伴隨著電纜電視、電視發(fā)射機(jī)、衛(wèi)星地面站、廣播發(fā)射機(jī)等廣播電視設(shè)備的迅速發(fā)展，防雷問(wèn)題顯得異常突出。通過(guò)分析，電主要通過(guò)以下五個(gè)途徑侵入廣播電視設(shè)備：1、直擊雷襲擊；2、電源線(xiàn)路侵入；3、天饋線(xiàn)侵入；4、信號(hào)線(xiàn)路侵入；5、地電位反擊引起。
1、防直擊雷。由于廣播電視信號(hào)的發(fā)射、接收個(gè)傳輸轉(zhuǎn)播設(shè)施大多安裝在高山、高樓或高架鐵塔上,因此遭受直擊雷的概率較大,通常采用的措施是架設(shè)一定高度的避雷針,通過(guò)避雷針把閃電吸引到接閃器上,而后把閃電傳導(dǎo)入地。把直擊雷的能量耗散到地下,從而保護(hù)了地上的建筑物。
由于避雷針的缺陷,因此,對(duì)于受避雷針保護(hù)的各種發(fā)射、接收天線(xiàn)及建筑物內(nèi)的各種設(shè)備必須安裝響應(yīng)的電子避雷針,盡量減小地網(wǎng)地阻,樓頂上的各種管道、金屬纜線(xiàn)外皮、廣告牌等必須用夠粗的導(dǎo)線(xiàn)連接并與避雷針焊接好,建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán),環(huán)向垂直距離不應(yīng)大于12米,所有引下線(xiàn),進(jìn)出建筑物的架空金屬管道、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備等均應(yīng)連接到環(huán)上,盡量減少由于避雷針引雷時(shí)產(chǎn)生的一次感應(yīng)雷擊對(duì)廣播電視設(shè)備造成的損壞。
2、電源線(xiàn)路防雷。由于雷電能量主要集中在小于40KHz的低頻段,供電50KHz的工頻線(xiàn)路最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波,加上交流電網(wǎng)大而面廣,雷電波比較容易從電源線(xiàn)路途徑破壞電子電器設(shè)備。
一般做法是在電源變壓器次級(jí)、機(jī)房配電柜、設(shè)備配電盤(pán)、設(shè)備電源進(jìn)線(xiàn)處并聯(lián)1-3級(jí)三相、單相電源防雷器,進(jìn)行雷電多級(jí)分流,入地。當(dāng)雷電波沿電源線(xiàn)侵入時(shí),防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,這類(lèi)似于堵截了雷電的入侵通道。雷電過(guò)后,瞬間恢復(fù),對(duì)地短路,絲毫不影響正常供電。
3、天饋線(xiàn)路防雷。用戶(hù)天線(xiàn)、共用天線(xiàn)、電視接收衛(wèi)星地球站、電視發(fā)射機(jī)等由于對(duì)收發(fā)信號(hào)的需求特點(diǎn),天饋系統(tǒng)大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上,電子設(shè)備由天饋系統(tǒng)引入的雷擊概率很大。
傳統(tǒng)的“空氣隙”“氣放管”“氧化鋅壓敏電阻”及有他們組合而成的f防雷器可以對(duì)天饋線(xiàn)路防雷起到一定作用,但在工作頻帶,響應(yīng)時(shí)間,承受功率方面呈現(xiàn)局限性。由于雷電流沖擊波的主要能量分布在40KHz以下頻域,而廣播電視信號(hào)能量分布在幾百KHz以上頻域,應(yīng)該采用集中或分部參數(shù)元件構(gòu)成高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò)將雷電沖擊波和有用信號(hào)截然分開(kāi),解決寬頻帶、大功率、低損耗、快速響應(yīng)、長(zhǎng)期困擾光電天饋防雷難題。
4、信號(hào)線(xiàn)路防雷。廣電系統(tǒng)中,天線(xiàn)放大器、應(yīng)用電視、電視攝像機(jī)、傳真機(jī)、電視接收機(jī)、計(jì)算機(jī)、電話(huà)等、往往使用同軸電纜,帶狀電纜等金屬信息傳輸線(xiàn),及時(shí)埋地傳輸電纜也常出現(xiàn)雷擊故障。
