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【摘要】广播电视无线发射台大多兴建在高山上，容易受到雷击，给设备和人员财产带来损坏，影响到安全播出。本文主要从机房防雷接地、配电三级浪涌保护、线路屏蔽、等电位连接等多种方面采取防雷措施，能起到很好的预防效果。
【关键词】无线发射台;雷电;地网敷设
广播电视无线发射台站为了扩大覆盖范围，一般都建设在海拔较高的高山顶上，但这也会给工作带来一系列的问题，除了工作条件艰苦、生活单调外，这些都可以靠职工们坚韧的毅力、顽强的作风去克服，但有些非人力所能掌握的自然因素，如雷击是无法靠人力因素去克服的，尤其是在南方地区，空气湿度大，春夏时节，更容易遭遇雷击。这对台站的安全播出和人身安全带来很大的危害。高山台站安全播出是首要任务，怎样做好高山转播台站的防雷是一项重要而又复杂的课题。
1. 雷电产生的原因
一般来说是由于地面潮湿的空气受热，水汽上升，水汽与空中冷热气团交替，凝结成冰晶或水滴，形成积云。积云在流动中会遇到强气流，在它的作用下，进而形成带正负电荷的两部分积云，而这种带电荷的积云叫做雷云。雷云在上下气流强烈撞击摩擦下，所带电荷量逐渐累积，从而形成强大电场。一般情况下，正电荷的云在上层，负电荷的云在下层，这样两者之间就形成强大的电场。当电场强度达到一定阈值，破坏了空气的的绝缘，就会发生猛烈的放电现象，这就是雷电形成过程。在放电过程中会产生很强的电流，雷电电流将空气击穿，形成放电通道，出现的火光就是闪电，空气突然受热膨胀形成的冲击波的声音就是雷声。
2. 雷击的几种形式及危害
（1）直击雷。巨大的雷电流流入地下，令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。
（2）球形雷。球形雷是一种球形、发红光或极亮白光的火球，运动速度大约为2m/s。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。
（3）雷电感应，也称感应雷。雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。
（4）雷电侵入波。雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。
3. 高山台站怎样预防雷击
高山台站在建台伊始，就把防雷作了重要的考虑，采取一定的防范安全措施，主要是修建铁塔、预埋地网，但免不了每年都会有因遭受雷击而造成设备损坏的现象发生。做到完全避免是不可能的，但我们可以做到尽量减少或将损失降到最低。高山台站的防雷要做好以下几个方面。
（1）地网的敷设。台站根据所在地的土壤条件，做好地网。以铁塔为中心，向四周幅射，呈网状敷设铜条（40mm×4mm），每间隔5米插入热镀锌角钢（2.5m×50mm×50mm×5mm）作为垂直接地极，并与铜条焊接，地槽内填充碳沫覆盖铜条以利于导电。土壤蓄水性差的，地网地槽要深些，不小于50CM，密度大些，依地势延伸。使地网的接地电阻在干燥的气候下不大于3Ω，以利于当直击雷击中铁塔时，能将电流最快地传导到大地，起到防护的作用。机房的接地应单独敷设，不与地网相连。因腐蚀、焊接等因素，地网间难免存在阻质，在大电流流过时就会形成电势差，从而使电流窜入毁坏设备。
适时检测地网接地电阻，如电阻变大应及时对地网进行维修，考虑到维修成本及实时效果，建议直接在地网中增加敷设地网线，与原地网线交差节点处实行焊接，并增加地网面积。为降低地网电阻，在低洼处修建水池，将雨水导入，地网敷设入池中以改善接地状况。
（2）配电系统的防护。机房配电系统一般都在室内，不会受到直击雷的冲击，但最常见的是受感应雷和雷电侵入波的冲击，造成配电设施或发射设备的毁坏。因此必须在供配电系统中，采取有效实用的防雷措施，保证机房系统的正常安全运行，减少雷电感应对电子设备的影响。
配电系统通常采用三级SPD（浪涌保护器）保护方式。SPD用于在很短的时间内（纳秒级）将受保护设备连接到等电位系统，向地球释放雷电脉冲能量。
一级防雷装置可释放直击雷电流或输电线路遭受直击雷时所传导的巨大能量，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500-3000V。
二级防雷装置是对上一级防雷装置残压和区域内雷击感应的保护装置。目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到1500-2000V。第三级防雷器是对第二级防雷器的残余雷击能量进行保护，其目的是将剩余浪涌电压降低到1000V以下，使浪涌能量不会损坏设备。
（3）外电及电缆的接入防护。高山台站是信息交汇的枢纽，既有供台站运转的电源线，也有各类信源线、通讯线和台站内的监控线。这些线路有的是架空架设，也有的是直埋敷设。从防雷角度看，直埋敷设方式防雷效果最好。架空线路最易遭受雷击，破坏性大，影响范围广。为避免对首尾端设备造成损坏，架空线路输电时，应对每根杆塔进行防雷接地处理。架空电缆的钢绞线和架空电缆线路中的金属管道应接地。
（4）设备的等电位接地处理。转播机房应设置等电位均压带，采用截面积不小于25mm2的铜带，在防静电地板下编织成矩形网格，并作接地处理，由绝缘子支撑于地面上，铜带间钻孔紧固，与机房内支撑柱钢筋相连不小于2处，连接方式为螺栓或者焊接。机房内信号设备金属外壳需与等电位均压带用等电位联接带相连，联接带截面积不小于50mm2。机房内的电缆屏蔽层、金属管道、设备外壳以及所有的金属构件都应与等电位均压带就近连接。机房内安装静电地板的支撑架也应用不小于6mm2的导线与均压带多处相连。
4. 结束语
广播电视无线发射高山台站防雷是一项综合性技术工程，任何一个环节出现纰漏，都不能取得预期的效果。因此我们在制定防雷技术方案时，必须根据台站的地理条件、环境因素、技术要求进行综合分析，从室外到室内、从地埋到架空、从强电到弱电、从天线到机房统筹考量，采取相应的技术措施。在运行当中要认真观察、定期检测、总结经验，对薄弱环节实行加强，使系统真正发挥防雷、保障机房设备安全的作用。
参考文献：
[1]朱恒飞.广播电视高山无线发射台避雷网设计方案[J].广播与电视技术，2015，v.42（10）：103-108.
