無線電臺防雷接地系統(tǒng)探討

高芳

【摘 要】 本文對雷電的產(chǎn)生，危害和雷電的預(yù)防進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對無線電臺的防雷接地系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則和需要做了深入的論述，對無線電臺的防雷接地系統(tǒng)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】 雷電 避雷器 接閃器

隨著我國廣播的發(fā)展，利用衛(wèi)星接收節(jié)目成為廣播傳輸?shù)囊粋€重要環(huán)節(jié)，利用發(fā)射機(jī)傳輸節(jié)目是廣播傳輸?shù)闹匾侄巍o線廣播大處于地勢偏遠(yuǎn)，山區(qū)地帶。近年來節(jié)傳，機(jī)房，節(jié)傳和變電站受到雷電的破壞事件屢有發(fā)生，本文對無線廣播的防雷接地系統(tǒng)驚醒了研究和探索。

1 雷電是怎么產(chǎn)生的

雷電在對流云中，由于存在強(qiáng)烈的上升氣流和下沉氣流，氣流摩擦使云層形成帶點(diǎn)，并且云上下層電荷相反。由于電壓差，云體上下之間、云體與云體之間、云體與地面之間會發(fā)生放電現(xiàn)象，這就是雷電現(xiàn)象。雷擊的發(fā)生、雷電流大小與許多因數(shù)有關(guān)，其中主要的有地理位置、地質(zhì)條件、季節(jié)和氣象。

雷電主要有以下特點(diǎn)：（1）沖擊電流大：雷電發(fā)生時沖擊電流特別大，其電流高達(dá)幾萬甚至幾十萬安培。（2）時間短：一般雷擊有先導(dǎo)放電，主放電和余光放電。（3）雷電流變化梯度大，有的可達(dá)10千安/微秒。（4）沖擊電壓高，強(qiáng)大的電流產(chǎn)生的交變磁場，其感應(yīng)電壓可高達(dá)上億伏。

2 雷電的危害

（1）會引起自然火災(zāi)；（2）對大多數(shù)無線電信號有干擾和破壞；（3）對沒有避雷設(shè)施的高層建筑、特別是電器件有損害；（4）對與外界連通的電器有直接損害，比如每次大的雷暴都損害微機(jī)Modem無數(shù)；（5）極端狀態(tài)下，會形成球星雷電，沿電線由室外傳遞至屋內(nèi)，形成傷害；（6）非常非常極端的情況下，會直接擊中人。

3 雷電的預(yù)防

由于雷電的威力大，破壞性極強(qiáng)，雷電發(fā)生時經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)備損壞，無線電信號的干擾和破壞和人身傷亡的事故，無線廣播臺應(yīng)做好雷電防護(hù)工作。由于大部分地處偏遠(yuǎn)地帶和山區(qū)，除人之外，更應(yīng)該對宿舍樓、節(jié)傳、機(jī)房、電站等部門做好防護(hù)措施。

常規(guī)的防雷有防直擊雷電，防感應(yīng)雷電，綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器，引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。避雷針，避雷帶，避雷線，避雷網(wǎng)屬于外部防電。避雷帶和避雷針一樣都是接閃器的一種類型。區(qū)別在于，避雷針一般是豎直向上的，只在其根部和引下線相連接，一般是明設(shè)的；避雷帶一般是水平或傾斜敷設(shè)的（根據(jù)屋面的傾斜度而定），至少有兩個地方（首尾兩端）和引下線相連接，一般是明設(shè)，但也可以暗敷在屋頂?shù)幕炷粱蛲咂南旅妗?避雷線是鐵質(zhì)的，避雷針是銅質(zhì)（也可以是銀質(zhì)的），避雷針頂端向天，避雷線連接避雷網(wǎng)埋地，避雷線連接避雷針，雷雨季節(jié)，雷電從天空從避雷針進(jìn)入避雷線直至埋地的避雷網(wǎng)，是消除雷擊保護(hù)建筑物或儀器的設(shè)施。避雷網(wǎng)是指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)作為雷電保護(hù)的方法（必要時還可以輔助避雷網(wǎng)），也叫做暗裝避雷網(wǎng)。它是根據(jù)古典電學(xué)中法拉第籠的原理達(dá)到雷電保護(hù)的金屬導(dǎo)電體網(wǎng)絡(luò)。防感應(yīng)雷電的避雷裝置主要是避雷器。對同一保護(hù)對象同時采用多種避雷裝置，稱為綜合性防雷電。