當(dāng)雷電電磁脈沖干擾發(fā)生時(shí),由于導(dǎo)體在交變電磁場(chǎng)中他的感抗和容抗都很大,所以產(chǎn)生很大的電位差,而雷電電波在電纜表面?zhèn)鞑r(shí)會(huì)產(chǎn)生駐波,對(duì)使用中的設(shè)備會(huì)形成強(qiáng)烈干擾,并往往通過(guò)接口處形成過(guò)電壓損壞設(shè)備。
一般采取的辦法是加強(qiáng)對(duì)電纜的屏蔽,電纜外金屬皮進(jìn)行良好的接地,及通過(guò)串聯(lián)信號(hào)點(diǎn)防雷器進(jìn)行,信息與雷電通道分離,在設(shè)備入口處截?cái)嗬纂娗秩氩ā?/p>
由于計(jì)算機(jī)運(yùn)行電壓是較低的,通常為5-12V,因此數(shù)據(jù)處理的各單位之間以外產(chǎn)生的電位差必須非常的小,除了在接口端安裝信號(hào)避雷器對(duì)信號(hào)通道進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)外,其高頻信號(hào)接地的接地線(xiàn)長(zhǎng)短需要引起注意,在受到諧振和駐波影響時(shí),要處于接近諧振頻率,導(dǎo)體呈現(xiàn)出極大的感抗,在數(shù)據(jù)處理設(shè)備的兩個(gè)單元之間無(wú)法提供有效的等調(diào)作用,當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度等于諧波波長(zhǎng)的1/4或該1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該導(dǎo)體兩端呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài),因此高頻接地地線(xiàn)的長(zhǎng)度必須以不會(huì)產(chǎn)生駐波為條件。
5、防地電位反擊。由于避雷針引雷入地也會(huì)在接地提出產(chǎn)生大于1KV以上的沖擊過(guò)電壓,而土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為200-1000 KV/m,平均值為600 KV/m,因此在接地體3m以?xún)?nèi)的土壤會(huì)產(chǎn)生大的新沖擊電流。更遠(yuǎn)處則會(huì)由于土壤的暗流及各種地下管道、導(dǎo)體的傳感諸多原因,會(huì)受到不同程度的波及。
通常電子設(shè)備的電源地、工作地、信號(hào)地、外殼保護(hù)地是分開(kāi)的,其目的是為了排除可能出現(xiàn)的地噪聲源,獲得一個(gè)滿(mǎn)意純凈的電位。
為了防止地電位反擊,目前較一直的看法是:一是防雷地、工作地、保護(hù)地等地系統(tǒng)連接成一個(gè)接地網(wǎng)形成等電位。有些地方,比如微波站、中波發(fā)射臺(tái)、電視發(fā)射臺(tái)機(jī)房與發(fā)射臺(tái)各有接地裝置,也要做等電位連接,變?yōu)橐粋€(gè)整體,從而使地電位在閃電入地時(shí),大家共同升高,避免反擊。但是這樣統(tǒng)一的接地,對(duì)發(fā)射機(jī)及其他微電子設(shè)備而言,在平常無(wú)閃電時(shí),會(huì)產(chǎn)生地波干擾,要同時(shí)解決反擊和干擾二個(gè)問(wèn)題,可以單獨(dú)設(shè)置防干擾工作。
6、接地。首先在工作地與其他接地之間安設(shè)一個(gè)低電壓隔離避雷器,當(dāng)兩地間電位差超過(guò)保護(hù)值時(shí),瞬間接通,接成等地電位,待二地電位差低于保護(hù)值時(shí),二地間又恢復(fù)隔離狀態(tài)。
其次是機(jī)房的各種地線(xiàn)間及地線(xiàn)與大樓結(jié)構(gòu)的主鋼筋之間,必須進(jìn)行有效的環(huán)接,即全部采用共用接地系統(tǒng),當(dāng)雷電引起地電位高壓反擊時(shí),整個(gè)大樓及機(jī)房呈現(xiàn)系統(tǒng)等電位,防雷系統(tǒng)呈現(xiàn)工作狀態(tài),保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
由于雷電的隨機(jī)性很大,形成的機(jī)理很復(fù)雜,雷電的表現(xiàn)形式多種多樣,因此,目前防雷技術(shù)水平還局限在任何單一的防雷器件都無(wú)法保證某一特定空間所有保護(hù)對(duì)象的防雷安全,防雷技術(shù)還有待進(jìn)一步提高。