[2]黄胜.乡镇广播电视无线发射台站的雷电防护[J]. 西部广播电视，2014（18）：180-180.
[3]周錕，秦伟.高山无线发射台防雷经验与思考[J].山西电子技术，2014（1）：78-79.
[4]李冠阳.广播电视无线发射台站接地设计研究[J].西部广播电视，2015，No.366（22）：228.
[5]温绍仑.大型UPS在曲靖市东山广播电视无线发射台的使用分析[J].西部广播电视，2019，447（07）：237-238.
[6]杨玥.广播电视无线发射台站自备电源维护要点[J].声屏世界，2018，436（S1）：43-45.
[7]李卓宁.浅谈乡镇广播电视无线覆盖发射台站选址[J].视听，2016（5）：107-108.
[8]潘国胜.浅谈大型UPS在广播电视无线发射台站的使用情况[J].视听，2018（4）.
[9]王文.浅谈高山无线发射台综合防雷技术的架构设计[J]. 中国传媒科技，2018， No.301（04）：70-71.
作者简介：田晓斌（1972.9-）男、土家族、湖南张家界人、本科、工程师、研究方向：广播电视工程。
【关键词】无线发射台;雷电;地网敷设
广播电视无线发射台站为了扩大覆盖范围，一般都建设在海拔较高的高山顶上，但这也会给工作带来一系列的问题，除了工作条件艰苦、生活单调外，这些都可以靠职工们坚韧的毅力、顽强的作风去克服，但有些非人力所能掌握的自然因素，如雷击是无法靠人力因素去克服的，尤其是在南方地区，空气湿度大，春夏时节，更容易遭遇雷击。这对台站的安全播出和人身安全带来很大的危害。高山台站安全播出是首要任务，怎样做好高山转播台站的防雷是一项重要而又复杂的课题。
1. 雷电产生的原因
一般来说是由于地面潮湿的空气受热，水汽上升，水汽与空中冷热气团交替，凝结成冰晶或水滴，形成积云。积云在流动中会遇到强气流，在它的作用下，进而形成带正负电荷的两部分积云，而这种带电荷的积云叫做雷云。雷云在上下气流强烈撞击摩擦下，所带电荷量逐渐累积，从而形成强大电场。一般情况下，正电荷的云在上层，负电荷的云在下层，这样两者之间就形成强大的电场。当电场强度达到一定阈值，破坏了空气的的绝缘，就会发生猛烈的放电现象，这就是雷电形成过程。在放电过程中会产生很强的电流，雷电电流将空气击穿，形成放电通道，出现的火光就是闪电，空气突然受热膨胀形成的冲击波的声音就是雷声。
2. 雷击的几种形式及危害
（1）直击雷。巨大的雷电流流入地下，令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。
（2）球形雷。球形雷是一种球形、发红光或极亮白光的火球，运动速度大约为2m/s。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。
（3）雷电感应，也称感应雷。雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。
（4）雷电侵入波。雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。
3. 高山台站怎样预防雷击
高山台站在建台伊始，就把防雷作了重要的考虑，采取一定的防范安全措施，主要是修建铁塔、预埋地网，但免不了每年都会有因遭受雷击而造成设备损坏的现象发生。做到完全避免是不可能的，但我们可以做到尽量减少或将损失降到最低。高山台站的防雷要做好以下几个方面。
（1）地网的敷设。台站根据所在地的土壤条件，做好地网。以铁塔为中心，向四周幅射，呈网状敷设铜条（40mm×4mm），每间隔5米插入热镀锌角钢（2.5m×50mm×50mm×5mm）作为垂直接地极，并与铜条焊接，地槽内填充碳沫覆盖铜条以利于导电。土壤蓄水性差的，地网地槽要深些，不小于50CM，密度大些，依地势延伸。使地网的接地电阻在干燥的气候下不大于3Ω，以利于当直击雷击中铁塔时，能将电流最快地传导到大地，起到防护的作用。机房的接地应单独敷设，不与地网相连。因腐蚀、焊接等因素，地网间难免存在阻质，在大电流流过时就会形成电势差，从而使电流窜入毁坏设备。
