郭亞南

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對(duì)廣播電視設(shè)施綜合防雷策略的探討

郭亞南

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，現(xiàn)代電子科技的發(fā)展也越來越迅速，這在我國(guó)廣播電視臺(tái)制定防雷措施時(shí)，有很好的體現(xiàn)。廣播電視臺(tái)系統(tǒng)采用了大量的集成化電路和比較大的功率模塊，所以它們對(duì)電路、電壓的質(zhì)量要求非常高，但是，它們對(duì)雷電浪涌電壓的承受能力比較弱，經(jīng)常會(huì)被雷電侵襲。為了有效的防止這類現(xiàn)象發(fā)生，電視臺(tái)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)要對(duì)此高度重視，提前做好防雷工作，盡量減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文對(duì)雷電的形成和危害進(jìn)行了總結(jié)分析，再根據(jù)廣播電視發(fā)射臺(tái)的特點(diǎn)，提出了比較細(xì)致的廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷措施，而且在防雷過程中要注意很多細(xì)節(jié)，這樣才能保證人身安全。

一、雷電的形成和種類

雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，主要由直擊雷和感應(yīng)雷二種組成，它們多形成在積雨云中，積雨云隨著溫度和氣流的變化會(huì)不停的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中摩擦生電，就形成了帶電荷的云層，某些云層帶正電荷，某些云層帶負(fù)電荷，當(dāng)雷云產(chǎn)生后，就會(huì)在地面或建筑物上感應(yīng)出異性電荷，二者之間形成電場(chǎng)。由于雷云電荷分布不是均勻的，故當(dāng)雷云的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度以后，即發(fā)生雷云對(duì)大地之間的放電，一般可分三個(gè)階段：先驅(qū)放電階段、主放電階段、余輝放電階段。先驅(qū)放電階段：首先在雷云與大地之間的電場(chǎng)最強(qiáng)處，從雷云開始使其間的空氣層電離，按間歇分級(jí)躍進(jìn)的方式自雷云向地面發(fā)展，開拓出一條狹長(zhǎng)的游離區(qū)域，直到距地面 50～100m 處，從地面開始向上發(fā) “迎接先驅(qū)”，兩者互相銜接，打通了一條從雷云至地面的良好的導(dǎo)電通道，其中充滿著從雷云傳導(dǎo)下來的電荷，便完成了先驅(qū)放電階段。這一階段的放電電流不大。

主放電階段：這個(gè)時(shí)期，因?yàn)槔自浦链蟮刂g已存在一條導(dǎo)電良好的通道，地表積聚的異性電荷馬上急沖上去，由地向云端擴(kuò)展與通道中的異性電荷強(qiáng)烈地中和，驟時(shí)出現(xiàn)耀眼的閃光與雷鳴的震響。主放電時(shí)間極短 （約 50～100us） 可達(dá)幾百千安以上。余輝放電階段：主放電到達(dá)云端時(shí)就結(jié)束了，然后云中的殘余電荷便經(jīng)過導(dǎo)電通道繼續(xù)向大地泄流。放電持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（0.03～0.15s），電流一般在 100～1000A左右。如果是多重雷電，則仍循第一次沖擊的閃電通道，產(chǎn)生二次，三次，四次以至更多的沖擊放電，上述過程就是我們常說的直擊雷產(chǎn)生過程。感應(yīng)雷分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種，分別為雷云產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)所引起。雷云形成后將在凸出物頂部或架空線路上感應(yīng)出大量電荷且雷云對(duì)其它部位放電。這部分電荷將失去束縛，以雷電流的形式沿凸出物或線路迅速傳遞，這就是靜電感應(yīng)雷；電磁感應(yīng)是由雷擊后巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)，在周圍的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓。

