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【摘要】隨著我國廣播電視行業的發展,高山發射站臺的作用越來越重要,能夠更全面的完善廣播電視臺的發展。高山發射臺站的綜合防雷措施作為其發展的重要方面,其防治效率直接影響到我國廣播電視行業的發展。當前我國高山臺站防雷接地還有很多問題,不利于我國廣播電視行業的發展。本文主要分析了高山臺站防雷接地的特點以及常見問題,詳細闡述了雷擊產生的原因,并提出了綜合防雷措施以及優化設計。
【關鍵詞】廣播電視;高山發射臺;綜合防雷措施
在當前信息傳播如此迅速的環境中,廣播電視的發展也正朝著更快更強的方向。對于高山發射臺的綜合防雷措施正逐漸成為廣播電視發展的關鍵環節。高效推動了我國廣播電視行業的健康持續發展。但是,從我國廣播電視高山發射臺站現狀看,防雷措施方面仍然存在許多問題,很大程度限制了我國廣播電視行業的發展。對此,有關人員應加強對廣播電視行業高山發射臺站綜合防雷措施的重視,并針對當前阻礙其發展的因素,采取有效的完善措施,全面發揮高效的防雷措施對我國廣播電視行業發展的促進作用。
1. 高山臺站防雷接地的特點以及常見問題
高山臺站的防雷接地特點具有很多特殊的特點以及常見問題,具體包括以下幾個方面:
第一,我國的大部分發射站臺處于高雷區域、強雷區域,與北方平原相比較而言,其具有電流強度較大、波形幅值較高的特點。第二,與平原地區相比,高山站臺的海拔高度以及自身垂直高度受到的高山頂部雷擊的概率較大。第三,大多數身處高山的廣播電視發射站臺都是比較孤立的,使雷擊、閃電的目標落雷頻率增高,次數也增多。第四,上山架空交流電力線非常容易受到閃電以及感應的雷電電涌入侵,使設備遭受到損壞。第五,各種天饋線以及站內通信線也是造成雷電閃電涌入的主要原因。第六,發射塔距離機房較近,當鐵塔受到雷擊后,將雷擊引入地面后,產生的電流將傳入機房地網,進而在機房設備的底線上產生高位點,導致二次點擊的發生,此時產生的較高的瞬間電位差極易擊穿絕緣措施。第七,當鐵塔遭受雷擊時,由于缺少相應的等電位防護措施極易造成高電位反擊、跨步電壓及接觸電勢等二次效應,在對設備造成相應損害的同時,嚴重影響站臺值班人員的人身安全。第八,在相應的發射站臺的鐵塔頂部,也就是雷擊點的100米范圍內,產生的重電電磁脈效應程度屬于最強,瞬間變化的電廠可以在建筑物金屬類設備以及線纜線路上感應出相應的雷電浪以及涌電流。第九,對于衛星接收天線而言,雖然其已經處于鐵塔的直擊雷保護的內部,且天線的外部通常有鋼管屏藏接地,其底座一般情況下已經與地面或與鐵塔的地網互相連接,但是,衛星天線的高頻頭經常會由于經受重擊產生嚴重損壞。第十,廣播電視高山站臺通常情況下處于石山山頂,山頂的組成一般是地表浮土風化砂、石頭以及少量植被等,這種情況下的山頂土壤通常不積水,相應的土壤接地電阻率較高,人工地網改造需要投入的成本比較高。
2. 雷擊原因
面對當前廣播電視高山發射臺站存在的處于室外的衛星天線、處于室內的發射機房設備以及低壓供電設備而言,雷擊對廣播電視發射臺站設備產生損害的主要原因在于以下幾點:第一,直擊雷擊。大地在接受雷雨云閃電時,產生的一種放電現象,與其同時產生的還有電磁效應、機械效應以及熱效應等。直擊雷能夠對室外設備產生直接影響:在發射電臺中處于室外的設備包括:發射需要的天線、電力架空線纜、臺站范圍內架空天儲線、衛星接收天線、低壓電力電纜等,第二,地電位反擊。一旦直擊擊中發射塔,塔上的發射天線、避雷針以及相應的機房、建筑物會由于高頻雷電流入大地而產生瞬間的高電位,將直接擊穿空氣以及相關絕緣介質,進而出現電閃擊,對周圍的設備包括地線、線纜以及人體進行放電,產生大量事故。第三,雷電電涌侵人。此類雷害形式屬于比較常見的形式,主要的產生原因是帶電雷云在空間電磁場的靜電感應作用,以及閃電周圍的電磁感應作用,高山發射臺站內相關的配電線路、信號線路以及天饋線路引入大量雷電浪涌,使設備遭受損。第四,高山發射電臺站內的機房的走線架內、電纜溝的布線方式并不合理,不符合規定以及實際情況的接地形式以及接地引入,也是造成設備因遭受雷擊后產生二次效應反擊并損壞設備的主要原因。
3. 綜合防雷措施以及優化設計
3.1 采用雷電流分流措施
對于廣播電視高山發射臺站的綜合防雷措施而言,相應的雷電分流措施具有非常重要的意義。一方面,就直擊雷而言,其雷電分流技術的主要目的在于使雷電的入地地點與被保護對象之間保持安全距離,進而避免強度過大的電流造成的瞬間低電位升高,進而防止雷電反擊。在實際的分流技術中,可以通過設置獨立接地網,實現鐵塔雷電流的分流,最大程度降低甚至消除天饋線屏蔽層的分流電流,盡量減少雷電流經饋線引入機房,若當發射塔地網與機房距離很近時,應當增加多個接地井實現更高效的隔離。
另一方面,可以采用共用接地網,廣播電視高山發射臺的實際占地面積較大或者山頂能用于制作人工地網的面積條件比較充足時,發射站臺的防雷接地網的組成成分應當包括網格狀機房地網、鐵塔地網、變壓器以及相應的配電房接地網組成,應當注意的是各個地網之間的距離應當大于5米。應當能夠盡可能高效的實現等位聯結進而實現公用接地網。與此同時,為了避免出現高電位反擊衛星天線高頻頭現象,需要斷開天線底座與鐵塔之間的連接扁鋼,同時在高頻頭線路上進行衛星天饋線的安裝。合理運用公用接地網,摒棄共用接地引入線措施,是對分流措施的完善設計,在不違反等電位接地原則的基礎上,廣播電視高山發射臺站環境受嚴重限制的大環境中,增強防雷效果。
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