（1）避雷針防雷電：雷針，又名防雷針，是用來保護(hù)建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一根金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來。。在避雷針的頂端，形成局部電場集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。

（2）避雷器防雷電：避雷器，有稱做浪涌保護(hù)器，避雷器防雷電是把因雷電感應(yīng)而竄入電力線、信號傳輸線的高電壓限制在一定范圍內(nèi)，保證用電設(shè)備不被擊穿。常用的避雷器種類繁多，可分為三大類，有放電間歇性、閥型和傳輸線分流型。

設(shè)備遭受雷擊受損通常有四種情況：一是直接遭受雷擊而損壞二是設(shè)備接地體在雷擊時產(chǎn)生瞬間高電位形成地電位“反擊”而損壞三是設(shè)備安裝的方法或安裝的位置不恰當(dāng)受雷電在磁場和空間分布電場的影響而損壞，四：雷電脈沖沿著與設(shè)備相連的電源線，信號線時設(shè)備損壞。

（3）綜合性防雷電：綜合性防雷電時單一防雷電和相對于局部防雷電的一種綜合性的防雷電，設(shè)計時要根據(jù)被保護(hù)的對象還要根據(jù)所處的地理環(huán)境和走位的天氣，確定防護(hù)等級，采用綜合行的防護(hù)措施。它由直擊雷防護(hù)措施、等電位連接措施、屏蔽措施、規(guī)范的綜合布線、設(shè)計安裝SPD、完善合理的接地系統(tǒng)。

4 無線電臺防雷接地系統(tǒng)

無線電臺的防雷系統(tǒng)是一個綜合工程，要在臺站建設(shè)期間就進(jìn)行實(shí)施，在防雷的建設(shè)和設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境，氣候和被保護(hù)的的特點(diǎn)，采用安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計和施工，在使用防雷產(chǎn)品上應(yīng)采用技術(shù)和質(zhì)量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的防雷設(shè)備，器材，器件，..不要使用不符合的防雷產(chǎn)品。新上馬的設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)提前做好設(shè)計和構(gòu)想，為保證以后的防雷系統(tǒng)祈禱真正的作用。

4.1 主要考慮以下原則和注意事項(xiàng)

（1）防雷接地系統(tǒng)必須滿足國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-95（2000年版），GB50343-95《建筑物信息系統(tǒng)的防雷技術(shù)規(guī)范》（2004年版）， GB50174-93《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（2004年版）， （GB50343-2004）《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。（2）設(shè)計和施工要選擇有執(zhí)照，技術(shù)過關(guān)的企業(yè)。（3）機(jī)房的防雷接地，安全接地，高頻接地和設(shè)備接地應(yīng)采用同一接地。（4）施工中一定要注意質(zhì)量，保證不留死角。（5）定期對防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，保證防雷接地系統(tǒng)的完好性，建議每年做一次檢測。

4.2 應(yīng)做好以下方面的工作

（1）制作統(tǒng)一的接地系統(tǒng)：因?yàn)榻拥睾脤Ψ览子泻苤匾挠绊?，在做接地時，稱重系統(tǒng)各接地點(diǎn)之間距離不小于3米，垂直敷設(shè)時，垂直打入地下的深度不應(yīng)小于2米，一般為3米，水平敷設(shè)時，埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.7米。而且，接地體應(yīng)鍍鋅或鍍銅，嚴(yán)禁涂漆。采用截面不小于25平方毫米的銅線，其電阻不小于 l歐姆。地線做好后，一般接地電阻小于4歐姆。endprint

（2）建筑物防雷：建筑物的防雷主要在節(jié)傳，機(jī)房，變電站內(nèi)設(shè)置合適的避雷塔，使之成為覆蓋技術(shù)臺站的保護(hù)區(qū)域，同時在高的建筑物安裝避雷帶，將其與地系統(tǒng)焊接，同時將建筑物的主體結(jié)構(gòu)的鋼筋也與接地系統(tǒng)進(jìn)行焊接。