二、雷電對(duì)廣播電設(shè)施產(chǎn)生危害的原理

直擊雷只有雷擊率的 10％左右，危害范圍一般較小，可使用避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)來防護(hù)，而感應(yīng)雷雖然沒有直接雷那么強(qiáng)烈，但它發(fā)生的概率要比直接雷高得多，而且這種感應(yīng)雷的過電壓可以通過電源線、天饋線、信號(hào)線、輸出電纜等傳輸?shù)煤苓h(yuǎn)，使影響范圍擴(kuò)大，廣播電視系統(tǒng)的電子設(shè)備受雷擊損環(huán)，主要是感應(yīng)雷造成的。感應(yīng)雷它所包含的能量并不很大，有一定的規(guī)律可循，是可以通過各種正確有效的避雷措施來防范的。因?yàn)楦袘?yīng)雷是雷電流的電磁感應(yīng)作用引起金屬導(dǎo)電體上產(chǎn)生極高電壓而放電，廣播電視系統(tǒng)的電子設(shè)備即使有一定的防雷措施，仍然可能遭雷擊而受到損害，大多數(shù)都是電源部分和信號(hào)接入及輸出部分，這些都是感應(yīng)雷造成的。

三、廣播電視設(shè)施的防雷策略

雷電現(xiàn)象的出現(xiàn)總是大范圍的，就如臺(tái)風(fēng)的運(yùn)行一樣，是可以預(yù)測(cè)預(yù)知的，但是成災(zāi)的范圍卻是不同，是無法預(yù)測(cè)預(yù)知的?，F(xiàn)在是信息化時(shí)代，電網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、信息網(wǎng)交錯(cuò)連接，一個(gè)地點(diǎn)遭遇雷擊引起的災(zāi)害范圍是大面積的。特別是對(duì)閃電非常敏感的廣播電視部門，基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)、選址初期，就要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T編制的地區(qū)落雷密度圖，躲開易落雷區(qū)。其次，從能量的角度考慮，雷電的禍害作用首先是因?yàn)樗诙虝r(shí)間內(nèi)有較大的能量釋放。每次閃電釋放的能量并不是太大，與臺(tái)風(fēng)相比差多了，可是瞬時(shí)內(nèi)的功率則是異常巨大的。有些防雷器件本身經(jīng)受不了這種瞬時(shí)功率而損毀。所以我們?cè)诜览椎膽?zhàn)術(shù)上必須考慮把閃電的能量引導(dǎo)到合適的地方釋放掉，最常用的最安全的措施就是引導(dǎo)到大地中釋放。所以接地是防雷戰(zhàn)術(shù)上必須采用的。同時(shí)，必須考慮讓閃電從何處入地，就有了戰(zhàn)術(shù)的接閃。

四、綜合防雷措施

接閃器如何設(shè)計(jì)？安裝在哪里？方式方法很多。從廣播電視的技術(shù)特點(diǎn)來看最好是把雷引到遠(yuǎn)離設(shè)備地點(diǎn)入地。我們還要利用廣播電視自身都建有高層鐵塔的優(yōu)勢(shì)，采用一些現(xiàn)代的引雷和消雷措施，把進(jìn)入?yún)^(qū)域范圍內(nèi)的雷雨云的帶電能量削弱到最低程度。再次，由于閃電行徑的無規(guī)律性，以致閃電的能量常沿著輸電線和通信網(wǎng)絡(luò)傳播，因此必須在這些線路上設(shè)置分流措施，使閃電能量入地，這些分流裝置通稱避雷器，現(xiàn)在則稱之為浪涌保護(hù)器。另外，由于閃電在三維空間里的電磁場(chǎng)的巨大作用，使沿著電力線和廣電信號(hào)線路的閃電電流也在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，它們均可以進(jìn)入各種電子設(shè)備起到破壞的作用。無論多么昂貴的避雷器，都不能防止閃電輻射在三維空間的電磁脈沖的災(zāi)害，如果有條件的話，電磁屏避也是綜合防雷中不可缺少的極端重要的技術(shù)措施。所以在廣播電視設(shè)施防雷措施實(shí)施上，我們?cè)谒季S方式上應(yīng)采取“躲、分、引、屏”綜合考慮策略，才能有效的保護(hù)廣播電視設(shè)施在雷雨季節(jié)安全、高效運(yùn)行。

作者單位：（盤縣文體廣電新聞出版局）