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1、浅谈广播电视系统的防雷技术摘要:本文介绍了雷电的成因,分析了雷电对广播电视系统的危害,并介绍了广播电视系统防止雷害的技术和措施。 关键词:雷电过电压避雷装置广播电视系统 :TM7:A:1007-9416(2011)03-0137－03 雷电危害是较为严重的自然灾害之一,广播电视系统因其设施、结构和建筑物等原因,很容易遭受到雷害,为了保证广播电视系统安全运行,必须做好防雷害工作。中南地区是我国雷电活动最频繁的地区,在这些地区做好防雷害工作,是各级广播电视部门的一项极其重要的任务。 1、雷电及其危害 雷电是大气中的放电现象。雷电对电力、建筑、杆塔等设施经常造成危害的就是
2、云团与大地之间放电形成的雷电。在我国中南地区,雷电活动极为频繁,海南省年平均雷电日高达130多个,广东省、广西自治区约为100个,湖南省、湖北省为60－80个,河南省为40多个。 雷电危害是过电压危害形式之一。过电压是指系统的电磁能量发生瞬间剧增,使系统设施及设备不能承受因此出现的电压升高而遭受损坏。雷电是高危险的过电压,其值可高达一百多千伏,它可以在系统设备的普通保险装置还未起作用时就将其击坏甚至烧毁,这种危害无论是形式还是后果都是非常严重的。 雷电过电压又分为直击雷过电压和感应雷过电压两种形式。当雷电放电不是击中地面,而是击中输电线路的导线、信号X络的电缆、杆塔或其它建筑物时
3、,大量的雷电流流过被击物体,在被击物体的阻抗上产生电压降,被击点出现很高的电位,这种现象称为直击雷过电压。在先导放电阶段,先导通道上积聚着大量的雷云电荷,处于先导通道附近的架空输电线路的导线或信号X络的未连地电缆上就会感应上大量的异性束缚电荷,当雷击大地主放电时,雷云电荷自下而上被迅速中和,这时线缆上的束缚电荷因失去约束而成为自由电荷,它以电压波的形式沿线缆两端流动,因速度很快而感应电压波的幅值很高,这种电压波就是感应雷过电压。直击雷与感应雷过电压形成的情况如图1所示。 雷击危害对社会生产和社会生活的威胁是很严重的。以雷击目标为中心,半径为2000m范围内都可能产生危险过电压。建筑
4、物、事业设施、线缆电器或树木古迹等,在没有防雷装置或防雷装置不完备的情况下,一旦遭受雷击,都会不同程度地遭到破坏。据国际电工委员会IEC统计雷击的能量最大可达350kA。当强大的雷电流通过这些物体入地时,瞬间能产生很大的振动力、高温与高电压,从而造成电击损坏、着火、崩塌甚至爆炸。 2、雷电对广播电视系统的危害 根据雷电的成因及其活动的规律,我们知道,广播电视系统的建筑物、设施和器材,因其特殊性,几乎全都成为雷害的主要目标。电视中心大楼一般都是所在城市的超高层建筑,而且屋顶都无一例外地带有尖顶塔、天线等金属器械,处在高山地带且建有铁塔或天线支架的发射台、微波站、卫星上行站以及各
5、种卫星接收装置,输电线路和信号X络的高空架设,与各种线缆相连的系统器材等等,时刻都处于雷害的严重威胁之中。 广播电视系统防止雷击危害的中心任务,就在于切实采取各种技术防护措施,将雷击危害降到最低程度,从而保证广播电视系统的安全运行。 3、防雷技术 防雷技术是根据雷电的性质,分析雷击危害的特点,采取有效的措施,设立相应装置对保护对象进行防雷保护。 对于一个防雷保护区域,从电磁兼容的观点来看,从外到内可分为几级保护区。最外面是直接雷击区域,危险性最高,我们可以将其定义为一级区,由此越往内,危险程度越低,我们可以分别定义为:建筑物楼内为二级区,楼内房间为三级区,房内的金属屏蔽柜
6、架为四级区等,各级保护区的界面由外部防雷系统、钢筋混凝土、金属管道及金属柜架等构成的屏蔽层形成,其示意图如图2所示。 根据相关理论,雷电流约有一半直接流入大地,另一半则将会平均流入由电源线、信号线和金属管道等构成的电气通道。从一级保护区到最内层保护区,必须实行分级保护。 对于电源系统,可按保护需要分为对应的三级或四级;对于信号、信息系统,可分为粗保护和精保护两级,粗保护量级根据所属保护区的级别确定,精保护则要根据电子设备的敏感程度来进行选择。 作为保护一级区的外部防雷系统,由避雷针(避雷线或避雷带)、引下线、接地体组成,主要是为了保护建筑物免遭雷击引起火灾事故和人身安全事故。而
7、内部防雷系统则是防止雷电流侵入设备和电磁感应而造成损坏,这是外部防雷系统根本无法保证的。为了实现内部避雷,有效消除雷电引起的毁坏性电位差,进出各保护区的线缆都必须通过过压保护器进行等电位连接,各层保护区的金属管道、金属门窗、金属构架物件都必须与相关的局部等电位连接棒连接,并最后都与主等电位连接棒相连。其示意图如图三所示。 等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与各系统之间的电位差。穿过各防雷区界面的金属物和系统以及在一个防雷物内部的金属物和系统
