广播电视系统的雷击分析

广播电视系统的雷击分析

王建民

云南省红河州建水县融媒体中心 云南省红河州 654300

摘要：通过雷电产生原因的分析及其对电子设备危害的论述，提出在生活及实际工作中采取措施，减少及预防雷电导致的损害的方法。

关键词：广播电视、电路、防雷

我国经过多年的发展，广播电视技术从无到有，现在建成了从天上（卫星）到地面（接收发射、有线电视）的一个完善的应用体系。随着电子技术的发展，对于更好地应用广播电视这一手段来加强宣传，改善人民群众的文化生活，起到了很好的作用，产生了极大的社会效益与经济效益，反过来也推动了电子技术的发展。现根据自己几年来从事技术工作的经验，对广播电视系统遭遇雷击破坏的问题作一点肤浅的分析与总结，以利于将来更好地做好本职工作。

一、雷电的成因

雷电作为一种自然现象，在雨季很常见，是发生于地球大气层的对流层里的一种自然放电现象，它是由于在空气摩擦、太阳风、宇宙射线等综合原因作用下，电荷在大气云层上累积到一定程度时，发生在云团与烟囱、铁塔、高楼、大树等高层建筑，或地面尖端物体之间，或带异种电荷的云层之间，或带电云层与电势不同的物体之间的一种强烈的放电现象。此时空气击穿导电往往释放出巨大的能量并伴有极强的电流，强烈的电磁辐射，并产生热能，空气爆胀产生强烈声波从放电中心向外传播。（见图1 树木尖端放电）

二、雷电的危害：

雷电对人类的危害有好多种，它对飞机等航空器、地面的建筑物体、人畜、电子设备等均有危害。

1、发生雷电时，由于极强的电流（几万安培以上）通过物体会产生很大的危害，如果是高层建筑被雷击中，强电流通过建筑就会产生热能，使建筑局部瞬间温度升高膨胀而爆炸、爆裂，产生破坏作用。如果人畜被雷击中，也会由于强电流通过而发生触电伤亡事故，由于电流的热效应及电流对人体神经组织的刺激作用，会出现身体被烧伤、肌肉痉挛、昏迷、心跳停止、甚至死亡等。因此人在户外空旷地带，雷雨天要避免站立，以防产生尖端放电而遭雷击。

2、产生雷电时，由于向周围空间辐射极强电磁波，这就对电力设施各种电子设备产生破坏作用。广播电视传输设备属于电子设备类，并且许多台站为增加覆盖率，位于高海拔地区（山顶），有线电视网络又覆盖面广，极易遭受雷击。雷电对电力设施、电子设备的破坏作用是因为雷电向空间辐射的电磁波本身就是变化的电磁场，根据物理学电磁感应的原理，当变化的电磁场在空间传播时遇到导体会在导体上产生感生电压、感生电流，这也是天线可以接收无线电信号的原理，但由于雷电产生的极强电磁波，这在导体上产生的感生电流也极强。这种强大的浪涌电流就会瞬间击穿、烧毁电子设备上的开关、半导体元器件等元件，从而对整个设备产生破坏作用。

三、雷电对广播电视系统电子设备的破坏作用

雷电对电子设备的破坏往往表现在以下几个方面：

1、由于电力输送线由导体组成，及其广大的覆盖网，这就使电力线路上在发生雷电时会产生强感应电压、强电流，而电子设备许多都是由外界电网来供电，这就使得雷电产生的电力网线上的浪涌电流就会通过连接的外部电网侵入电子设备的电源电路，而使电源电路损坏。有时即使机器不工作，电源开关未接通也会遭雷击，因为开关的两头触点间距很小，雷电会使空气击穿而使电流通过开关进入设备内。

2、由于电子设备线路本身也是由导体组成，发生强雷击时在这些设备内部导体上同样会产生很强感应电压、感生电流，这就会击穿元件（比如场效应管、耐压低的元件等）烧毁线路。

3、广播电视设备往往带有发射接收天线，这就会使得雷电强电流从天线侵入系统主电路产生破坏作用。

4、电视传输网有时传得远线路长、范围广，在传输线路上也会侵入雷击产生的强电压、强电流，而破坏传输线路。

四、雷电的预防

由于雷电本质上是一种电荷聚集导致电势不同引起的放电作用，因此雷电的预防可针对其产生原因采取一定措施，从一定程度上起到防范作用，减少雷电带来的损害。（见图2 高层建筑的避雷针）

1、避雷针：即在高大建筑物上安装一个导体接入地表下，这可以将电荷引入大地中和，就避免了在建筑物上落雷。

2、抗冲击元件：在电子设备的易遭雷击的部位设置一定的抗浪涌电流的元件，可有效阻碍冲击电流对设备的损害。比如放大器、光机输入输出电路陶瓷防雷元件。

3、地网系统：在建筑物周围铺设导体连接成的网络，增加避雷针与大地的接触面积减小接地电阻（或＜4Ω）可有效防雷击。

4、对于重要的电路部份采取屏蔽的措施可避免雷电对该部份电路损坏。

五、广播电视系统遭雷击后的维修处理方案

1、雷电对电子设备的损害部位多见于电源电路部份，天线接口部份，特别是前者会烧断电路板铜箔，使元件炸开，因此在平时的维修备件应有针对性的准备一些。

2、技术检查时也应首先从电源电路入手，仔细测量各组电源是否正常，电路板上可先观察是否有烧蚀痕迹，元件是否炸裂，有没有糊臭味等，在此基础上再做进一步的测量判断。

3 、雷电也会对电路造成数据丢失、软件运行紊乱的故障，而使电路工作不正常，这时就需要重写数据。

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