摘要：广播电视发射台装备包含大规模的集成电路，其耐电压等级较低，抵抗不了雷电的冲击，因此，在广播电视发射台日常维护和运行过程中，防雷电是维护检修工作的重要任务之一。本文根据发射装备的工作特点和防护要求，剖析雷电不同危害的原理及特点，综合制定有效的防护措施，切实保障相关发射装备的正常运行和广播电视节目的正常播出。
关键词：发射台；雷电危害；防雷电
引言
广播电视发射台由于需要远距离传输和防辐射危害等原因，通常建设在较为空旷海拔较高的位置或者配置安装空旷地区的一个高塔上面，长期暴露于开放自然环境条件下，势必会收到雷电自然现象的影响，切实做好广播电视发射台的防雷电保护技术，是保障我国现代广播电视事业发展壮大的基本条件，有鉴于此，本文将会围绕广播电视发射台防雷电措施展开简要阐释。
1 雷电形成的原因
雷电的成因主要有：1.冷云的电荷积累；2.对流云初始阶段的“离子流”3.暖云的电荷积累；这些原因最终导致的结果为云层与地面为异号电荷，在云层与大地质检的电场强度达到 25kV～30kV，在带电云层移动的过程中，地面的尖端物体将产生对应的异号电荷，从而产生电位差，让不带电的物体带上电，影响电子设备的正常工作和安全；当在地矿条件比较合适的情况下，通过先导顶端结构表面部分的接触，迅速形成电离通道，进行放电，异号电荷快速中和。该放电过程时间短，通常在50.00us～100.00us时间之内，具有急剧的高强度电流电压变化。总之，雷电效应引起的都是高电压，大电流，对电子设备和发射装备都有较大的影响和破坏。
2 雷电种类及对广播电视发射站的危害
2.1直击雷
直击雷：是指带电的云层与地面的凸起物带有异号电荷，在云层对其电压达到一定程度，能够击穿空气的时候，就会直接对其释放几万伏甚至几百万伏的电压峰值，使空气产生电离，变为导体，该过程产生巨大的电磁效应、热效应和机械效应，直击雷的直接作用对象将会被遭到严重的破坏。当直击雷击中广播电视发射台时，冲击电流在发射站设备内形成幅值很高的冲击电压波，破坏电气设备的绝缘层，对集成电路的元器件造成损害，冲击电流的巨大热效应造成被击中物体的炸裂现象等，造成严重经济损失。
2.2感应雷
静电感应雷：是带电的积云在接近地面时，地面物体（尤其是导体）聚集起大量与雷电极性相反的束缚电荷，在雷击发生后，地面物体中的电荷成为自由电荷，需要流回大地，则对地产生过高的静电电压，造成建筑物或建筑物内的导线及金属设备放电产生电火花，引起爆炸及火灾等，危害建筑附近的人身及供电系统安全。广播电视发射站作为区域内的最高建筑导体，在静电感应发生后，造成大量电荷在发射站设备内堆积，在瞬间的高静电电压下，经受不了，可能会被击穿或者烧毁等。电磁感应是在雷击事故发生以后，雷电流在周围空间发生迅速变化的清理磁场，在一定范围内对金属导体发生感应性高电压，是对导体的二次破坏，破坏电气设备的范围增加。
2.3雷电侵入波
雷电侵入波：是指雷电击中广播电视发射站的供电线路或金属管道而产生的强力冲击波，冲击波可以沿着管道或传输线路迅速传播，传输至发射站造成连接设备的绝缘防护被破坏，促使高压雷电波窜入低压系统中，引发触电事故等的电力故障，危害发射站的安全可靠运行。
3 广播电视发射台防雷措施
上面已经对雷电危害的不同种类，及其对广播电视发射台可能产生的危害，做了较为详细的讲解和分析。那么，对于广播电视发射台和装备而言，减小被雷电击中的概率，避免电磁感应对设备的二次伤害，才能保证广播电视发射台正常发射和运行，就需要采取相应的措施。
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首先，确定发射塔及发射台属于第二类防雷建筑，在根据防护的需求，按照是否能导走全部电流，电磁场是否衰减等标准划分防护区域，之后，安装磁场屏蔽后续防雷区、安装协调配合好的多组电涌保护器，宜按需要保护的设备的数量、类型和耐压水平及其所要求的磁场环境选择。这些工作做完后，就根据实际需要做具体的防雷措施。
3.1 防护雷电直击
对于雷电直击的危害防护，需要对广播电视发射台及其周边相关的发射设备周围装避雷针或者是避雷带等接闪器，通过接地引下线，接入地网，这样在一定程度上可以把雷电直接引入地下，保证建筑物和设备免受雷电的危害。同样，许多广播电视发射台附近有发射铁塔，通过球形面计算防雷半径，如果在铁塔保护保护范围内，则可以降低发射台等建筑物的防护等级要求。
3.2 保护设备接地
通过对雷电及电磁感应危害分析，则需要对广播电视发射台的整个建筑和相关设备都需要进行接地处理，将电子设备的金属外壳通过等电位连接器并直接进行电气接地处理，高架线路的防护系统也要采取防雷接地处理，这样才能很好地减轻雷电产生的危害。对接地的要求主要有两方面：1接地网络；2接地电阻。
接地网络：可以根据实际情况利用单点、多点和混合接地方式，形成一个接地网络。通常情况下，低频的电子设备受到的冲击较小，可以采用单点的方式接地；而高频的电子设备可以采用混合接地的方式，以便能快速把电荷释放到大地，以减轻雷电冲击造成的破坏。在布置接地线的时候，要充分计算可能遭受雷电电流的大小及其防护设备的耐压等级，避免在瞬间大电流情况下，线路发热产生熔断，或者绝缘击穿等次生灾害。
接地电阻：交流工作接地，接地电阻不应大于4Ω，安全工作接地电阻不应大于4Ω，直流工作接地，按照机房具体要求设计，防雷保护接地电阻不应大于10Ω，屏蔽系统联合接地时，不应大于1Ω，总上所述，接地网络的电阻不应大于1Ω。
通过接地装置，将这些接地设计为等电位，使其更完善，能在短时间内释放较多的电荷，才能降低雷电的破坏力，保障相关发射电子设备和发射塔的安全。
3.3 防护雷电感应
对于感应雷的危害预防，可以通过广播电视发射台的设备进行感应防护，对电源等重要设备进行重点保护。雷电电流经过建筑物和导电线路经接地网络导入大地，能量会大大降低，但对部分敏感电子设备，需要进一步的处理。例如电源设备的防雷处理则可以给电路电缆加上金属防护层，也可以在电源供电线路上加装SPD元件，实现多层次防护。
4 结束语
广播电视发射塔是重要的宣传用设备，在防雷电措施布置中，将立体化，多层次综合设计，且需要将避雷器，引下线，接地装置及防屏蔽系统及电气设备安全接地等进行有效的可靠的搭接，实现等电位电压的链接要求，充分降低各个接地系统的电位差，使发射站处于有效有序的防雷系统内，反过来对整体中的各个部位进行保护。当然后期的工作中，需要重视防雷技术的培训，根据地区差异，需求差异，制定不同的定期不定期养护和检测计划，和出现问题后的反应机制，才能让防雷设施发挥应有的作用，保障广播电视的安全运行。
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论文作者:高志卉1,陆新东2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
标签：雷电论文; 发射台论文; 广播电视论文; 防雷论文; 电荷论文; 设备论文; 防护论文; 《基层建设》2017年第32期论文;