浅谈广播电视发射台防雷措施

浅谈广播电视发射台防雷措施
中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2009）12-051-01
一、雷电的种类与危害
雷电是一种携带巨大能量的自然现象。

云层形成过程中，在大气电场以及温差起电效应
等作用下，正负电荷在云层不同部位积聚，当达到一定程度，云与云、云与地之间发生放电，产生雷电现象。

人类至今不但不能利用雷电的能量，还经常遭到雷电的危害。

雷电主要有直
击雷和感应雷两种。

直击雷是带电雷云和大地之间放电造成的。

当带电雷云层很低，周围又
没有异性电荷的云层时，就会在地面或者建筑物上感应出异性电荷，当电位差大到一定程度时，发生击穿空气向地面或建筑物直接放电，形成直击雷。

直击雷放电电流可高达数十万安培，放电过程极为短暂，约为50—100μs。

感应雷的形成原因有两种，由于带电雷云的先导
作用，雷云附近的导体或输电线路上感应出异性电荷，当雷电对附近目标或接闪器放电时，
它所带电荷迅速和放电物所带的异性电荷中和，而雷云附近的导体或输电线路上感应的电荷
变为自由电荷，形成对地局部感应高电位，它要从距离其最近处、电压低处或元器件最易击
穿处寻找放电通道，从而形成感应雷。

另一种感应雷是在直击雷通过放电物体放电时产生巨
大电流，这个迅速变化的电流必然在周围产生瞬变的强大磁场，使其附近的导体感应出高电
压并寻找放电通道，从而形成感应雷。

直击雷由于能量大，对建筑物和人、设备危害甚大；
而感应雷作用范围宽，雷击概率远大于直击雷，对广播电视传输、发射设备危害更大；有时
二者又相伴存在。

随着现代科技的迅速发展，广播电视传输、发射台，电子设备和通信设备日益增多，暴
露在室外的线路越来越长，遭受雷击的概率大大增多，再加上现代电子设备中集成电路的工
作电压越来越低，印刷电路板的线间距离越来越小，使得设备抗雷击能力越来越弱。

对于设
在高山上的发射台，由于地形特殊，更容易遭受雷击。

二、发射台(站)防雷措施
要做好防雷工作必须要增强防雷意识，把防雷保护看作为一项重要的系统工程。

在设防
中要采用全方位、多层次、综合治理。

要把国家和行业防雷技术标准与发射台地理环境、建
筑设施、设备分布等实际情况相结合，制定科学的、切实可行的防雷方案。

根据我们的实践，应该注意从四个方面进行防护。

1.发射天线塔和建筑物防雷措施无论广播电视发射台或微波站都设有发射天线或天线塔，一般铁塔和天线位置是台站地面建筑的最高点。

天线塔本身既可成为防雷的避雷塔，也可能
变成“引雷器”或产生感应雷的导体，因此，它是台站防雷的第一关。

2.电源系统防雷措施实
践证明广播电视发射台（站）大量的雷击是由供电系统引入，特别是由感应雷产生峰值很高
的浪涌电压对设备破坏比较常见。

因此，对供电系统应采用分层设防设计方案。

（1）台站
自维的架空高压线路应安装架空避雷线，长度为300~500M。

避雷线（除终端杆外）每杆作
一次接地，终端杆上增装一组避雷器。

若已建线路加装避雷线有困难，可在高压电力线路终
端杆、终端杆前第一、三或第二、四杆上各增设一组避雷器，同时在第三或第四杆增设一组
高压保险丝。

这样可使架空高压线路引入的感应雷得到较好的泄放。

3.室外引入线防雷措施
室外引入线是指台（站）内各种发射设备馈线、吊馈管的钢绞线及波导固定架、铁塔过
桥和塔灯电源线、各类管道、各种视音频信号线、通信线等。

在雷电天气，引线外皮很容易
将感应雷或感应电压引入机房，必须采取措施进行电气阻塞。

（1）保证馈管两端良好接地。

馈管在进入机房前，外皮还要就近与地网连接，吊馈管
钢绞线、固定架、过桥每隔一定距离逐点接地。

（2）各种引线要使用屏蔽电缆，进入机房前屏蔽层要就近与地网连接。

引线较长或条
件允许时，进入机房前水平埋入地下，长度最好在10M以上。

若无屏蔽电缆，可将引线穿入铁管，按上述要求埋入地下。

引入机房的电缆中如有不使用的芯线，也应在两端良好接地。

4.室内设施的防雷措施（1）机房内根据设备摆放情况，用铜皮铺设地网，通过多点与
室外地网良好连接，从而营造等电位环境。

（2）根据国标GB7450—87《电子设备雷击保护导则》和实际情况，科学的、有重点的
采用防雷保护元件对电子设备进行保护。

例如：同轴电缆保护器（CSP）、高频信号保护器（HFP）、数据线保护器（DLP）和音频线保护器（TLP）等。

（3）机房内屏蔽接地、机壳接地、电源接地（中性线、零线）、工作电路接地、保安
接地、过压保护接地等要统一、就近与机房共用地网可靠的电气连接。

高山台站把机房铝制
门窗、暖气管、水管、走线架等各种导体就近与母线或地网连接。

三、实施防雷措施中注意的问题
1.根据IEC—1024、IEC—1312规范中关于防雷分区和等电位连接的概念，即：根据雷击
在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位连接，
能直接连接的金属物直接连接，不能直接连接的（如电力线路、信号线路）则依据不同防雷
区域的科学划分，采用不同防护等级的防雷设备。

实践证明这种分区等电位均压连接，是防
雷的有效方法。

台站在铺设地网时应把避雷针接地、建筑物接地、铁塔接地、电源接地（中
性线）、机房与设备保护接地统一连接起来，达到等电位连接。

采用这种共地模式最重要的
是千方百计减小不同接地点的电位差，这要求接地系统的接地体和地线截面要足够大。

实践
证明，在雷击电流通过“地”向大地呈半球形散开，离接地体20M以外地方，电位已近于零。

当一个台站铁塔、变电室、机房等防雷区域互相之间距离大于40M时，可采用分区域铺设地网，分别接地的方式。

2.要想达到良好的防雷效果，接地质量十分重要，各种接地线与地网必须保证可靠电气
连接，焊接点要进行防锈处理。

在岩石多的高山台（站）接地点可填加盐、木炭、铁屑等，
也可使用GDSZ系列高效降阻剂、DDT系列导电混凝土等新材料，达到降低接地电阻的目的。

要做好地网维护工作，定期测试各点接地电阻，保证接地电阻达到设计要求。

3.要定期调整防雷元件放电间隙，检查各类保安器件、避雷器接触点是否良好，是否失
效等。

总之，广播电视发射台（站）防雷工作，首先要设计一个科学的，符合实际的防雷方案。

其次，要严格落实定期检测、维护制度，这样才能保证有备无患。