論雷電對(duì)廣播電視機(jī)房及設(shè)備的侵害與防護(hù)

1、<p>　　論雷電對(duì)廣播電視機(jī)房及設(shè)備的侵害與防護(hù)</p><p>　　摘 要：目前廣播電視機(jī)房運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性、安全性是廣播電視行業(yè)健康發(fā)展必然要求，在我國廣播電視設(shè)備都是大功率設(shè)備，因而遭到雷電侵襲的概率很高，設(shè)備受雷擊后受損程度很大，給國家造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此防雷工作是擺在廣大電視技術(shù)人員面前的一道現(xiàn)實(shí)的課題 。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：廣播電視設(shè)備；機(jī)房；雷電防

2、護(hù)；地位反擊 </p><p>　　廣播電視設(shè)備的更新?lián)Q代日新月異，由于其遭遇雷電的可能性較大，設(shè)備的雷電防護(hù)問題解決刻不容緩。 </p><p>　　一、雷電對(duì)機(jī)房及設(shè)備損害的原理和主要形式 </p><p>　　要真正做到對(duì)廣播電視機(jī)房的防雷首先必須了解雷電對(duì)廣電機(jī)房設(shè)備危害產(chǎn)生的原理。電力線是雷電侵入的重要渠道，雷電襲擊機(jī)房供電的電力線主要有四種方式，即：遠(yuǎn)點(diǎn)

3、雷擊、近點(diǎn)雷擊、錯(cuò)相位雷擊和感應(yīng)雷擊。 </p><p><b>　　1.遠(yuǎn)點(diǎn)雷擊 </b></p><p>　　根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換原理電力供應(yīng)線路上輸送50赫茲的交變電流，線路隨之產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，雷擊擊穿大氣時(shí)產(chǎn)生高壓電場(chǎng)，雷擊高壓電場(chǎng)通過靜電吸收原理，向大地方向運(yùn)動(dòng)。在下雨天氣，空氣濕度增大，此時(shí)雷電較易擊穿空氣通過電力線的保護(hù)地入地，從而因較高的電壓損毀用電設(shè)備。為此

4、，防雷必須首先考慮遠(yuǎn)點(diǎn)雷擊。 </p><p><b>　　2.近點(diǎn)雷擊 </b></p><p>　　雷電近點(diǎn)襲擊電力線，實(shí)際上是雷電襲擊用電設(shè)備所在的建筑物的避雷針，從而引起雷電電磁脈沖的保護(hù)問題。避雷針引下線由于電感作用，最大只能將50%的電流引入大地。30米以上的樓體引下線只能引下較少電流，其余則通過地面有連接的水管，電力屏蔽槽等聯(lián)合引雷，其中有25%擊穿UP

5、S輸出負(fù)載的電源線及局域網(wǎng)線等設(shè)備后，通過邏輯地線入地。其中包括UPS的輸入、輸出的火線對(duì)地線端。為此，必須對(duì)UPS及重要用電設(shè)備如小型機(jī)、服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行等電位保護(hù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行保護(hù)，堵死一切雷電導(dǎo)入的端口，才能有效的保護(hù)設(shè)備免受雷電襲擊。 </p><p><b>　　3.錯(cuò)相位雷擊 </b></p><p>　　一個(gè)高能量的雷擊在一條火線上，一個(gè)低能量的雷擊在

6、另一條火線上，線線之間產(chǎn)生一個(gè)壓差，從而侵入設(shè)備造成雷電的二次雷擊稱錯(cuò)位雷擊，為此，對(duì)于UPS的輸入和輸出端也應(yīng)安裝保護(hù)。 </p><p><b>　　4.感應(yīng)雷擊 </b></p><p>　　雷電擊在建筑物避雷針上，通過避雷針的引下線對(duì)地泄放，電流在引下線由上而下產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)快速運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，從而因電磁感應(yīng)在建筑物的線路上感應(yīng)高壓從而擊毀傳輸設(shè)備。感應(yīng)雷擊能量較小

7、但其電壓較高，所以防護(hù)感應(yīng)雷應(yīng)全面進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)級(jí)別可略微降低。 </p><p>　　二、雷電對(duì)廣電設(shè)備的侵害主要途徑 </p><p><b>　　1、 電源線路 </b></p><p>　　雷電電波頻率絕大部分屬低頻波，一般小于40千赫茲 。廣電設(shè)備的工頻線路為 50千赫茲，由于頻率接近，故而易受雷電沖擊而使設(shè)備遭受損壞?？蓪⑷嗪蛦蜗?/p>

