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廣播電視設(shè)備的雷電防護
廣播電視設(shè)備的雷電防護【1】
【摘 要】隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，線纜電視、電視微波傳輸、電視發(fā)射機、廣播發(fā)射機、微機網(wǎng)絡(luò)等一些廣播電視設(shè)備防雷電的問題日益突出。
因此，經(jīng)過分析得知雷電侵入廣播電視設(shè)備的主要途徑有：直接侵入、地電反擊侵入、電源線路侵入、信號線路侵入、天饋線路侵入等一些途徑。
所以我們必須通過全面維護、綜合防御等手段來防止雷電襲擊造成的損害，以此來加強廣播電視設(shè)備防雷電工作的實際效果。
【關(guān)鍵詞】廣播電視設(shè)備 雷電防護措施
一、防直擊雷
眾所周知，在高樓大廈上、高山上以及高架鐵塔上是安裝廣播電視信號發(fā)射機、信號接收機、傳輸轉(zhuǎn)播設(shè)備最理想的地點。
所以這些設(shè)備最容易受到直擊雷襲擊，在一般情況下都是采用建設(shè)一定高度避雷針的措施來防御，讓接閃器通過避雷針把雷電吸引過來，再把雷電傳到地面。
從而達到消耗雷電能量的目的，有利的保護地上的設(shè)備以及建筑物。
但是避雷針有一定的缺陷，所以還要在一些設(shè)備上安裝電子避雷器，讓地阻地網(wǎng)盡可能的減小，在高處的廣告牌、各種有金屬的管道等必須用導(dǎo)線與避雷帶鏈接，均壓環(huán)也必須在建筑物上裝設(shè)，環(huán)向垂直距離應(yīng)小于十二米，所有建筑物的金屬構(gòu)架、金屬設(shè)備、腳手架管道等必須鏈接到均壓環(huán)上，以此減少由于避雷針引雷時造成的損害。
二、電源線路防雷
小于40kHz的低頻段是主要集中雷電能力的地段，供電50kHz的工頻線路，最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波，因為交流電網(wǎng)不但大而且分布面較為廣泛，所以雷電會很容易的通過電網(wǎng)經(jīng)過的地方來破壞電子設(shè)備。
多數(shù)措施是在機房電柜、電源變壓器的次級、設(shè)備配電盤設(shè)置電源避雷器來分流導(dǎo)入地下，這就好比攔截了雷電入侵的渠道。
三、天饋線路防雷
目前由于對信號收需要的特點，電視接收衛(wèi)星、戶用天線、電視發(fā)射機跟共用天線的天饋系統(tǒng)多數(shù)都需要安裝在高處，所以得雷擊的概率也是非常大的。
傳統(tǒng)的“空氣隙”“氣放管”“氧化鋅壓敏電阻”及由他們組合而成的避雷器，可以在一定程度上起到作用。
但是會再一些方面有局限性，比如：承受功率方面、工作頻帶還有影響時間等。
40kHz以下的頻域是雷電流能量主要分布區(qū)域，幾百千赫以上的頻域才是廣播電視信號能量的主要分布區(qū)域，所以，應(yīng)采用集中或分布參數(shù)元件構(gòu)成高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以把有用的信號跟雷電的沖擊波有效的區(qū)分開，從而可以低消耗而大功率還可以快速響應(yīng)。
四、信號線路防雷
廣播電視設(shè)備的放大器，光接收機，光發(fā)射機，數(shù)字機頂盒，有線電視分支器，地面衛(wèi)星接收機等，都是使用的同軸電纜、帶狀電纜，金屬線等傳遞信息，使埋地電纜故障頻繁受閃電的干擾。
當雷電電磁脈沖干擾，由于導(dǎo)體在交變電磁場ωc0，ω10電感電容的容量都很大，所以會有很多的差分電壓，在雷電電磁波干涉之下形成駐波電纜表面，形成一定形式的強干擾使正在使用的電器受到破壞，往往通過使用電器接口使設(shè)備形成電壓損壞。
現(xiàn)有使用的方法是加強屏蔽電纜金屬護套，建立良好的接地，通過一系列的信號避雷器的信息通道分離設(shè)備的雷電波侵入時，對其進行有效的截斷。
由于電腦的工作電壓低，一般為5～12伏到一個單位的外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備，除了在參考通道接口避雷器過電壓保護信號的小端之間的電位差，高頻信號接地導(dǎo)線的長度需要不斷的關(guān)注和共振效應(yīng)，當接近的諧振頻率所示，高頻連接器。
