发射电台的雷电防护

摘 要 雷电对广播发射设备的危害极大，本文从雷电的产生、危害进行介绍，详细阐述了广播发射电台的雷电防护措施。

【关键词】雷电 产生 危害 发射电台 雷电防护

1 前言

随着科学技术的不断发展和进步，广播电视发射台的电子设备日益增多，集成化程度越来越高，雷电的破坏性又极强。我台就曾出现过变电站变压器、发射机房的数字信号高频头、职工家用电器等多次遭雷击损坏，对发射工作和职工生活都造成了严重的影响和经济损失。因此，广播发射电台做好雷电防护工作极为重要。

2 雷电的产生

雷电是大气中的一种携带巨大能量的自然放电现象，又称大气过电压，主要有直击雷、感应雷和雷电侵入波三种。直击雷能量大，对建筑物、设备和人的危害甚大，感应雷作用范围宽，雷击发生概率远大于直击雷，对广播发射设备危害更大。

雷雨季节，天空中有许多带有大量电荷的雷云。雷云积聚电荷时，就会在相应地面上感应出异号电荷，从而在雷云与地之间形成电场。随着正、负电荷的不断积累，不同极性雷云之间的电场强度不断增强。当雷云达到一定的电场强度（其电压可达数百万伏至数千万伏）和不同极性的雷云接近一定距离时，就会破坏周围空气绝缘，使雷云间的空气击穿，对地或在正负雷云之间，产生强烈的声光放电，即雷电（直击雷）。

雷电放电产生巨大的电流和强大磁场，附近的输电线路等导体感应出大量异性电荷产生高电压而再次放电形成感应雷。

雷电侵入波是指因雷击而在架空线路或空中金属管道产生的冲击电压，沿线路或管道向两方向迅速传播的雷电波。

3 雷电的危害

雷电流的高幅值、高陡度及巨大的瞬时功率引起机械效应、热效应和电磁效应，对各种物体和电力系统产生极大的破坏，给人类带来严重的危害。其危害性主要表现：

（1）雷电的机械效应。雷电击中物体瞬间会爆发出强大的冲击力、电动力和静电作用力等，击毁电气设备和建筑，伤害人及动物。

（2）雷电的热效应。巨大的高幅值雷电流产生大量的热能，使导线或金属物体的温度突然升高而熔断损坏，烧断导线，烧毁电气设备。

（3）雷电的电磁效应。雷击设备及线路，将在其上产生极高的冲击过电压、致使电气设备的绝缘击穿，破坏电力系统的正常运行，造成大面积停电事故，甚至引起火灾和爆炸，造成人身伤亡。

（4）雷电闪络放电，会烧坏绝缘子，使断路器跳闸，造成线路断电或引起火灾。

4 雷电的防护措施

针对不同类型的雷电及不同的被保护对象，通常采用不同的防雷措施。设置安装合理的避雷装置和良好的接地网是关键。避雷针、避雷线和避雷器在雷电过电压作用下动作时，都必须和接地装置配合，通过良好的接地将雷电流顺利泄放入地来实现其保护目的。在各个防雷区采用等电位均压可靠连接，把各种接地统一连接起来铺设地网。良好的接地网可有效地降低地阻，更好地泄放雷电流，起到更有效地防雷效果。发射台的防雷主要有以下几方面：

4.1 供电系统防雷

变电站的直击雷保护一般采用避雷线、避雷针或避雷网。避雷针安装一般应明显高于被保护设备和建筑物，其接闪器、引下线及接地装置必须可靠连接。避雷针选用直径较粗的优质金属材料，采用单独的专用接地装置并深埋地下可靠接地，接地电阻要尽量小（低于4Ω）。当发生雷击时，首先将雷引向自身并通过接地引下线逐步安全泄入地下，即避雷针具有引雷和泄雷的作用，从而保护了一定范围内的设备和建筑物。

避雷线（又称架空地线），用于架空线路免遭直击雷的保护，一般采用截面为35～70mm2的镀锌钢绞线作避雷线。电压为60KV以上的架空线路，通常全线路架设避雷线，电压为35KV的架空线路可在变电站出口的1～2km范围内或线路两端部分架设避雷线。避雷线驾设在输电线上方，每隔一段距离接地。落雷时首先击于避雷线上，并通过接地线将雷电流引入地下，从而保护架空输电线免受直接雷击。10KV以下架空线路的绝缘一般不是很高，为了预防反击，防止雷电过电压的危害影响线路的安全运行，不需架设避雷线和地线。

