧姆的接地电阻即可，当出现感应雷电流接触建筑物时，避雷器会迅速将电流分散和流泻到地面。变压器安装的地址也十分关键，测量并选取低电阻率的土壤可提高安全性。安装完压敏电阻后再设计供电设备模块有利于降低感应残电压。

4结语

现代科技水平的提高加快了通信技术、电子技术的更新和发展速度，高山电视转播台肩负着信息传播和电视转播的任务，对系统设备的电子化和信息化要求极高，高科技设备的应用虽然提高了信息传播的速度和质量，却带来了设备遭受雷击的风险，危害着地面建筑物和人员安全，造成了利弊各存的局面。为了更有效的降低雷电灾害对高山电视转播台带来的危险，对雷电类型进行总结分析，研究高山电视转播台防雷的关键技术至关重要，从室内和室外设备、发射天线和建筑物等防雷技术出发，通过全面、详细的考察地形和设备性能来确定防雷方案，提高高山电视转播系统的安全性。

本文作者：李晓敏工作单位：贵州省广播电影电视局七九四台