隨著社會對信息安全和應急響應能力的重視,公共廣播系統(Public Address System, PA系統)已廣泛應用于學校、醫院、機場、地鐵、商場、廠區、景區等場所,成為傳達信息、疏導人流、應急指揮的關鍵手段。由于其覆蓋面廣、設備分散、通信線路復雜,使其成為雷電災害的高風險對象。雷擊造成廣播主機損壞、信號中斷、音響燒毀,甚至引發火災,直接威脅公共安全。因此,公共廣播系統必須實施科學、系統的防雷接地與浪涌保護措施。
二、公共廣播系統雷擊途徑分析
公共廣播系統可能遭受以下幾類雷擊影響:
直擊雷:若廣播控制中心或樓宇天面未設置有效避雷針、引下線和接地網,強雷電流可能直接擊中設備,造成毀滅性損壞。
感應雷:雷電擊中附近電力系統或金屬構件,在電磁感應作用下,在廣播系統電源線、音頻傳輸線、信號控制線中產生高壓脈沖,引發設備故障。
線路傳導雷:雷電通過電力線、通信線路遠距離傳導入室,對音頻放大器、廣播主機、功放等設備造成浪涌沖擊。
地電位反擊:當雷電流泄入大地,若系統接地網存在不等電位差,電位反擊可從接地線上反向沖擊系統設備,導致損壞。
信號防雷器,信號浪涌保護器,網絡系統防雷
信號防雷器,信號浪涌保護器,網絡系統防雷
信號防雷器,信號浪涌保護器,網絡系統防雷
三、地凱科技公共廣播系統防雷接地方案設計
3.1 總體防雷架構設計
公共廣播系統防雷設計需遵循分層保護、等電位連接、全鏈路保護的原則。建議將系統劃分為三個防雷區域:
前端采集區(如拾音點、話筒、分控終端)
中間傳輸區(音頻線、信號線、電源線)
后端控制區(主機、功放、交換矩陣)
每一層均應根據其功能與信號類型,部署相應的SPD浪涌保護器和接地屏蔽措施。
3.2 信號防雷接地設計
(1)信號線等電位接地
所有音頻信號線(平衡/非平衡)、控制線、網線應通過**信號浪涌保護器(Signal SPD)**接入等電位連接端子;
采用金屬屏蔽電纜(如STP屏蔽雙絞線),屏蔽層兩端接地,避免雷電感應。
(2)屏蔽層與接地系統連接
信號線屏蔽層嚴禁“懸空”或雙端浮地,必須接入同一等電位母排;
在建筑物內設置“綜合接地匯流排”,作為電源、防雷、信號的統一接地點,避免地電位差。
(3)信號SPD安裝方式
音頻信號采用插入式或模塊式浪涌保護器,接口匹配如:XLR、TRS、RCA等;
網絡廣播使用RJ45網絡型SPD;
串口控制信號(RS485、RS232)使用RS型信號SPD。
3.3 電源浪涌保護與接地設計
廣播系統的主電源輸入需重點防護:
主配電箱內安裝I級電源SPD(如25kA~50kA Iimp型);
分配電箱安裝II級SPD,如20kA~40kA In型;
末端廣播控制設備電源前安裝III級精細保護SPD(例如小體積10kA~20kA多級保護模塊)。
SPD接線要求:
SPD必須與PE保護地連接線小于0.5m;
SPD接地導線采用≥6mm2銅芯軟線或≥16mm2裸銅線;
建議采用“T”形接地布線方式,減少電感耦合。
四、地凱科技廣播系統使用的浪涌保護器選型建議
根據《GB/T 18802.1-2023 浪涌保護器低壓配電系統用 第1部分:性能要求和試驗方法》等國家標準,公共廣播系統浪涌保護器選型建議如下:
防護位置 推薦SPD型號 技術參數 說明
電源主配電箱 I級SPD(如:B+C級一體化) Iimp≥25kA,Uc=385V,Up≤2.0kV 需接地電阻≤10Ω
分支配電箱 II級SPD In=20kA,Uc=275V,Up≤1.5kV 與I級協調安裝
控制主機前端 III級精細保護SPD In=10kA,Up≤1.2kV 安裝在設備前10cm內
音頻信號口 音頻SPD(如XLR/TRS接口型) In=5kA,Up≤1.0kV,帶屏蔽端接地 阻抗匹配50Ω或600Ω
RS485/RS232口 串口專用SPD Uc=12V~24V,Up≤600V 與設備電平兼容
網絡傳輸接口 RJ45信號SPD 傳輸速率100Mbps~1Gbps,Up≤1.0kV 需PoE兼容(如供電AP)
信號防雷器,信號浪涌保護器,網絡系統防雷
信號防雷器,信號浪涌保護器,網絡系統防雷
五、等電位連接與綜合接地系統
廣播系統的防雷效果好壞,很大程度取決于接地與等電位系統設計:
所有SPD的接地端子統一接入等電位母排;
建筑鋼筋與防雷引下線應構成自然接地網;
對于樓層設備應在每層設置局部等電位連接點,向下引接接地干線;
綜合接地電阻應≤4Ω,雷電流引下通道接地電阻≤10Ω。
六、施工與檢測要求
6.1 安裝施工要點
所有SPD安裝應防水防潮,避免接線端子氧化;
禁止使用線鼻壓接不牢、導線繞接等方式連接;
所有信號SPD需在系統運行前逐一測試“通信通斷”功能,防止過壓啟動影響信號傳輸。
6.2 防雷檢測建議
根據《GB/T 21431-2015 建筑物防雷裝置檢測技術規范》:
每年對SPD功能狀態進行檢測,包括遙信端口工作狀態;
檢查接地電阻值是否保持在規范范圍內;
對音頻信號SPD進行插損測試,確保不會影響音質和通信速率。
公共廣播系統作為公共安全與信息傳播的重要載體,其防雷保護不僅是技術問題,更是公共安全保障的重要組成部分。地凱科技通過科學部署浪涌保護器、規范實施接地系統、構建良好的等電位網絡,可顯著提高廣播系統在雷電環境下的抗干擾能力和設備生存能力。針對不同場景選型不同SPD產品并結合接地設計,方能實現從電源、信號到控制系統的全方位防護。
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