安装避雷针和避雷线时，要考虑所有被保护物均应处于避雷针或避雷线的保护范围内，且雷击避雷针、避雷线后不能出现反击。

防止感应雷和雷电侵入波主要是用避雷器。避雷器也叫过电压限制器，是预防雷电波过电压沿线路侵入以保护电气设备绝缘的重要防雷器件，它可将雷电波入侵时先行放电释放过电压能量、限制过电压幅值从而保护电气设备。避雷器通常放置在电气设备的进线端，一般安装在变电站母线上，且各段母线上都应装设。变压器是贵重设备，其绝缘水平较低，又为了有效控制正、逆变换过电压的影响，故在靠近变压器的高、低压两侧都应安装动作灵敏、大容量的避雷器，且高、低压侧分开接地。采用避雷器保护电力电缆时，电缆的金属外皮应与避雷器的接地线相连接。须在地理位置较高和易遭雷击的杆塔上装设避雷器或保护间隙。避雷器可将侵入的雷电波限制在

一定数值的范围内，从而保护设备不受雷电侵入波威胁。避雷器的连接应采用与被保护设备并联，如图1所示。

另外，供电系统的电源线路应采用零线与地线分开的TN-S接地方式（三相五线），设备的工作接地和保护接地应做等电位连接，并与防雷接地系统共用一个接地系统。还有采用绝缘导线、非金属横担和电压等级较高的绝缘子等来增强线路本身的绝缘强度；装设三角形顶线做保护线，在顶线绝缘子上可加装保护间隙；装设自复式熔断器或自动重合闸装置熄灭雷电流电弧等。

4.2 天线系统防雷

天线通常是地面建筑的最高点，易受直击雷破坏，也可变成“引雷器”产生感应雷的导体，须设置安装合理的避雷针，并使避雷针的保护范围覆盖全部天线。顶端的避雷针、金属屋顶、金属框架、金属栏杆及塔内金属物件等均应与专用接地良好可靠连接。防雷接地装置的接地体、接地引下线、防雷均压环、法拉第笼、等电位面组成都要严格符合国家标准。还须设置安装合理的避雷针（或避雷网）和接地网来防止建筑物及内部的电子、电器等用电设施免遭雷击。

馈线一般都较长，易受感应雷的影响，应在馈线两端和中间每隔一定距离多处良好接地，在进入机房前，外皮还要就近与地网可靠连接。

4.3 发射机防雷

为了防止雷电和电力系统过电压从电源引入发射机，一般要逐级加装电源避雷器，采用多级保护，逐步限压分流，由前到后顺序泄放，逐步消除雷电能量，确保电子、电器设备安全。发射机的电源进线侧应加装过电压保护装置，在低压配电盘处安装真空放电设备和压敏电阻避雷器，在用电设备的前端安装保护电源避雷器。电力电缆应有金属屏蔽层，且必须埋地进入机房。机房内设置地沟式线槽，里面敷设符合要求（宽不小于120mm厚度为1mm）的薄铜皮作为专用接地干线。发射机的设备工作接地、保护接地应采用射频接地并与同层的专用接地干线相连，每台设备用作接地线的薄铜皮与接地干线应良好连接接地。固定设备的镀锌扁钢基础金属框架接地采用与接地干线焊接的方式可靠接地。信号光缆的内芯线应在进入机房处加装相应的信号避雷器，然后光缆穿入沟道、穿进钢管埋入地下进入机房，其金属外皮、金属屏蔽层、保护钢管和绝缘子应连接一起后可靠接地，光缆内的空线两端应做良好接地处理。机房顶部的各种金属设施，机房内的金属线槽、机架、机壳、金属通风管道等金属物都必须可靠接地。须在集成化程度高、抗过电压能力弱的电子器件上接入避雷器，可使雷电过电压幅值受到控制，从而对雷击起到有效地防护。

5 结语

雷电对广播发射设备危害极大，关系到广播发射能否安全稳定的运行，因此防雷问题是广播发射工作过程中必须考虑的一项工作。加强雷电防护是一项综合、长期的系统工程，要严格落实定期检测、维护制度，把工作做细做实，发现问题及时修复处理，做到有备无患，防止发生雷电危害，确保广播发射的安全、稳定运行。

参考文献

[1]国家广播电影电视总局无线电台管理局.广播影视标准汇编（1）[Z].2010.

[2]郭志利主编，电工实用技术问答编委会编. 电工实用技术问答[M].北京：中国电力出版社 ，2014（03）.

[3]任学伟，朱巧芝.低压电气设备运行维护实用技术[M].北京：中国电力出版社， 2014（09）.

作者单位

国家新闻出版广电总局726台 云南省宣威市 655400

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