發(fā)射臺(tái)站廣播電視設(shè)備防雷接地措施

田世杰　李瑞珍.內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司　內(nèi)蒙古　呼和浩特市　0000 .內(nèi)蒙古新聞出版廣電局73臺(tái)　內(nèi)蒙古　呼和浩特市　00050

發(fā)射臺(tái)站廣播電視設(shè)備防雷接地措施

田世杰1李瑞珍2
1.內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司內(nèi)蒙古呼和浩特市010010 2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺(tái)內(nèi)蒙古呼和浩特市010050

【摘要】發(fā)射臺(tái)站的廣播電視設(shè)備一般都安裝在高山之上，樹木較多、地質(zhì)條件復(fù)雜、巖石層厚，接地電阻很難滿足要求，致使雷電無法順利泄放到大地，在雷電日期間極易接入雷電。為避免廣播電視發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)雷擊，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，根據(jù)廣播電視發(fā)射臺(tái)站的位置、環(huán)境，必須采用切合實(shí)際的防范措施，保證安全播出。本文結(jié)合工作實(shí)踐，簡(jiǎn)要闡述了發(fā)射臺(tái)站設(shè)備防雷要求和接地措施。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射臺(tái)站防雷接地施工要求

1　雷電的種類

雷擊是指加在物體間瞬時(shí)電壓，即在極短的時(shí)間內(nèi)物體遭受的峰值沖擊電壓。當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，強(qiáng)大的電流會(huì)通過各種途徑直接或間接地侵入機(jī)房設(shè)備使其損壞。據(jù)有關(guān)部門測(cè)定，雷電電流可達(dá)到20萬安培，對(duì)地感電壓可達(dá)6000伏。而發(fā)射設(shè)備中一般元器件可承受額定電壓約700V左右的峰值電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于雷擊時(shí)產(chǎn)生的電壓。所以，雷電產(chǎn)生的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市電電網(wǎng)電壓波動(dòng)或短路造成的危害。

通過多年觀察，雷電呈現(xiàn)的形式主要有兩種：一是“直擊雷”，這種雷擊對(duì)設(shè)備及地面的物體產(chǎn)生致命的打擊，其破壞力極其嚴(yán)重。二是“感應(yīng)雷”，它的形成過程是由帶電云層的靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍帶上異種電荷。

2　預(yù)防雷電的措施

傳輸雷電的方式有空間通道、饋線通道、信號(hào)通道、供電通道、地電位反擊通道、地電流反沖通道和落雷點(diǎn)高位沖擊通道等。對(duì)雷電的防范應(yīng)采用綜合治理、整體防范、多重保護(hù)、層層設(shè)防的綜合防治雷害的方針，在某一進(jìn)雷通道上，采用引、泄、堵、消、防、避的方法，來保護(hù)發(fā)射設(shè)備、人身、房屋等安全，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件、所處地域的雷暴日數(shù)、保護(hù)對(duì)象性質(zhì)來綜合考慮，保證設(shè)備、人員安全的同時(shí)在進(jìn)雷通道上消散、疏導(dǎo)、抑制雷電。

3　地貌及接地電阻要求

山體巖石是增加接地電阻的最大隱患，是造成土壤電阻率分布不均勻主要原因。為了設(shè)備、人身安全，接地電阻應(yīng)不大于4歐姆，最大不超過10歐姆。

4　防雷接地施工依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

發(fā)射臺(tái)站整體防雷工程是一項(xiàng)要求高、難度大的系統(tǒng)綜合性工程，所涉及到的方面很廣，需要根據(jù)系統(tǒng)情況做不同的防護(hù)措施，同時(shí)還必須考慮系統(tǒng)各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作，不能相互影響。在遵守國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)情況下，同時(shí)參考借鑒相關(guān)國內(nèi)先進(jìn)的防雷標(biāo)準(zhǔn)、防雷技術(shù)，以達(dá)到更好的防護(hù)效果。

5　設(shè)備接地工程的施工原則

（1）應(yīng)考慮地理環(huán)境、雷電活動(dòng)規(guī)律、系統(tǒng)設(shè)備播出級(jí)別等因素，分別采取不同的設(shè)計(jì)方案和施工方案。

（2）應(yīng)合理規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、多重保護(hù)、新技術(shù)的運(yùn)用、經(jīng)濟(jì)合理、定期檢測(cè)、隨機(jī)維護(hù)的原則進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)及維護(hù)。

6　防雷接地工程實(shí)施辦法

接地是預(yù)防雷電工程的最重要環(huán)節(jié)，無論是“直擊雷”的防護(hù)，還是“感應(yīng)雷”或其它電波入侵的防護(hù)，最終目的是把雷電流接入大地泄放。因此，選擇良好的接地技術(shù)，是防雷工程的重要環(huán)節(jié)。

6.1造成接地電阻偏高的原因

（1）地理環(huán)境方面

一是土壤電阻率高。特別是山區(qū)，存在大量的巖石，施工困難，無法選擇土壤電阻率低的環(huán)境，造成接地電阻升高。

二是土壤干燥。因氣候原因，常年干旱，造成沙石及沙土層增厚變硬，沒有充分離子導(dǎo)電，從而造成電阻率高，造成接地電阻升高。

（2）現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和設(shè)計(jì)方面

無論在任何區(qū)域，安裝防雷接地裝置，必須要對(duì)每處安裝地網(wǎng)位置進(jìn)行認(rèn)真的勘探、測(cè)量。根據(jù)地形、地勢(shì)、地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)出切合實(shí)際的接地裝置。如套用一些現(xiàn)成圖紙或典型設(shè)計(jì)，會(huì)與實(shí)際情況不符，該增加材料的不增加，不應(yīng)加強(qiáng)的環(huán)節(jié)反而強(qiáng)化，即造成浪費(fèi)，又達(dá)不到目的。