（3）節(jié)傳防雷：衛(wèi)星接收節(jié)目源主要靠光纜，對于進(jìn)入節(jié)傳機(jī)房內(nèi)的光纜來說，因?yàn)楣饫|大部分含有金屬加強(qiáng)筋和金屬護(hù)套，因此可采用直埋光纜穿鋼管埋進(jìn)節(jié)傳機(jī)房，埋地長度宜不小于50米，一般可從線路終端桿開始埋設(shè)。光纜安裝時，應(yīng)將光纜金屬體和光纜終端盒內(nèi)專用接地母排妥善連接，同時將該地母排直接與外室饋線接地排相連。與此同時，在光纜與節(jié)傳機(jī)房內(nèi)設(shè)備相連之前安裝SPD.

（4）發(fā)射機(jī)房防雷：1）波導(dǎo)管或同軸電纜的金屬外皮，至少應(yīng)在上、下兩端與塔身金屬結(jié)構(gòu)連接，并在引進(jìn)機(jī)房處與接地網(wǎng)連接。機(jī)房若未在天線避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，應(yīng)另設(shè)直擊雷防護(hù)?？稍诜宽斔闹芊笤O(shè)閉合的避雷帶，它可兼作均壓帶之用。沿機(jī)房的四角敷設(shè)引下線，并兼作均勻帶，在地下與圍繞機(jī)房四周敷設(shè)的水平閉合接地帶連接。當(dāng)機(jī)房較大時，需增加引下線，使兩相鄰引下線間的距離不超過18米。在機(jī)房內(nèi)，圍繞機(jī)房四周，在地上設(shè)接地母線。此母線在四角與機(jī)房外的接地帶連接，連接點(diǎn)間的距離不大于18米。房內(nèi)各種電纜的金屬外皮，金屬外殼和不帶電的金屬部分、各種金屬管道、金屬門框、金屬進(jìn)風(fēng)道、走線架、濾波器架等，以及保護(hù)接地、工作接地，均應(yīng)以最短距離與環(huán)形接地母線連接。機(jī)房內(nèi)的電力線、通信線均應(yīng)有金屬外皮或屏蔽層，或敷設(shè)在鋼管內(nèi)并將外皮兩端接地。這樣，設(shè)備和導(dǎo)線即處在一個法拉第籠內(nèi)。電力線、通信線均應(yīng)在機(jī)房內(nèi)裝設(shè)放電器。在微波站，機(jī)房的接地網(wǎng)與微波塔接地網(wǎng)之間，至少應(yīng)敷設(shè)兩根接地均壓帶，以均衡電位。2）在射頻設(shè)備中，有時還有小設(shè)備的控制信號，需要把所有的小信號器件進(jìn)行屏蔽，避免高頻信號對小信號的干擾，把這些小信號器件的屏蔽罩與高頻地連接可達(dá)到屏蔽高頻信號的作用。

（5）天線防雷：宜設(shè)直擊雷保護(hù)，避雷針可固定在天線架上，對天線保護(hù)角45°。避雷針應(yīng)避免對天線方位角內(nèi)電波的屏蔽影響。若布置上有困難時可采用玻璃鋼支柱，在其上敷設(shè)截面積為25平方毫米的銅絞線作接閃器的引下線。接地電阻一般不超過5歐，在土壤電阻率較低的有條件地區(qū)，不宜超過1歐。接地體應(yīng)圍繞塔基做成閉合環(huán)形，以減小接觸電壓和跨步電壓。

（6）變電站防雷：由于電力系統(tǒng)的不斷升級，變電站向智能，自動化的方向發(fā)展，不同的防雷措施度部分不適用，主要針對自動化系統(tǒng)防雷電浪涌沖擊做了幾項(xiàng)措施1）電源的保護(hù)；2）通信系統(tǒng)的防護(hù)；3）信號采集及控制線路的防護(hù)；4）計量及保護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)；5）溫度檢測系統(tǒng)的防護(hù)。

5 結(jié)語

無線電臺的防雷接地系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到廣播臺站播出系統(tǒng)的安全性，時廣播臺站的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，所以個基層臺站必須高度重視防雷接地系統(tǒng)給的建設(shè)和維護(hù)工作。endprint