不能提供的兩個元素和有效的效果之間的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，在奇數(shù)倍的長度等于1/4或1/4波長長導(dǎo)體，諧振波連接器打開之間的開放狀態(tài)。
因此，高頻地線長度必須要以沒有駐波條的前提之下建設(shè)為準則，才能啟到有效的防雷效果。
五、防地電位反擊
閃電一般進入地球會產(chǎn)生大于1KV電壓沖擊過接地體，從而與土壤沖擊，還會擊穿強度約為200～1000kV/m，平均值為600kV/m，由此產(chǎn)生新的大沖擊電流會在接地體的3M土壤以內(nèi)。
也會導(dǎo)致不同的潛流到地下管線接頭，因此也會受到不同程度的導(dǎo)電土壤傳播。
信號判斷通常與電子設(shè)備外殼是呈分離狀態(tài)的保護工作，目的是排除可能的噪聲源，塑造一個滿意安靜的電位。
設(shè)備在外殼和工作組的方面，都是由耦合電容信號系統(tǒng)，形成通路的電器。
當大的脈沖電流通過接地系統(tǒng)的雷電過電壓，可能會嚴重損壞電路控制系統(tǒng)。
對于在室外被雷擊中避雷器(室外塔)這是正常的，但是在室內(nèi)的發(fā)射器，和其他的設(shè)備的損壞，是高壓電流雷擊對接地避雷針體產(chǎn)生的，這是實時的，所以像周圍的設(shè)備例如：公共電極放電發(fā)射，閃電高壓力變送器，這種現(xiàn)象被稱為反擊，為了有效預(yù)防反擊，目前一致的看法是，一個防雷地、工作地。
保護地等。
連接到同個接地電網(wǎng)，形成一個共用接地位、還可以在微波站、中波發(fā)射臺，等地，每一個接地裝置的電視傳輸和發(fā)射機房，也可以建立一個等電地位進行有效的連接，作為一個整體來，接地電位上升到了地面。
可以避免反擊的發(fā)生，但是，這是一種統(tǒng)一的接地，發(fā)射器和其他微電子器件，通常是沒有閃電的，只會產(chǎn)生一般的地面波干擾和一般的影響，要解決這兩個問題是可以單獨的設(shè)置一個抗干擾的工作，使其單獨工作。
六、接地
在工作和其他地面安裝低電壓隔離避雷器，當潛在的兩點之間的差異超過保護值的時候，就會自動連接兩個電位，電位差低于保護值，兩者之間恢復(fù)隔離。
二是主體之間的間和各種鋼絲電線塔結(jié)構(gòu)，必須有效地連接，共同使用接地系統(tǒng)，當高壓雷電反擊引起接地電位，建筑和房間會自動形成一個等電位系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)的就會呈示出工作狀態(tài)，確保雷電引起的隨機性，最大的程度來保護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全，形成機理是非常復(fù)雜的，閃電的形成是多樣性無法捉摸，因此，防雷的目前技術(shù)水平還局限于任何單一的防雷裝置不能保證一個特定的所有防雷空間安全，防雷技術(shù)的提高還需繼續(xù)努力。
伴隨著技術(shù)水平高速的發(fā)展，對于雷電機理的認識也是更加透徹，相信避免和減少雷電災(zāi)害的發(fā)生、預(yù)防和措施也會日益完善。
參考文獻：
[1]何書春.淺談廣播電視前端系統(tǒng)的雷電防護[J].西部廣播電視，2006，6：51-53。
[2]崔振玲.淺談廣播電視機房的雷電防護[J].西部大開發(fā)，1009-8631(2012)：03-0133-01
廣播電視機房的雷電防護【2】
摘 要： 隨著廣播電視技術(shù)的進一步發(fā)展，廣播電視機房的防雷電系統(tǒng)也越來越引起人們的關(guān)注和重視，本文主要介紹了五種雷電防護方法。
關(guān)鍵詞： 廣播電視機房; 雷電危害; 雷電防護
雷電災(zāi)害被稱為“電子化時代的一大公害”。
現(xiàn)代化的城市一座座高樓如雨后春筍般拔地而起，造成雷電擊穿空氣的距離縮短，因為雷擊的概率與建筑的高度成正比，所以雷擊概率加大。
同時，由于全球氣候變暖，城市熱島現(xiàn)象增多，使城市的大氣環(huán)流形勢出現(xiàn)了新特點，夏季雷暴期延長。
而更重要的是，隨著科技的進步，微電設(shè)備被廣泛應(yīng)用，城市通信電源大幅增多，城市電磁場發(fā)生變化，特別是微電子產(chǎn)品普遍絕緣強度低，過電壓耐受力差，容易遭受雷電侵襲，其中電腦網(wǎng)絡(luò)、通訊指揮系統(tǒng)和公用天線都是重災(zāi)區(qū)。
