廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)系統(tǒng)防雷與接地
時(shí)間:2022-04-23 03:19:38
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摘要:廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)大都建在地形較為復(fù)雜且偏遠(yuǎn)的山區(qū)當(dāng)中,這些地區(qū)的海拔相對(duì)較高,土層較薄,土壤質(zhì)量較差,在這種情況下,防雷工作就顯得尤為必要。每年5至9月份是雷雨多發(fā)季節(jié),如果防護(hù)不力,就會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人身傷害。下面就廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)系統(tǒng)的防雷接地及防護(hù)措施談一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)和體會(huì),希望為相關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:雷電;防護(hù)措施;接地
1雷電的成因、特點(diǎn)及防護(hù)措施
通常情況下,雷電天氣發(fā)生時(shí),常伴有強(qiáng)降雨、冰雹等氣象現(xiàn)象。雷電天氣產(chǎn)生的原因是由于積雨云在空氣作用下上下翻滾摩擦,電荷就會(huì)在云層中產(chǎn)生,負(fù)電荷主要分布于云層的下部,正電荷主要分布于云層的上部,這樣云層的下部與上部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位差,當(dāng)這個(gè)電位差超過一定的范圍后,放電現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn),這一現(xiàn)象通常被稱之為閃電。云層在發(fā)生放電現(xiàn)象的過程中,溫度劇烈上升,瞬間空氣氣體膨脹而產(chǎn)生沖擊波,因此常出現(xiàn)雷鳴現(xiàn)象,當(dāng)雷云帶著電荷接近地面上的凸起物體時(shí),就會(huì)產(chǎn)生激烈的放電現(xiàn)象。防雷就是通過合理、有效地手段將雷電流的能量盡可能的引入大地,一般我們將其分為外部避雷、內(nèi)部避雷和電涌保護(hù)三方面內(nèi)容外部防雷,外部防雷裝置由避雷針、下引線和接地裝置組成。就內(nèi)部防雷工作而言,該項(xiàng)工作的具體方法主要有3種,其一為等電位連接法,其二為屏蔽法,其三為等裝置阻塞法。為了能有效地提升內(nèi)部防雷系統(tǒng)的功能性,必須要綜合分析該項(xiàng)系統(tǒng)是否能夠預(yù)防直擊雷以及感應(yīng)雷。其中所涉及到的直擊雷主要指的就是雷電自上而下?lián)舸V播電視塔。該種雷擊形式一旦出現(xiàn)不僅會(huì)對(duì)廣播電視臺(tái)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備造成極為不利的影響,同時(shí)還會(huì)對(duì)各個(gè)設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞,對(duì)于該種雷擊的有效防護(hù)措施有三種,其一為運(yùn)用避雷針,其二為運(yùn)用避雷線,其三為運(yùn)用避雷網(wǎng)。而感應(yīng)雷主要指的就是當(dāng)設(shè)備受到雷擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng),這一現(xiàn)象一旦在出現(xiàn)在金屬裝置上,就會(huì)導(dǎo)致單壓數(shù)驟增,進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成破壞。該種雷擊形式的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在破壞性相對(duì)較小,出現(xiàn)頻率較高,破壞范圍較廣三方面。不論是何種形式的雷擊都會(huì)對(duì)電器設(shè)備內(nèi)部的以下幾項(xiàng)原件造成破壞,其一為保險(xiǎn)絲,其二為變壓器,其三為整流元件,其四為集成電路。