廣播電視臺(tái)無(wú)線發(fā)射機(jī)房防雷技術(shù)實(shí)施方案

文/胥化龍

廣播電視臺(tái)無(wú)線發(fā)射機(jī)房防雷技術(shù)實(shí)施方案

文/胥化龍

為了預(yù)防雷電對(duì)廣播電視無(wú)線發(fā)射機(jī)房的危害，確保設(shè)備正常運(yùn)行，陽(yáng)谷縣廣播電影電視中心積極行動(dòng)，根據(jù)自身實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一套符合本地?zé)o線發(fā)射機(jī)房的防雷方案。本文簡(jiǎn)要介紹了雷電的危害及入侵途徑，著重闡述了無(wú)線發(fā)射機(jī)房的具體情況、防雷技術(shù)設(shè)計(jì)方案，分析了機(jī)房防雷技術(shù)設(shè)計(jì)方案的功能及實(shí)施后的意義。

機(jī)房；雷電入侵；等電位；接地模塊；防雷器

1.具體情況及防雷技術(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)

陽(yáng)谷縣廣播電視無(wú)線發(fā)射機(jī)房、發(fā)射塔位于陽(yáng)谷縣廣播電視臺(tái)辦公樓樓頂。機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置區(qū)域分別為：信號(hào)監(jiān)播控制區(qū)、信號(hào)傳輸區(qū)、發(fā)射機(jī)區(qū)、總電源控制區(qū)、備用電源控制區(qū)。做好防雷設(shè)計(jì)的目標(biāo)需做好以下幾點(diǎn)：

設(shè)計(jì)好鐵塔防雷措施。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》和廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T5084-2011《廣播電視工程工藝接地技術(shù)規(guī)范》要求設(shè)計(jì)實(shí)施防雷標(biāo)準(zhǔn)，使鐵塔、大樓主體鋼筋與鐵塔地網(wǎng)緊密連結(jié)，鐵塔裝有符合要求的避雷針等，發(fā)生雷擊時(shí)能有效泄放大地。

設(shè)計(jì)好機(jī)房?jī)?nèi)部防雷措施。主要包括：信號(hào)監(jiān)播系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)及饋管進(jìn)行有效的防雷接地，安裝防雷器，采取過(guò)電壓保護(hù)器保護(hù)，等電位連接保護(hù)等方式，確保機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備不受雷電損害。

2.雷電入侵途徑

直接雷擊：[1]指雷電直接擊在建筑物、架構(gòu)、樹(shù)木、動(dòng)植物上，由于電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等混合力作用，直接摧毀建筑物、構(gòu)筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應(yīng)，有可能使機(jī)房微電子設(shè)備遭受浪涌過(guò)電壓的危害。根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010估算，雷電直接擊中建筑物，雷電的不到50%的能量將會(huì)從引下線等外部避雷設(shè)施泄放到大地，剩下的能量將通過(guò)建筑物的供電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)線纜以及建筑物的其他金屬管道、纜線分流。

雷電波侵入：在更大的范圍內(nèi)（幾千米甚至幾十千米），雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路侵入設(shè)備。其中地電位反擊也是雷電波侵入的一種方式，雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導(dǎo)致地電壓升高，并在周?chē)纬删薮蟮目绮诫妷?。雷電可能通過(guò)接地系統(tǒng)或建筑物間的線路入侵到建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。

感應(yīng)雷擊：指雷云之間或雷云對(duì)地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線或類(lèi)似的傳導(dǎo)線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓通過(guò)傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備，間接摧毀微電子設(shè)備。在周?chē)?000m左右范圍內(nèi)（有資料為 500m或1500m，距離應(yīng)隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化）發(fā)生雷擊時(shí)，LEMP（電磁脈沖） 在上述有效范圍內(nèi)，在所有的導(dǎo)體上產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的感應(yīng)浪涌。因此分布于建筑物內(nèi)外的各種電力、信息線路將會(huì)感應(yīng)雷電而對(duì)設(shè)備造成危害。[2]

3.無(wú)線發(fā)射機(jī)房的防雷技術(shù)設(shè)計(jì)方案

（1）鐵塔頂端安裝了接閃器，鐵塔、鐵塔地網(wǎng)與大樓的主體鋼筋相連接，安裝要求符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，本次地網(wǎng)材料采用40×4mm鍍鋅扁鐵、接地模塊，接地阻值要求≤4Ω。

（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，本次接地網(wǎng)開(kāi)挖圍繞樓下綠化帶內(nèi)進(jìn)行，在綠化帶內(nèi)開(kāi)挖寬40cm、深70cm U型溝槽（具體施工可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件適當(dāng)調(diào)整溝槽形狀），方便放置扁鐵、接地模塊。

（4）將40×4mm鍍鋅扁鐵平鋪于溝槽底部作為水平接地體，每隔5m放置一塊接地模塊，增加水平接地體與土壤的接地面積。

（5）整個(gè)地網(wǎng)焊接采用電焊方式，扁鐵與扁鐵的焊接長(zhǎng)度為橫扁鐵寬度的2倍，不少于3面焊接。

（6）焊接過(guò)程中，焊點(diǎn)必須實(shí)焊，不得虛焊，焊接完畢后需涂抹瀝青漆做防腐處理。

（7）采用40×4mm鍍鋅扁鐵作為接地引入線，沿樓體外鋪設(shè)，引入到發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)部，與機(jī)房?jī)?nèi)接地母排保持良好的電氣連接，接地引入線需沿樓體進(jìn)行固定。

