广播电视设备的雷电防护
广播电视设备的雷电防护【1】
【摘 要】随着现代科技的高速发展，线缆电视、电视微波传输、电视发射机、广播发射机、微机网络等一些广播电视设备防雷电的问题日益突出。
因此，经过分析得知雷电侵入广播电视设备的主要途径有：直接侵入、地电反击侵入、电源线路侵入、信号线路侵入、天馈线路侵入等一些途径。
所以我们必须通过全面维护、综合防御等手段来防止雷电袭击造成的损害，以此来加强广播电视设备防雷电工作的实际效果。
【关键词】广播电视设备 雷电防护措施
一、防直击雷
众所周知，在高楼大厦上、高山上以及高架铁塔上是安装广播电视信号发射机、信号接收机、传输转播设备最理想的地点。
所以这些设备最容易受到直击雷袭击，在一般情况下都是采用建设一定高度避雷针的措施来防御，让接闪器通过避雷针把雷电吸引过来，再把雷电传到地面。
从而达到消耗雷电能量的目的，有利的保护地上的设备以及建筑物。
但是避雷针有一定的缺陷，所以还要在一些设备上安装电子避雷器，让地阻地网尽可能的减小，在高处的广告牌、各种有金属的管道等必须用导线与避雷带链接，均压环也必须在建筑物上装设，环向垂直距离应小于十二米，所有建筑物的金属构架、金属设备、脚手架管道等必须链接到均压环上，以此减少由于避雷针引雷时造成的损害。
二、电源线路防雷
小于40kHz的低频段是主要集中雷电能力的地段，供电50kHz的工频线路，最容易和工频附近的最大能量谐波分量发生耦合谐波，因为交流电网不但大而且分布面较为广泛，所以雷电会很容易的通过电网经过的地方来破坏电子设备。
多数措施是在机房电柜、电源变压器的次级、设备配电盘设置电源避雷器来分流导入地下，这就好比拦截了雷电入侵的渠道。
三、天馈线路防雷
目前由于对信号收需要的特点，电视接收卫星、户用天线、电视发射机跟共用天线的天馈系统多数都需要安装在高处，所以得雷击的概率也是非常大的。
传统的“空气隙”“气放管”“氧化锌压敏电阻”及由他们组合而成的避雷器，可以在一定程度上起到作用。
但是会再一些方面有局限性，比如：承受功率方面、工作频带还有影响时间等。
40kHz以下的频域是雷电流能量主要分布区域，几百千赫以上的频域才是广播电视信号能量的主要分布区域，所以，应采用集中或分布参数元件构成高低通滤波器组合网络，这样就可以把有用的信号跟雷电的冲击波有效的区分开，从而可以低消耗而大功率还可以快速响应。
四、信号线路防雷
广播电视设备的放大器，光接收机，光发射机，数字机顶盒，有线电视分支器，地面卫星接收机等，都是使用的同轴电缆、带状电缆，金属线等传递信息，使埋地电缆故障频繁受闪电的干扰。
当雷电电磁脉冲干扰，由于导体在交变电磁场ωc0，ω10电感电容的容量都很大，所以会有很多的差分电压，在雷电电磁波干涉之下形成驻波电缆表面，形成一定形式的强干扰使正在使用的电器受到破坏，往往通过使用电器接口使设备形成电压损坏。
现有使用的方法是加强屏蔽电缆金属护套，建立良好的接地，通过一系列的信号避雷器的信息通道分离设备的雷电波侵入时，对其进行有效的截断。
由于电脑的工作电压低，一般为5～12伏到一个单位的外部数据处理设备，除了在参考通道接口避雷器过电压保护信号的小端之间的电位差，高频信号接地导线的长度需要不断的关注和共振效应，当接近的谐振频率所示，高频连接器。
不能提供的两个元素和有效的效果之间的数据处理设备，在奇数倍的长度等于1/4或1/4波长长导体，谐振波连接器打开之间的开放状态。
因此，高频地线长度必须要以没有驻波条的前提之下建设为准则，才能启到有效的防雷效果。
五、防地电位反击
闪电一般进入地球会产生大于1KV电压冲击过接地体，从而与土壤冲击，还会击穿强度约为200～1000kV/m，平均值为600kV/m，由此产生新的大冲击电流会在接地体的3M土壤以内。
也会导致不同的潜流到地下管线接头，因此也会受到不同程度的导电土壤传播。
信号判断通常与电子设备外壳是呈分离状态的保护工作，目的是排除可能的噪声源，塑造一个满意安静的电位。
设备在外壳和工作组的方面，都是由耦合电容信号系统，形成通路的电器。
当大的脉冲电流通过接地系统的雷电过电压，可能会严重损坏电路控制系统。
对于在室外被雷击中避雷器(室外塔)这是正常的，但是在室内的发射器，和其他的设备的损坏，是高压电流雷击对接地避雷针体产生的，这是实时的，所以像周围的设备例如：公共电极放电发射，闪电高压力变送器，这种现象被称为反击，为了有效预防反击，目前一致的看法是，一个防雷地、工作地。
保护地等。
