電視轉(zhuǎn)播臺防雷工程接地與防雷設計分析

楊杰明 劉季超

摘要通過對電子信息系統(tǒng)接地實例進行分析，提出了電子設備接地的選擇問題及共用接地和獨立接地的異同，以等電位的基本理論將二者有效結合起來的方法。

關鍵詞電視轉(zhuǎn)播臺；防雷工程；獨立接地；共用接地；等電位連接；防雷設計

中圖分類號TN948.5文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2012）03-0073-01

近年來，隨著微電子技術的高速發(fā)展，雷電災害的發(fā)生越來越頻繁，對工程設計中防雷電危害的要求也越來越嚴格、越來越全面。接地是防雷技術中最重要的環(huán)節(jié)[1-2]，意義在于保障設備和人生安全，同時可以抵御雷擊電磁脈沖。

1獨立接地與共用接地的分析

關于建筑物內(nèi)電子設備的接地，采用共用接地（統(tǒng)一接地，即防雷、交流電源、安全和電子設備使用一個接地體）和等電位連接[3]，這樣不但經(jīng)濟上合算，技術上也合理。采用統(tǒng)一接地后，各系統(tǒng)的參考電平將是相對穩(wěn)定的，即使有外來干擾，其參考電平也會跟著浮動，許多工程實踐已證明采用統(tǒng)一接地是解決多系統(tǒng)接地的最佳方案。如果采用分開的接地系統(tǒng)，2個接地體之間的距離應大于20 m，否則2個接地系統(tǒng)形式上分開，而實際上（指電氣上）仍未分開，導致2個獨立的電氣系統(tǒng)又可能通過接地裝置而相耦合，雷擊時還易發(fā)生地線間的反擊，產(chǎn)生相互干擾，嚴重時甚至造成2個系統(tǒng)都不能正常工作。事實上，在密度很高的建筑物群體內(nèi)，將2個電氣系統(tǒng)的接地在電氣上真正分開，客觀上難以實現(xiàn)。因為在地下要滿足上述距離要求是不切實際的，所以不主張采用分離、獨立、專用的接地裝置，而是推薦采用共用接地系統(tǒng)。

2 廣播電視轉(zhuǎn)播臺防雷工程實例分析

2.1現(xiàn)場勘察情況

對樂陵市廣播局電視轉(zhuǎn)播臺防雷裝置進行檢查、檢測。檢測中發(fā)現(xiàn)該電視轉(zhuǎn)播臺所有接地電阻值均嚴重超標，地網(wǎng)分布情況不合理；電源部分無防雷擊電磁脈沖措施；無電磁屏蔽措施（樂陵市電視轉(zhuǎn)播臺位于魯北平原地區(qū)，微波天線塔高100 m）。

2.2設計依據(jù)

設計依據(jù)包括以下5個規(guī)范[4]，即《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057－1994）、《電子計算機機房設計規(guī)范》（GB50174－1993）、《計算站場地安全要求》（GB9631－1988）、《微波站防雷與接地設計規(guī)范》（YD2011－1993）、《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（GB50200－1994）。

2.3直擊雷防護

對微波天線塔及電線桿的接地裝置進行改造。加大接地面積，加入長效降電阻劑，降低接地電阻，使雷電流能夠迅速泄放入地，防止因泄放時間過長而產(chǎn)生電磁感應損壞設備或危及人員安全。在架空線電線桿頂部安裝1支避雷針，防止繞過微波天線塔的較小雷電形成的二次雷擊。引下線采用截面積較大的40 mm×4 mm鍍鋅扁鋼，加快雷電流的泄放速度。接地裝置采用共用地網(wǎng)形式。

2.4感應雷防護

在金屬鎧裝電纜外套裝一段金屬管，金屬管及鎧裝電纜屏蔽層兩端都要與共用接地裝置相連接[5]，并在合適的地方做埋地處理。利用電流的“趨膚特性”使感應在芯線上的過電流盡可能地減少，增大變配電設備的安全系數(shù)。在1樓配電室總開關出線處安裝1組LAY380－100GJ避雷器作為第1級電源保護。LAY380－100GJ避雷器在VDC 2 500 V時啟動工作，可抵御8/20波形，100 kA雷電沖擊，該級避雷器將在電力線上感應出的雷電流泄放入地，殘壓為2 500 V。本級保護為粗保護。在1樓配電室的分電源出線處安裝3組LAY380－40G避雷器作為第2級電源保護。LAY380－40G避雷器在VDC 910 V時啟動工作，可抵御8/20波形，40 kA雷電沖擊，并將第1級避雷器產(chǎn)生的2 500 V殘壓降為910 V。本級保護為細保護。

2.5系統(tǒng)屏蔽、等電位連接、地電位反擊處理

根據(jù)目前的雷電防護理論，筆者認為：應對重要機房采取屏蔽措施，形成1個“法拉第籠”式防護。對室外埋地電纜采取穿管屏蔽，屏蔽管兩端做妥善接地處理。各機房四周采用40 mm×4 mm鍍鋅扁鋼設置等電位連接帶，將室內(nèi)所有接地都連接到等電位連接帶上，以星型（S型）方式與接地裝置相連。對傳輸線路采取屏蔽措施是降低感應雷擊破壞的有效方法，綜合布線的金屬護管應做到兩端接地，并與均壓等電位帶連接，最大限度地減少感應雷擊侵入的途徑。只有使所有設備都在同一個電位上，當雷擊來臨時才不會因電位不等而引起地電位反擊，造成不必要的損失[6]。

2.6接地裝置

接地裝置在系統(tǒng)防雷中是非常重要的。根據(jù)該建筑的實際情況將接地電阻值做到≤1 Ω是可行的，采取合理布置接地裝置加大接地裝置尺寸的方法加快雷電流泄放入地的速度；同時，盡可能地使接地裝置電阻值做到最小，達到規(guī)范要求（≤4 Ω）。接地裝置采用40 mm×4 mm鍍鋅扁鋼作為水平接地體，50 mm×50 mm×5 mm鍍鋅角鋼作為垂直接地體。水平接地體以輻射帶形式以建筑物以中心向四周輻射，輔以長效降電阻劑，加大接地面積，加快雷電流泄放入地的速度。

3結語

電子設備一般都要求有一個良好的接地系統(tǒng)，做好接地系統(tǒng)既是設備穩(wěn)定、可靠工作的需要，也是保障設備和人身安全的需要。對此類防雷設計安裝應該注意3點問題：一是所有入戶線路在防雷區(qū)交界處的等電位連接及接至接地裝置的情況（在審圖過程中有些設計單位雖然設計了交界處的等電位連接但卻未接至接地裝置）；二是機房等電位連接情況、安全距離、屏蔽、接地、合理布線等；三是外部防雷設計除應該根據(jù)國家信息系統(tǒng)防雷設計標準外，還應該參照《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-1994）。

4參考文獻

[1] 川瀨太郎，高橋健彥.圖解接地技術[M].馬杰，譯.北京：科學出版社，2003.

[2] 芮靜康.建筑防雷與電氣安全技術[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[3] 張小青.建筑物內(nèi)電子設備的防雷保護[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000.

[4] 國家技術監(jiān)督局，中華人民共和國建設部.GB50057-1994建筑物防雷設計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，1994.

[5] 楊金夕.防雷、接地及電氣安全技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[6] 錢照明.電子兼容設計基礎及干擾抑制技術[M].杭州：浙江大學出版社，2000.