适时检测地网接地电阻，如电阻变大应及时对地网进行维修，考虑到维修成本及实时效果，建议直接在地网中增加敷设地网线，与原地网线交差节点处实行焊接，并增加地网面积。为降低地网电阻，在低洼处修建水池，将雨水导入，地网敷设入池中以改善接地状况。
（2）配电系统的防护。机房配电系统一般都在室内，不会受到直击雷的冲击，但最常见的是受感应雷和雷电侵入波的冲击，造成配电设施或发射设备的毁坏。因此必须在供配电系统中，采取有效实用的防雷措施，保证机房系统的正常安全运行，减少雷电感应对电子设备的影响。
配电系统通常采用三级SPD（浪涌保护器）保护方式。SPD用于在很短的时间内（纳秒级）将受保护设备连接到等电位系统，向地球释放雷电脉冲能量。
一级防雷装置可释放直击雷电流或输电线路遭受直击雷时所传导的巨大能量，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500-3000V。
二级防雷装置是对上一级防雷装置残压和区域内雷击感应的保护装置。目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到1500-2000V。第三级防雷器是对第二级防雷器的残余雷击能量进行保护，其目的是将剩余浪涌电压降低到1000V以下，使浪涌能量不会损坏设备。
（3）外电及电缆的接入防护。高山台站是信息交汇的枢纽，既有供台站运转的电源线，也有各类信源线、通讯线和台站内的监控线。这些线路有的是架空架设，也有的是直埋敷设。从防雷角度看，直埋敷设方式防雷效果最好。架空线路最易遭受雷击，破坏性大，影响范围广。为避免对首尾端设备造成损坏，架空线路输电时，应对每根杆塔进行防雷接地处理。架空电缆的钢绞线和架空电缆线路中的金属管道应接地。
（4）设备的等电位接地处理。转播机房应设置等电位均压带，采用截面积不小于25mm2的铜带，在防静电地板下编织成矩形网格，并作接地处理，由绝缘子支撑于地面上，铜带间钻孔紧固，与机房内支撑柱钢筋相连不小于2处，连接方式为螺栓或者焊接。机房内信号设备金属外壳需与等电位均压带用等电位联接带相连，联接带截面积不小于50mm2。机房内的电缆屏蔽层、金属管道、设备外壳以及所有的金属构件都应与等电位均压带就近连接。机房内安装静电地板的支撑架也应用不小于6mm2的导线与均压带多处相连。
4. 结束语
广播电视无线发射高山台站防雷是一项综合性技术工程，任何一个环节出现纰漏，都不能取得预期的效果。因此我们在制定防雷技术方案时，必须根据台站的地理条件、环境因素、技术要求进行综合分析，从室外到室内、从地埋到架空、从强电到弱电、从天线到机房统筹考量，采取相应的技术措施。在运行当中要认真观察、定期检测、总结经验，对薄弱环节实行加强，使系统真正发挥防雷、保障机房设备安全的作用。
参考文献：
[1]朱恒飞.广播电视高山无线发射台避雷网设计方案[J].广播与电视技术，2015，v.42（10）：103-108.
[2]黄胜.乡镇广播电视无线发射台站的雷电防护[J]. 西部广播电视，2014（18）：180-180.
[3]周錕，秦伟.高山无线发射台防雷经验与思考[J].山西电子技术，2014（1）：78-79.
[4]李冠阳.广播电视无线发射台站接地设计研究[J].西部广播电视，2015，No.366（22）：228.
[5]温绍仑.大型UPS在曲靖市东山广播电视无线发射台的使用分析[J].西部广播电视，2019，447（07）：237-238.
[6]杨玥.广播电视无线发射台站自备电源维护要点[J].声屏世界，2018，436（S1）：43-45.
[7]李卓宁.浅谈乡镇广播电视无线覆盖发射台站选址[J].视听，2016（5）：107-108.
[8]潘国胜.浅谈大型UPS在广播电视无线发射台站的使用情况[J].视听，2018（4）.
[9]王文.浅谈高山无线发射台综合防雷技术的架构设计[J]. 中国传媒科技，2018， No.301（04）：70-71.
作者简介：田晓斌（1972.9-）男、土家族、湖南张家界人、本科、工程师、研究方向：广播电视工程。