连接到同个接地电网，形成一个共用接地位、还可以在微波站、中波发射台，等地，每一个接地装置的电视传输和发射机房，也可以建立一个等电地位进行有效的连接，作为一个整体来，接地电位上升到了地面。
可以避免反击的发生，但是，这是一种统一的接地，发射器和其他微电子器件，通常是没有闪电的，只会产生一般的地面波干扰和一般的影响，要解决这两个问题是可以单独的设置一个抗干扰的工作，使其单独工作。
六、接地
在工作和其他地面安装低电压隔离避雷器，当潜在的两点之间的差异超过保护值的时候，就会自动连接两个电位，电位差低于保护值，两者之间恢复隔离。
二是主体之间的间和各种钢丝电线塔结构，必须有效地连接，共同使用接地系统，当高压雷电反击引起接地电位，建筑和房间会自动形成一个等电位系统，防雷系统的就会呈示出工作状态，确保雷电引起的随机性，最大的程度来保护网络系统安全，形成机理是非常复杂的，闪电的形成是多样性无法捉摸，因此，防雷的目前技术水平还局限于任何单一的防雷装置不能保证一个特定的所有防雷空间安全，防雷技术的提高还需继续努力。
伴随着技术水平高速的发展，对于雷电机理的认识也是更加透彻，相信避免和减少雷电灾害的发生、预防和措施也会日益完善。
参考文献：
[1]何书春.浅谈广播电视前端系统的雷电防护[J].西部广播电视，2006，6：51-53。
[2]崔振玲.浅谈广播电视机房的雷电防护[J].西部大开发，1009-8631(2012)：03-0133-01
广播电视机房的雷电防护【2】
摘 要： 随着广播电视技术的进一步发展，广播电视机房的防雷电系统也越来越引起人们的关注和重视，本文主要介绍了五种雷电防护方法。
关键词： 广播电视机房; 雷电危害; 雷电防护
雷电灾害被称为“电子化时代的一大公害”。
现代化的城市一座座高楼如雨后春笋般拔地而起，造成雷电击穿空气的距离缩短，因为雷击的概率与建筑的高度成正比，所以雷击概率加大。
同时，由于全球气候变暖，城市热岛现象增多，使城市的大气环流形势出现了新特点，夏季雷暴期延长。
而更重要的是，随着科技的进步，微电设备被广泛应用，城市通信电源大幅增多，城市电磁场发生变化，特别是微电子产品普遍绝缘强度低，过电压耐受力差，容易遭受雷电侵袭，其中电脑网络、通讯指挥系统和公用天线都是重灾区。
因此从某种意义上说，科技越发达，雷击对人们的威胁就越大。
雷电危害可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。
目前，直击雷造成的灾害已明显减少，而随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的`危害却大大增加。
一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及联网微机等弱电设备。
为此，通过分析，雷电主要通过以下五个途径侵入广播电视设备。
直击雷袭击、电源线路侵入、天馈线路侵入、信号线路侵入和地电位反击引起。
为防止雷击灾害，我们必须依据“综合治理，整体防御，多重保护，层层设防”的原则加强广播电视设备的防护工作。
1 防直击雷
由于广播电视信号的发射，接收和传输转播设施大多安装在高山、高楼或高架铁塔上，因此遭受直击雷的概率较大，通常采用的措施是架设一定高度的避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，而后把闪电传导入地，把直击雷的能量耗散到地下，从而保护了地上的建筑物。
由于避雷针的缺陷，对于受避雷针保护的各种发射、接收天线及建筑物内的各种设备，必须安装相应的电子避雷器，尽量减小地网地阻，楼顶上的各种管道、金属缆线外皮、广告牌等必须用够粗的导线连接，焊上并与避雷带焊接好，建筑物应装设均压环，环向垂直距离不应大于12m，所有引下线、进出建筑物的架空金属管道、建筑物的金属结构、设备等均应连到环上，尽量减少由于避雷针引雷时产生的二次感应雷击对广播电视设备造成的损坏。
2 电源线路防雷
由于雷电能量主要集中在小于40kHz的低频段，供电50kHz的工频线路，最容易和工频附近的最大能量谐波分量发生耦合谐波，加上交流电网大而面广，雷电波比较容易从电源线路途经破坏电子电器设备。
一般做法是在电源变压器次级，机房配电柜，设备配电盘，设备电源进线处并联1-3级三相、单相电源避雷器，进行雷电多级分流、入地。
当雷电波沿电源线侵入时，避雷器的电阻瞬间降至很低，近于短路状态，雷电流就由此处分流入地，这类似于堵截了雷电的入侵通道。
雷电过后，瞬间恢复，对地断路，丝毫不影响正常供电。