因此從某種意義上說，科技越發(fā)達，雷擊對人們的威脅就越大。
雷電危害可分成直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵入三種。
目前，直擊雷造成的災(zāi)害已明顯減少，而隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。
一般建筑物上的避雷針只能預(yù)防直擊雷，而強大的電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電視、電話及聯(lián)網(wǎng)微機等弱電設(shè)備。
為此，通過分析，雷電主要通過以下五個途徑侵入廣播電視設(shè)備。
直擊雷襲擊、電源線路侵入、天饋線路侵入、信號線路侵入和地電位反擊引起。
為防止雷擊災(zāi)害，我們必須依據(jù)“綜合治理，整體防御，多重保護，層層設(shè)防”的原則加強廣播電視設(shè)備的防護工作。
1 防直擊雷
由于廣播電視信號的發(fā)射，接收和傳輸轉(zhuǎn)播設(shè)施大多安裝在高山、高樓或高架鐵塔上，因此遭受直擊雷的概率較大，通常采用的措施是架設(shè)一定高度的避雷針，通過避雷針把閃電吸引到接閃器上，而后把閃電傳導(dǎo)入地，把直擊雷的能量耗散到地下，從而保護了地上的建筑物。
由于避雷針的缺陷，對于受避雷針保護的各種發(fā)射、接收天線及建筑物內(nèi)的各種設(shè)備，必須安裝相應(yīng)的電子避雷器，盡量減小地網(wǎng)地阻，樓頂上的各種管道、金屬纜線外皮、廣告牌等必須用夠粗的導(dǎo)線連接，焊上并與避雷帶焊接好，建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)向垂直距離不應(yīng)大于12m，所有引下線、進出建筑物的架空金屬管道、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備等均應(yīng)連到環(huán)上，盡量減少由于避雷針引雷時產(chǎn)生的二次感應(yīng)雷擊對廣播電視設(shè)備造成的損壞。
2 電源線路防雷
由于雷電能量主要集中在小于40kHz的低頻段，供電50kHz的工頻線路，最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波，加上交流電網(wǎng)大而面廣，雷電波比較容易從電源線路途經(jīng)破壞電子電器設(shè)備。
一般做法是在電源變壓器次級，機房配電柜，設(shè)備配電盤，設(shè)備電源進線處并聯(lián)1-3級三相、單相電源避雷器，進行雷電多級分流、入地。
當雷電波沿電源線侵入時，避雷器的電阻瞬間降至很低，近于短路狀態(tài)，雷電流就由此處分流入地，這類似于堵截了雷電的入侵通道。
雷電過后，瞬間恢復(fù)，對地斷路，絲毫不影響正常供電。
3 天饋線路防雷
戶用天線、共用天線、電視接收衛(wèi)星地球站、電視發(fā)射機等，由于對收發(fā)信號的需求特點，天饋系統(tǒng)大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上，電子設(shè)備由天饋系統(tǒng)引入得雷擊幾率很大。
傳統(tǒng)的“空氣隙”、“氣放管”、“氧化鋅壓敏電阻”及由他們組合而成的避雷器，可以對天饋線路防雷起到一定作用，但在工作頻帶，響應(yīng)時間，承受功率方面呈現(xiàn)局限性。
由于雷電流沖擊波的主要能量分布在40kHz以下頻域，而廣播電視信號能量分布在幾百千赫以上頻域，應(yīng)采用集中或分布參數(shù)元件構(gòu)成高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò)將雷電沖擊波和有用信號截然分開，解決寬頻帶、大功率、低損耗、快速響應(yīng)，長期困擾光電天饋防雷難題。
4 信號線路防雷
當今電子技術(shù)正向高頻率、高速度、高可靠性、超小型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展，電磁干擾對這些設(shè)備和系統(tǒng)的影響也就越來越突出，特別是雷電電磁干擾的發(fā)生與傳輸對于廣電微電子接受、傳輸設(shè)備造成的失效與損壞事故日益增長。
廣電系統(tǒng)中，天線放大器、應(yīng)用電視、電視攝像機、傳真機、電視接收機、計算機、電話等，往往使用同軸電纜，帶狀電纜等金屬信息傳輸線，及時埋地傳輸電纜也常出現(xiàn)雷擊故障。