基于這一情況,相關(guān)的廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)系統(tǒng)管理人員必須要結(jié)合雷擊形式的特點(diǎn),制定出具有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。現(xiàn)階段,相關(guān)系統(tǒng)防雷管理人員常用的防雷措施主要就是接地防雷法,該種方法適用性較強(qiáng),且防雷成本較低,可以有效地將雷擊電荷引入到地面上,降低雷擊對(duì)于電器設(shè)備的不利影響。另外,相關(guān)的系統(tǒng)防護(hù)管理人員可以依照躲避原理,疏導(dǎo)遠(yuǎn)離,阻止原理以及分流四道防線原理來進(jìn)行系統(tǒng)防雷工作。躲避方法主要指的就是在建立電視臺(tái)期間要選擇雷擊發(fā)生概率較小的地區(qū)。疏導(dǎo)方法就是指在系統(tǒng)上安裝雷電疏導(dǎo)裝置。組織方法主要就是指設(shè)置雷電隔離帶避免雷電電流進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中。分流方法指的就是利用壓敏電阻將雷擊電流進(jìn)行分流處理,降低雷擊電流量,將其電流值處理到安全范圍之內(nèi)。
2接地的分類及關(guān)聯(lián)
接地就是將電流引入大地,該種防雷法又可以細(xì)分為以下兩種,其一為電氣接地,該種接地防雷法又可以細(xì)分為工作接地以及保護(hù)接地兩種形式,就工作接地而言,該種接地形式就是指通過分析系統(tǒng)安全運(yùn)行的需求,并依據(jù)該項(xiàng)信息設(shè)置出與之相對(duì)性的中性接地點(diǎn),來實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)切除故障電流目的,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防雷目標(biāo)。保護(hù)接地;是防止設(shè)備漏電引發(fā)外殼帶電,將漏電電流引入大地,以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。其二為防雷接地,該種接地防雷法的原理就是通過消除風(fēng)險(xiǎn)電壓。該種防雷方法的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短,但是能夠引流的范圍較大,在數(shù)十千安倍到數(shù)百千安倍之間。在廣播電視臺(tái)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)當(dāng)中,上述兩種接地防雷法互相之間具有較強(qiáng)的兼容性,但是在連接兩種防雷方法所用到的設(shè)備期間嚴(yán)禁將防雷接地裝置的引下線與保護(hù)接地裝置的引下線和接地極互相串并聯(lián),一旦將兩種裝置的引下線同接地極連接到一起之后,雷擊電流在進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中的基礎(chǔ)上,也會(huì)由PE線分流到設(shè)備上(PE線,通常說的地線,是專門將電氣設(shè)備裝置外露導(dǎo)電部分接地的導(dǎo)體),正確的連接方法為將PE引下線與接地極進(jìn)行連接的同時(shí),控制PE引下線與防雷引下線之間的距離,盡可能的擴(kuò)大兩者之間的間距。最低間距不得低于10m。
3轉(zhuǎn)播臺(tái)系統(tǒng)的防雷措施
3.1電源部分的防雷。當(dāng)廣播電視臺(tái)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)受到雷擊影響產(chǎn)生脈沖較高的電壓之后,各個(gè)電路當(dāng)中的元部件將會(huì)受到極大的損傷,基于這一情況必須要在系統(tǒng)裝置上安裝相應(yīng)的電源防雷裝置。在轉(zhuǎn)播臺(tái)的電源防雷設(shè)備中共使用兩套電源浪涌抑制器,這兩套抑制器分別接在機(jī)房配電柜輸入端以及變壓器低壓電表輸出端。避免感應(yīng)雷進(jìn)入用電設(shè)備以及高低壓線路,這種抑制器使用起來更加可靠、安全,可以對(duì)電源系統(tǒng)形成有效保護(hù)。3.2鐵塔及天饋系統(tǒng)防雷。鐵塔防雷由塔尖避雷針、下引線、地網(wǎng)組成,在設(shè)置接地體引線期間要將40mm×4mm的鍍鋅扁鐵裝置進(jìn)行焊接處理,再干結(jié)的過程當(dāng)中運(yùn)用多口焊接方法進(jìn)行具體的焊接工作。使用銅線引入接地體,接地體和塔體底接觸要十分牢靠。發(fā)射設(shè)備的天饋線在進(jìn)入機(jī)房處,一定要進(jìn)行接地處理,天饋線地線一般采用Ø30mm的銅質(zhì)電纜跟系統(tǒng)的防雷地網(wǎng)進(jìn)行連接。