3 天馈线路防雷
户用天线、共用天线、电视接收卫星地球站、电视发射机等，由于对收发信号的需求特点，天馈系统大多安装在高楼顶或高架铁塔上，电子设备由天馈系统引入得雷击几率很大。
传统的“空气隙”、“气放管”、“氧化锌压敏电阻”及由他们组合而成的避雷器，可以对天馈线路防雷起到一定作用，但在工作频带，响应时间，承受功率方面呈现局限性。
由于雷电流冲击波的主要能量分布在40kHz以下频域，而广播电视信号能量分布在几百千赫以上频域，应采用集中或分布参数元件构成高低通滤波器组合网络将雷电冲击波和有用信号截然分开，解决宽频带、大功率、低损耗、快速响应，长期困扰光电天馈防雷难题。
4 信号线路防雷
当今电子技术正向高频率、高速度、高可靠性、超小型化、网络化和智能化方向发展，电磁干扰对这些设备和系统的影响也就越来越突出，特别是雷电电磁干扰的发生与传输对于广电微电子接受、传输设备造成的失效与损坏事故日益增长。
广电系统中，天线放大器、应用电视、电视摄像机、传真机、电视接收机、计算机、电话等，往往使用同轴电缆，带状电缆等金属信息传输线，及时埋地传输电缆也常出现雷击故障。
当雷电电磁脉冲干扰发生时，由于导体在交变电磁场中他的感抗ωL0和容抗ωC0都很大，所以会产生很大的电位差，而雷电电磁波在电缆表面传播时会形成驻波，对使用中的设备会形成强烈干扰，并往往通过接口处形成过电压损坏设备。
一般采取的办法是加强对电缆的屏蔽，电缆外金属皮进行良好的接地，及通过串联信号电子避雷器进行，信息与雷电通道分离，在设备入口处截断雷电侵入波。
由于计算机的运行电压是较低的，通常为5-12v，因此数据处理设备的个单元之间以外产生的电位差必须非常的小，除了在接口端需要安装信号避雷器对信号通道进行过电压保护外，其高频信号接地的接地线长短需引起注意，在受到谐振和驻波影响时，若出于接近谐振频率，导体呈现出极高的感抗，在数据处理设备的两个单元之间无法提供有效的等凋萎作用，当导体的长度等于谐波波长的1/4或该1/4波长的奇数倍时，该导体两端之间呈现开路状态。
因此高频接地线的长度必须以不会产生驻波为条件。
5 防地电位反击
由于避雷针引雷入地也会在接地体处产生大于1kv以上的冲击过电压，而土壤的冲击击穿场强约为200-1000kv/m，平均值为600kv/m，因此在接地体3m以内的土壤会产生大的新冲击电流。
更远处则会由于土壤中的暗流及各种地下管道、导体的传导诸多原因，会受到不同程度的波及。
通常电子设备的电源地、工作地、信号地、外壳保护地是分开的，其目的是为了排除可能出现的地噪声源，获得一个满意纯净的电位。
设备外壳与工作、信号系统之间通过分布电容的耦合，在电器上形成通路。
当大的脉冲雷击电流通过接地系统入地时所产生的过电压，可能严重损坏控制系统的电路。
在雷击中，闪电击中室外避雷针(发射塔)这是正常的，可是室内的发射机及其他设备造成了损坏，闪电电流使避雷针的接地体产生瞬间的高电压，于是对附近发射设备等的公共接地极放电，把闪电的瞬时的高压引向发射机，这种现象称地点为反击。
为了防止地电位反击，目前较一致的看法是，一是防雷地、工作地、保护地等地系统连接成一个接地网形成等电位。
有些地方，如微波站、中波发射台、电视发射台的机房与发射台各有接地装置，也要做等电位连接，变为一个整体，从而使地电位在闪电入地时，大家共同升高，避免反击。
但是这样统一的接地，对发射机及其他微电子设备而言，在平常无闪电时，会产生地波干扰，要同时解决反击和干扰二个问题，可以单独设置防干扰工作接地。
在工作地与其他接地之间安设一个低压隔离避雷器，当两地间电位差超过保护值时，瞬间接通，接成等地电位，待二地电位差低于保护值时，二地间又恢复隔离状态。
二是机房的各种地线间及地线与大楼结构的主钢筋之间，必须进行有效的连接，即全部采用共用接地系统，当雷电引起地电位高压反击时，整个大楼及机房呈现系统等电位，防雷系统呈现工作状态，保证网络系统的安全由于雷电的随机性很大，形成的机理很复杂，雷电的表现形式多种多样，因此，目前防雷技术水平还局限在任何单一的防雷器件都无法保证某一特定空间所有保护对象的防雷安全，防雷技术还有待进一步提高。
随着科学技术的进步，对雷电机理的进一步认识，防止和减少雷电灾害的方法将日臻完善。
总之，广播电视发射台防雷工作，首先要设计一个科学的，符合实际的防雷方案。
其次，要严格落实定期检测，维护制度，这样才能保证有备无患。
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