4.無(wú)線發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)部防雷具體設(shè)計(jì)方案：

（1）機(jī)房窗戶進(jìn)行屏蔽措施，機(jī)房地面采用全鋼防靜電地板，規(guī)格是600mm×600mm×35mm有邊、防滑、阻燃、環(huán)保、耐磨，含25cm高地板支架。布線槽建在防靜電地板下面。

（2）采用95mm2多股銅纜作為接地引入線，從大樓主體鋼筋取接地點(diǎn)，穿墻引入到機(jī)房?jī)?nèi)，接地引入線需與機(jī)房等電位連接排進(jìn)行良好的電器連接。

（3）在機(jī)房?jī)?nèi)沿墻采用40×4mm銅排鋪設(shè)等電位連接排，與大樓主體鋼筋采用95mm2多股銅纜作為接地引入線保持良好的電氣連接。等電位連接排要與布線槽保持一定的距離。

（4）在機(jī)房總配電柜處設(shè)置一套10/350波形25G防雷器，作為電源部分的第一級(jí)防護(hù)，接地線采用25mm2多股銅纜與等電位連接排保持良好的電氣連接。

（5）在機(jī)房?jī)?nèi)分配電柜處分別設(shè)置一套80KA防雷器，接地線采用25mm2多股銅纜與機(jī)房等電位連接排就近保持良好的電氣連接。

（6）在機(jī)房?jī)?nèi)4臺(tái)發(fā)射機(jī)內(nèi)分別配置一套40KA防雷器，接地線采用16mm2多股銅纜與機(jī)房等電位連接排就近保持良好的電氣連接。

（7）采用電源末端精細(xì)級(jí)保護(hù)，在機(jī)房?jī)?nèi)普通插排處分別配置一套等電位連接插排，總共配置6套，作為電源的末端精細(xì)級(jí)保護(hù)。

（8）將機(jī)房?jī)?nèi)所有饋管采用25mm2多股銅纜與機(jī)房等電位連接排就近保持良好的電氣連接，并在連接處分別增加一套等電位連接器（120KA），用于避免對(duì)饋管信號(hào)的影響。

（9）將機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備機(jī)殼采用25mm2多股銅纜與機(jī)房等電位連接排就近保持良好的電氣連接。

5.無(wú)線發(fā)射機(jī)房防雷技術(shù)方案的功能

（1）鐵塔頂端安裝了接閃器，鐵塔、鐵塔地網(wǎng)與大樓的主體鋼筋相連接，接地阻值小于4歐姆符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，[3]機(jī)房大樓在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，當(dāng)受到雷擊時(shí)，這些防雷設(shè)備會(huì)有效的把雷電泄防到大地，因此發(fā)生直擊雷擊的概率較小。

（2）地網(wǎng)采用接地模塊和鍍鋅扁鐵，是因?yàn)榻拥啬K內(nèi)置鍍鋅扁鋼或銅排，將其與被保護(hù)的地線連接時(shí)，金屬接地體與土壤的有效接觸面積將大大增加。由于接地模塊具有很強(qiáng)的保濕、吸濕性和穩(wěn)定的導(dǎo)電性，因此，金屬接地體與土壤的接觸電阻將極大地減少，從而使接地模塊降阻效果更為顯著。

（3）電源系統(tǒng)采用主級(jí)防雷?？傠娫催M(jìn)線端安裝高容量的防雷器（主級(jí)防雷），當(dāng)雷電來(lái)襲時(shí)，防雷器迅速被擊穿，將雷擊高壓浪涌就近泄入大地，從而保障機(jī)房設(shè)備。

（4）在機(jī)房?jī)?nèi)其他設(shè)備上進(jìn)行次級(jí)放雷。就是在設(shè)備電源線處安裝小容量的防雷器，為防止雷電殘壓侵入設(shè)備，可進(jìn)一步減小雷電的影響，保護(hù)設(shè)備免受損壞。

（5）等電位連接保護(hù)是為了防止當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，所產(chǎn)生的靜電、電磁脈沖使各電氣之間電位不一致，容易產(chǎn)生電位差，進(jìn)一步產(chǎn)生大電流，以免損壞設(shè)備。等電位連接保護(hù)應(yīng)根據(jù)接地線盡量短、直原則，所有防雷器接地線、不帶電的電氣設(shè)備，均采用就近與等電位連接排保持良好的電氣連接，以達(dá)到雷電流的快速泄放。

6.結(jié)語(yǔ)

陽(yáng)谷縣廣播電視無(wú)線發(fā)射機(jī)房防雷設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，在雷電來(lái)襲時(shí)，能夠有效地保護(hù)機(jī)房?jī)?nèi)各種設(shè)備及人身安全問(wèn)題，避免雷擊安全事故。節(jié)省財(cái)力的同時(shí)，能夠確保廣播電視信號(hào)正常發(fā)射，及時(shí)把上級(jí)精神傳達(dá)到農(nóng)村基層，最大限度地滿足群眾日益增長(zhǎng)的精神文化生活的需求。

[1]周志敏 紀(jì)愛(ài)華等.雷電防護(hù)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2016：23-28，99-111.

[2]國(guó)家新聞出版廣電總局.廣播電視工程工藝接地技術(shù)規(guī)范.

[3]國(guó)家建設(shè)部.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范.

（作者單位：山東陽(yáng)谷縣廣播電影電視中心）

G220.7

A

1671-0134（2017）10-097-02

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2017.10.040