8、電源避雷器并聯(lián)到電源進(jìn)線、變壓器初次級(jí)、配電盤、配電柜等地，對(duì)雷電進(jìn)行分流和入地。當(dāng)雷電波沿電源線侵入時(shí)，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。雷電過后，瞬間恢復(fù)，對(duì)地?cái)嗦?，絲毫不影響正常供電。 </p><p><b>　　2 、信號(hào)線路 </b></p><p>　　高頻高速、高可靠性、小型智能化方向是當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展方向之一。在廣電系

9、統(tǒng)中的天線放大器等電子設(shè)備中往往會(huì)使用同軸電纜等金屬信號(hào)線，收到雷電侵害的可能性極大。導(dǎo)體具有較大的感抗和容抗，在干擾雷電電磁波發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電位差，產(chǎn)生的駐波，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成不同程度的干擾。解決措施是強(qiáng)化電纜屏蔽，確保良好的電纜外皮接地，串聯(lián)信號(hào)電子避雷器，分離信息與雷電通道，截?cái)嘣O(shè)備入口處雷電的侵入。計(jì)算機(jī)工作電壓低，通常為10V左右，對(duì)于數(shù)據(jù)處理設(shè)備各單元間以外的電位差，因而必須很小。一方面為進(jìn)行信號(hào)通道的過電壓保護(hù)需在

10、接口處安裝信號(hào)避雷器，同時(shí)要注意高頻接地長度要控制好，確保不產(chǎn)生駐波，駐波的產(chǎn)生會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生高感抗，影響設(shè)備的正常工作，使設(shè)備斷路。 </p><p><b>　　3 、天饋系統(tǒng) </b></p><p>　　天饋系統(tǒng)實(shí)際上就是利用天線向周圍空間輻射電磁波的電子系統(tǒng)。為滿足信號(hào)的接收和發(fā)射需求，天饋系統(tǒng)的安裝位置一般選在多在諸如高樓頂和高架鐵塔上，因而引入雷電的可能性很

11、大。因此需串接天饋防雷器于天線和設(shè)備間，防雷器泄流通路可將雷電感應(yīng)電流引入大地，從而達(dá)到保護(hù)作用。直通型、限壓型、開關(guān)型是主要的三種天饋系統(tǒng)防雷器。雷電電流電波主要能量集中于 40KHZ以下，而廣播電視信號(hào)能量集中在幾百千赫以上，可構(gòu)建高低通濾波器組合網(wǎng)分開雷電沖擊波和有用信號(hào)，徹底解決廣播電視系統(tǒng)防雷中寬頻帶、大功率、快速響應(yīng)等問題。另外天線上的放電球是關(guān)鍵防雷設(shè)備，一般位于絕緣體基面上，并由一對(duì)堅(jiān)固的中空放電器組成，適用任何天氣的使

12、用環(huán)境。天饋系統(tǒng)防雷電電流的一個(gè)技巧是加環(huán)形成低電感圈以防電流從電纜進(jìn)入發(fā)射室。天線、天線調(diào)諧器以及發(fā)射臺(tái)樓宇需加裝低電感接地條。 </p><p><b>　　4、 地電位反擊 </b></p><p>　　雷擊電流為強(qiáng)脈沖電流，當(dāng)其通過接地系統(tǒng)進(jìn)入地表時(shí)會(huì)所生成大于 1KV 以上的強(qiáng)電壓，在入地點(diǎn)附近的地表形成強(qiáng)電流，從而會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的電路造成不同程度的損壞。入地

13、點(diǎn)接地系統(tǒng)附近瞬間所產(chǎn)生的強(qiáng)電壓，從而使電子設(shè)備公共接地極產(chǎn)生放電效果，雷電所產(chǎn)生的瞬間高電壓會(huì)被引入到發(fā)射機(jī)，形成地電位反擊。一般的，為獲得純電位，排除地波對(duì)信號(hào)的干擾，會(huì)將廣播電視系統(tǒng)電子設(shè)備的工作地、電源地、外殼保護(hù)地、信號(hào)地分開。但是為避免地電位反擊現(xiàn)象的發(fā)生，可將工作地、防雷地保護(hù)地等地系統(tǒng)連接成一個(gè)地網(wǎng)形成等電位連接。如可以對(duì)微波站、廣播電視發(fā)射臺(tái)機(jī)房與發(fā)射臺(tái)等的接地裝置進(jìn)行等電位連接，地電位遭遇雷電入地時(shí)，電位會(huì)同步升高，

