浅论小议小议广播电视设备雷电防护

论文导读：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”及由它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
摘 要：现代化的城市里，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。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，其中广播电视设备更的雷电防护更显现的尤为重要。
关键词：广播电视 过电压效应 电磁效应 防护

一、雷电的过电压效应

地闪发生之前，空中出现雷云。由于静电感应，正对雷云下方的地面（建筑物或其他物体）会感应出异号的正电荷。如果雷云下方有大面积的金属建筑物，且对地绝缘，则在静电感应所引起的高电压作用下，金属体对其下方的某些接地物体将会造成火花放电，导致设备损坏和人员伤亡，还可能会引发火灾。如果顶部金属体的接地引线在某个部位断开或电阻过大，则在这些部位也将出现高电压造成局部火花放电，危及建筑物内设备和人员的安全。要减小雷电静电感应的危害程度，就需要将建筑物顶部金属体良好接地，尽快将感应电荷泄放入地。即使有引地线，由于雷电流具有大而且变化急速的特点，接地线不可避免存在电感和电阻，也会在引地线上产生极高的电压。当雷电击中大树或者其他的物体时，雷电流经过这些物体也会形成过电压。
当雷电击中电力线路时，雷电流需经过电力线路泄入大地。即使雷电没有击中电力线路，当雷击发生后，导线上感应的异号电荷失去束缚，向导线两则流动。这些电流通过线路侵入变电站或袭击电气设备，在设备上形成过电压。当过电压高于设备的额定雷电冲击耐受电压时，设备就会损坏。

二、雷电的电磁效应

由于雷电流在50～100微秒的时间内，从0变化到几万安，再由几万安变化到0，在其周围空间会产生瞬变的强电磁场。处于空间变化的强电磁场中的物体，由于电磁感应，在其内部就会产生很高的感应电动势。以前，由于它的成灾概率极小，没有引起人们的注意，但随着微电子技术的重大进展，超大规模集成电路诞生，它的能耗小、灵敏度极高等特点，使得其容易被损坏，引起人们的重视；同时闪电能辐射出频率从几赫兹到几千赫的电磁波，有很宽的频带，其主要以5～10千赫兹的电磁辐射强度最大。这些电磁波对通讯设备会产生严重的危害，轻则干扰电视广播信号，重则扰乱指挥系统，损坏仪器设备。雷击时，在与雷击发生处较近的地方，静电感应引起的危害是主要的；在与雷击发生处较远的地方，电磁感应引起的危害是主要的。
三、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。

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，摘自：毕业论文标准格式www.7ctime.com
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和很低，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”及由它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。
论文导读：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
4.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。
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。
参考文献：
雷电与避雷工程.中山大学出版社苏邦礼
虞昊.现代防雷技术基础.清华大学出版社
[3] 潘忠.现代防雷技术.电子科技大学出版社