當雷電電磁脈沖干擾發(fā)生時，由于導(dǎo)體在交變電磁場中他的感抗ωL0和容抗ωC0都很大，所以會產(chǎn)生很大的電位差，而雷電電磁波在電纜表面?zhèn)鞑r會形成駐波，對使用中的設(shè)備會形成強烈干擾，并往往通過接口處形成過電壓損壞設(shè)備。
一般采取的辦法是加強對電纜的屏蔽，電纜外金屬皮進行良好的接地，及通過串聯(lián)信號電子避雷器進行，信息與雷電通道分離，在設(shè)備入口處截斷雷電侵入波。
由于計算機的運行電壓是較低的，通常為5-12v，因此數(shù)據(jù)處理設(shè)備的個單元之間以外產(chǎn)生的電位差必須非常的小，除了在接口端需要安裝信號避雷器對信號通道進行過電壓保護外，其高頻信號接地的接地線長短需引起注意，在受到諧振和駐波影響時，若出于接近諧振頻率，導(dǎo)體呈現(xiàn)出極高的感抗，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備的兩個單元之間無法提供有效的等凋萎作用，當導(dǎo)體的長度等于諧波波長的1/4或該1/4波長的奇數(shù)倍時，該導(dǎo)體兩端之間呈現(xiàn)開路狀態(tài)。
因此高頻接地線的長度必須以不會產(chǎn)生駐波為條件。
5 防地電位反擊
由于避雷針引雷入地也會在接地體處產(chǎn)生大于1kv以上的沖擊過電壓，而土壤的沖擊擊穿場強約為200-1000kv/m，平均值為600kv/m，因此在接地體3m以內(nèi)的土壤會產(chǎn)生大的新沖擊電流。
更遠處則會由于土壤中的暗流及各種地下管道、導(dǎo)體的傳導(dǎo)諸多原因，會受到不同程度的波及。
通常電子設(shè)備的電源地、工作地、信號地、外殼保護地是分開的，其目的是為了排除可能出現(xiàn)的地噪聲源，獲得一個滿意純凈的電位。
設(shè)備外殼與工作、信號系統(tǒng)之間通過分布電容的耦合，在電器上形成通路。
當大的脈沖雷擊電流通過接地系統(tǒng)入地時所產(chǎn)生的過電壓，可能嚴重損壞控制系統(tǒng)的電路。
在雷擊中，閃電擊中室外避雷針(發(fā)射塔)這是正常的，可是室內(nèi)的發(fā)射機及其他設(shè)備造成了損壞，閃電電流使避雷針的接地體產(chǎn)生瞬間的高電壓，于是對附近發(fā)射設(shè)備等的公共接地極放電，把閃電的瞬時的高壓引向發(fā)射機，這種現(xiàn)象稱地點為反擊。
為了防止地電位反擊，目前較一致的看法是，一是防雷地、工作地、保護地等地系統(tǒng)連接成一個接地網(wǎng)形成等電位。
有些地方，如微波站、中波發(fā)射臺、電視發(fā)射臺的機房與發(fā)射臺各有接地裝置，也要做等電位連接，變?yōu)橐粋�整體，從而使地電位在閃電入地時，大家共同升高，避免反擊。
但是這樣統(tǒng)一的接地，對發(fā)射機及其他微電子設(shè)備而言，在平常無閃電時，會產(chǎn)生地波干擾，要同時解決反擊和干擾二個問題，可以單獨設(shè)置防干擾工作接地。
在工作地與其他接地之間安設(shè)一個低壓隔離避雷器，當兩地間電位差超過保護值時，瞬間接通，接成等地電位，待二地電位差低于保護值時，二地間又恢復(fù)隔離狀態(tài)。
二是機房的各種地線間及地線與大樓結(jié)構(gòu)的主鋼筋之間，必須進行有效的連接，即全部采用共用接地系統(tǒng)，當雷電引起地電位高壓反擊時，整個大樓及機房呈現(xiàn)系統(tǒng)等電位，防雷系統(tǒng)呈現(xiàn)工作狀態(tài)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全由于雷電的隨機性很大，形成的機理很復(fù)雜，雷電的表現(xiàn)形式多種多樣，因此，目前防雷技術(shù)水平還局限在任何單一的防雷器件都無法保證某一特定空間所有保護對象的防雷安全，防雷技術(shù)還有待進一步提高。
隨著科學技術(shù)的進步，對雷電機理的進一步認識，防止和減少雷電災(zāi)害的方法將日臻完善。
總之，廣播電視發(fā)射臺防雷工作，首先要設(shè)計一個科學的，符合實際的防雷方案。
其次，要嚴格落實定期檢測，維護制度，這樣才能保證有備無患。
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