3.3信號(hào)源防雷。轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星節(jié)目是從衛(wèi)星天線接收信號(hào)的,在衛(wèi)星接收機(jī)的輸入端,安裝75Ω同軸電涌保護(hù)器。該電涌保護(hù)器有駐波系數(shù)不大、殘壓低、通流容量大、插入耗損低、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。3.4信號(hào)傳輸線路感應(yīng)雷防雷。在雷擊發(fā)生時(shí),產(chǎn)生巨大瞬間變電磁場,網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)金屬連接線等會(huì)感應(yīng)到雷擊,將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采取屏蔽措施是降低感應(yīng)雷擊破壞傳輸線路的有效方法,傳輸線線的金屬護(hù)管應(yīng)做到兩端接地,并與地網(wǎng)連接,最大限度地減少感應(yīng)雷擊侵入的途徑。
4避雷針、地網(wǎng)和接地的具體做法
避雷針裝置的主要作用就是將雷電電流引入到地網(wǎng)當(dāng)中,該種裝置的安裝地點(diǎn)為室外天線支撐物的上方,設(shè)備原材料為1.5m~2.0m、Ø50mm具有防銹性能的導(dǎo)電材料。接地網(wǎng)在整個(gè)防雷系統(tǒng)當(dāng)中具有較強(qiáng)的不可替代性,該種裝置的主要作用泄散雷擊所產(chǎn)生的高壓電流。根據(jù)實(shí)際情況將接地電阻值做到≤1Ω,盡可能地使接地裝置電阻值做到最小,達(dá)到規(guī)范要求(≤4Ω)。該種裝置的主要做功方式有兩種,其一為打接地樁,該種形式主要指的就是將多個(gè)2.5m到3m長的40mm×40mm×4mm的鍍鋅角鋼進(jìn)行分段處理,分段角度為60°,然后將井分段處理后的鍍鋅角鋼以打樁的方式打入到地坑當(dāng)中,打入深入應(yīng)控制在0.6m到0.8m之間,角鋼間距應(yīng)控制在4m到5m之間。當(dāng)打樁施工完成之后要用40mm×4mm的鍍鋅扁鐵焊將各個(gè)角鋼進(jìn)行串聯(lián)處理,然后將瀝瀝青涂于焊口處,用于防銹,在回填土?xí)r要盡量使用好土,接地電阻難以達(dá)到要求時(shí),可采取在接地體周圍投放物理降原料的方法進(jìn)行降阻處理。其二為埋設(shè)接地板;為增大泄放面積、降低地網(wǎng)電阻、減少泄放時(shí)間,在周圍選土質(zhì)較好地段,采用1500mm×1500mm×5mm銅板作為接地體,并將其分為兩排,用40mm×4mm銅片焊接成網(wǎng)格狀。在網(wǎng)格四角各打入根長度為2m的25mm銅圓棒,同時(shí)將四根樁與立體網(wǎng)格狀按地體進(jìn)行焊接,在接地電阻測(cè)量合格后,使用木碳混合物及粘土將避雷坑回填夯實(shí),之后在依照實(shí)際情況將2到4根40mm×4mm鍍鋅扁鐵與接地體進(jìn)行串聯(lián)處理。機(jī)房四周采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼設(shè)置等電位連接帶,將機(jī)房內(nèi)所有器設(shè)備的金屬外殼、機(jī)架等接地都連接到等電位連接帶上。只有使所有設(shè)備都在同一個(gè)電位上,當(dāng)雷擊時(shí)不會(huì)因電位差而引起地電位反擊。等電位接地法,可以有效地防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備,避免設(shè)備遭到損壞。而工作接地防雷法可以有效地將工作電位控制在零電位上,同時(shí)還可以對(duì)設(shè)備所漏的電量進(jìn)行泄電保護(hù)。所以工作接地起到了保護(hù)設(shè)備和保護(hù)工作人員人身安全的作用。
5結(jié)論
以上這些避雷方法和措施是筆者多年參加工程建設(shè)任務(wù)積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),投入小,效果好。只要足夠重視雷電對(duì)設(shè)備和人身安全的危害性,科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)就可避免雷擊事故的發(fā)生。
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作者:楊永才 單位:青海省海東市樂都區(qū)廣播電視局