廣播電視發(fā)射臺(tái)的防雷措施
作者:王麗麗 39
引子:
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)廣播電視系統(tǒng)的電子設(shè)備大量采用了集成化電路和大功率模塊。它們普遍對(duì)電網(wǎng)電壓的質(zhì)量要求較高,對(duì)浪涌電壓承受能力較弱,因此成為雷電浪涌電壓侵入的薄弱環(huán)節(jié)。防雷保護(hù)日益成為我們迫切需要解決的問題。
雷電的形成及其特征
地球自身帶負(fù)電,電荷總量約50萬(wàn)庫(kù)倫。因地球上空存在帶正電荷的電離層,形成指向大地的大氣電場(chǎng)(晴天時(shí)地面附近約120V/m)。雷暴云形成時(shí),云底負(fù)電荷在地面感應(yīng)產(chǎn)生正電荷,云地間電場(chǎng)與晴天電場(chǎng)相反,從地面指向上。當(dāng)云中、云際間、云與空氣間場(chǎng)強(qiáng)超過空氣擊穿閾值時(shí),產(chǎn)生空氣的擊穿放電,即云閃。當(dāng)云與大地及地面物體間的場(chǎng)強(qiáng)超過空氣擊穿閾值時(shí),產(chǎn)生云地之間的擊穿放電,即地閃。雷暴云中強(qiáng)烈的上升氣流與各種尺度及不同相態(tài)的水成物粒子,通過擴(kuò)散、離子俘獲、粒子間的碰撞分離等過程,使不同尺度粒子攜帶上不同極性的電荷,在氣流和重力作用下發(fā)生分離,形成正負(fù)不同極性電荷區(qū)。當(dāng)云中電場(chǎng)達(dá)到100kv/m以上,一般閃電就會(huì)發(fā)生。
雷電破壞電視發(fā)射臺(tái)的主要途徑
——雷電波從電源線侵入
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——從光纜、電纜、天饋線路侵入
——電視發(fā)射臺(tái)附近落雷的地電位反擊
廣播電視發(fā)射臺(tái)的防雷主要涉及:
一、發(fā)射天線的直擊雷保護(hù)
1.發(fā)射天線和建筑物防雷措施
廣播電視發(fā)射臺(tái)都設(shè)有發(fā)射天線或天線塔,一般鐵塔和天線位置是地面建筑的最高點(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,它是防雷的第一關(guān)。
(1)按照國(guó)家1994年頒布的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-94)及其他標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置好天線塔避雷針。鐵塔接地網(wǎng)形狀,密度可根據(jù)地形、防雷等級(jí)、天線塔種類來設(shè)計(jì),天線塔接地電阻不應(yīng)大于5Ω。
(2)認(rèn)真計(jì)算天線塔避雷針的保護(hù)范圍并留有充分余地,當(dāng)其他建筑物不在保護(hù)范圍時(shí),可考慮設(shè)計(jì)多支(等高或不等高)避雷針保護(hù)方案。在一些地形突出的高山發(fā)射臺(tái), 帶雷云層又低時(shí),天線塔避雷針防雷是有限的??刹捎迷O(shè)置避雷針和消雷器相結(jié)合的方案,并且在房頂、房角或利用圍墻、柵欄裝設(shè)閉合的避雷帶、均壓網(wǎng)。引流線應(yīng)視建筑物結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般情況,均壓網(wǎng)格不宜大于5米。均壓網(wǎng)、避雷帶應(yīng)接有多根引流線。
2.雷電的活動(dòng)規(guī)律是,對(duì)于發(fā)生過雷擊的地點(diǎn)和入侵通道,下次雷擊時(shí),更容易再次遭受雷擊,所以外部防雷每個(gè)環(huán)節(jié)都重要。如果外部防雷不能擔(dān)負(fù)直擊雷防護(hù)的任務(wù),那么它將是一個(gè)引雷工程,而不是防雷工程,設(shè)備反受其害。直擊雷防護(hù)的完善與否,關(guān)系到感應(yīng)雷防護(hù)的基礎(chǔ)是否牢固。因?yàn)橹睋衾追雷o(hù)是感應(yīng)雷防護(hù)的基礎(chǔ)。
二、廣播電視發(fā)射臺(tái)感應(yīng)雷的防護(hù)
感應(yīng)雷的防護(hù)主要包括電源系統(tǒng)、天饋信號(hào)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防護(hù),等電位聯(lián)結(jié)以及接地等。根據(jù)廣播電視發(fā)射臺(tái)的情況,主要針對(duì)電源和天饋進(jìn)行防護(hù),同時(shí)為了均衡雷電對(duì)于設(shè)備的沖擊,等電位聯(lián)結(jié)的措施必不可少。
1.電源系統(tǒng)的防雷以及過電壓保護(hù)
據(jù)統(tǒng)計(jì),雷擊事故中,從電源線路侵入感應(yīng)過電壓損壞設(shè)備占較大比例,所以電源的防護(hù)是設(shè)備防護(hù)的根本和基礎(chǔ)條件。我們可以對(duì)電源分為三級(jí)保護(hù),使浪涌通過電壓逐級(jí)泄放入地。
A、按照分級(jí)泄放原理,可在總配電箱端加裝防雷器,使大部分雷電能量在此泄放。
B、在發(fā)射設(shè)備室的配電柜內(nèi)安裝電源單相防雷。
C、室內(nèi)所有插座全部更換為具有防雷功能的插座,將有效防止雷電從電源線路上侵入并損壞設(shè)備。
2.發(fā)射機(jī)天饋線部分防護(hù)
——室外引入線防雷措施
室外引入線是指臺(tái)內(nèi)各種發(fā)射設(shè)備饋線、吊饋管的鋼絞線及固定架、鐵塔過橋和塔燈電源線、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)電壓引入機(jī)房,必須采取措施進(jìn)行電器阻塞。
(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)房前屏蔽層應(yīng)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10米以上。若無屏蔽電纜,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。
——室內(nèi)設(shè)施的防雷措施
(1)機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)用銅皮鋪設(shè)地網(wǎng),通過多點(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)臺(tái)內(nèi)實(shí)際情況可采用防雷保護(hù)元件對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
(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、過壓保護(hù)接地等要統(tǒng)一、就近與機(jī)房共用地網(wǎng)可靠的連接。
結(jié)束語(yǔ)
采取上述防雷措施,可有效達(dá)到廣播電視發(fā)射臺(tái)的防雷目的,大大降低雷電對(duì)廣播電視設(shè)備的損害,確保廣播電視的安全播出。
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