14、從而避免地電位反擊的情況。當(dāng)然，有利就有弊，如此統(tǒng)一接地，在無雷擊情況下，由于存在地波干擾，同樣會(huì)對(duì)廣電微電子設(shè)備造成不同程度的損壞。 </p><p>　　三、廣電機(jī)房及設(shè)備防雷措施 </p><p>　　雷電災(zāi)害是自然災(zāi)害中較為嚴(yán)重的一種。由于雷電是一個(gè)隨機(jī)過程，它的能量相當(dāng)強(qiáng)大，而且它是一個(gè)瞬間過程，在很短的時(shí)間內(nèi)把巨大的能量放出來對(duì)周圍的設(shè)備產(chǎn)生很大的破壞作用。在雷電災(zāi)害中直擊雷的

15、威力相當(dāng)大，但感應(yīng)雷電流的破壞程度相當(dāng)廣泛。 　　1、電源防雷 </p><p>　　防雷最重要的就是等電位連接，把各種設(shè)備利用防雷器、線材、鋼筋和銅排進(jìn)行設(shè)備的電氣處理。使各種設(shè)備在雷電流入侵時(shí)行成等電位體，這樣設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與大地、設(shè)備與大樓整體結(jié)構(gòu)之間就不會(huì)產(chǎn)生電位差。利用這些材料和設(shè)備把雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備。 </p><p><b>　　2、接地防雷 <

16、;/b></p><p>　　廣播電視機(jī)房能穩(wěn)定可靠的播出，與完善的良好接地系統(tǒng)是分不開的，良好接地系統(tǒng)不僅將侵入的雷電流泄放到地，并使之產(chǎn)生的電位差最小。接地質(zhì)量是否良好，是保證防雷安全與否的重要措施。 </p><p>　　為了防止反擊電壓，：EC規(guī)范推薦把防雷接地和電器設(shè)備的保安接地連接在一起。這是采用等電位的方法防止反擊?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)專家們一致的意見將上述多種地線都連接在一起。形

17、成一個(gè)等電位，等電位才能均壓，均壓才能反擊。為此要求接地系統(tǒng)的接地體和地線的截面要足夠大。 </p><p><b>　　3、外部防雷 </b></p><p>　　外部防雷系統(tǒng)由避雷針、引下線、接地地網(wǎng)等組成，缺一不可。一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針

18、的物體本身免受直擊雷的損毀，但雷電會(huì)通過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。機(jī)房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊，可以通過合理的設(shè)計(jì)避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。 </p><p><b>　　4、內(nèi)部防雷 </b></p><p>　　有可靠的外部防雷措施同時(shí)更需要完善內(nèi)部防雷措施，內(nèi)部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。另外，氣態(tài)放電管，反應(yīng)速度慢

19、，導(dǎo)致其上沖電壓可達(dá)到電壓峰值，有鑒于此，增加一級(jí)保護(hù)，并且在兩極之間采用電感耦合，利用電感電流不能突變的原理，起到一個(gè)延遲的作用，為第二級(jí)保護(hù)贏得時(shí)間，并減輕對(duì)第二級(jí)的壓力。第二級(jí)主要是采用固態(tài)放電管，它是基于可控硅原理的一種負(fù)阻器件，在沖擊電壓作用下，其前沿上沖電壓非常低，顯示出極強(qiáng)的抑制特性，并且響應(yīng)速度非?？欤{秒級(jí)），分布電容小，殘壓低于5V，且對(duì)電流的吸收能力也相當(dāng)大，非常適合用于機(jī)房防雷保護(hù)。 </p>&l

20、t;p>　　5、設(shè)備維護(hù)與保修 </p><p>　　每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時(shí)應(yīng)挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。 </p><p>　　保留雷擊損壞部件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照或錄像，做好各種記錄。要做好防雷工作必須要增強(qiáng)防雷意識(shí)，把防雷保護(hù)看作為一項(xiàng)重要的系統(tǒng)

21、工程。在設(shè)防中要采用全方位、多層次、綜合治理。要把國家和行業(yè)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)房的地理環(huán)境、建筑設(shè)施、設(shè)備分布等實(shí)際情況相結(jié)合，制定科學(xué)的、切實(shí)可行的防雷方案。 </p><p>　　總之，廣播電視機(jī)房及設(shè)備的防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，在日常工作中把防雷保護(hù)作為一項(xiàng)重要的工作來抓。同時(shí)，有關(guān)部門須對(duì)防雷保護(hù)問題進(jìn)行規(guī)范，從而使廣播電視設(shè)備盡量能避免遭受雷擊的損害，才能保證廣播電視節(jié)目的安全優(yōu)質(zhì)播出。</p