6.2降低接地電阻的方法

（1）增大設(shè)備與地接觸面積

從理論上分析，大地電阻率和介電系數(shù)一般是固定不變的，接地電阻與接地網(wǎng)電容成反比R∝1/C，接地網(wǎng)電容與面積成正比C=es/4πkd，所以接地網(wǎng)面積與接地電阻成反比R∝1/S。由此推斷，減小接地網(wǎng)接地電阻，應(yīng)增大接地網(wǎng)面積和接地網(wǎng)電容。

（2）加大對(duì)接地體的埋深深度

根據(jù)大地土壤性質(zhì)，埋深達(dá)到一定深度時(shí)，大地電阻率會(huì)突然減小。地的電阻率隨深度減小，接地地阻就減小，因此，采用深埋接地體的方法可減小接地電阻。

（3）降阻劑的使用

在接地極周圍輻射降阻劑相當(dāng)于增大接地極外形尺寸，降低接地極周圍土壤電阻率。主要用于小面積的集中接地、小型接地網(wǎng)時(shí)，其降阻效果較為顯著。

目前，我國生產(chǎn)的降阻劑基本上分：化學(xué)型降阻劑和物理型降阻劑?；瘜W(xué)型降阻劑是慢滲透型、強(qiáng)滲透型離子流降阻劑。主要材料為氧化鈉、硫酸鎂、硫酸銅、氯化鎂、氯化鈣、硫酸銨、硫酸鉀等導(dǎo)電材料，加上硅酸鹽水泥、生石灰等無機(jī)物和瀝青材料，鉻木質(zhì)素等有機(jī)物。物理性降阻劑包含澎潤(rùn)土降阻劑，導(dǎo)電混凝土、石墨模塊等，主要目的是擴(kuò)大接地體直徑和減少接觸電阻。

（4）更換接地體周圍土質(zhì)

用電阻率較低的粘土、黑土來替換接地體周圍0.5m范圍以內(nèi)和接地體的1/3處原有電阻率較高的巖石等土質(zhì)，以達(dá)到降低接地體周圍土壤電阻率，降低接地電阻。

6.3接地網(wǎng)的制作

建議采用新型的接地材料：銅包鋼接地極、燒制低阻模塊、純石墨降阻劑。

（1）在發(fā)射機(jī)房1.5-3.0m處，以6m×3m矩形框線為中心，開挖寬度為0.8m、深0.6-0.8m的土溝，兩長(zhǎng)邊中間貫通，采用長(zhǎng)2.5m的L5（5× 50×50）鍍鋅角鋼，在溝底的每個(gè)交點(diǎn)處垂直打入一根，共計(jì)6根，作為垂直接地極；然后采用4號(hào)（4×40）鍍鋅扁鋼將六根角鋼焊接連通，作為水平接地極；再用4號(hào)鍍鋅扁鋼焊在地網(wǎng)框架的中間部位，引出至機(jī)房外墻角，離地高0.3m，作為PE接地端；最后從該接地端引出16平方毫米以上護(hù)套地線，沿墻邊穿墻進(jìn)入室內(nèi)，連至機(jī)房?jī)?nèi)等電位接地匯集排。

（2）新建或翻建機(jī)房時(shí)，可利用入地混凝土立柱子內(nèi)的鋼筋作接地裝置。在立柱內(nèi)選取至少4根主筋（對(duì)角或?qū)ΨQ的鋼筋），用氧焊接通后再焊在兩根伸出柱面的M12以上銅螺紋管上，作為接地端，引線至機(jī)房，與等電位接地匯流排連通，等電位接地排可設(shè)在防靜電地板下面。

7　防雷接地施工要求

因接地工程全部是隱蔽工程，要嚴(yán)格按照施工規(guī)范、工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程施工，認(rèn)真閱讀并審查施工圖紙，向施工班組及有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底，每一步驟、每一環(huán)節(jié)都要做到隨工檢測(cè)。同時(shí)邊施工邊通過儀器儀表測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改設(shè)計(jì)或規(guī)范施工工藝。

在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立專門的廢料臨時(shí)貯存場(chǎng)地，并對(duì)廢料分類存放，對(duì)有可能造成污染的廢棄物必須單獨(dú)貯存，并及時(shí)做銷毀處理；對(duì)可回收的廢棄物做到再回收利用。

結(jié)論

防雷的措施是多種多樣，但根本原則就是把雷電瞬間聚集的能量通過大地釋放出去。一個(gè)完善的設(shè)備防雷工程，需要精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的施工，加強(qiáng)隨工監(jiān)理。如果某一個(gè)環(huán)節(jié)考慮不周，或不按實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，即使進(jìn)行了防雷措施也起不到防雷作用，反而可能會(huì)便于雷電接入。另外，應(yīng)在每年雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時(shí)定期檢測(cè)地阻值，加強(qiáng)防雷設(shè)施檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做到提前預(yù)防也是防雷措施的重要環(huán)節(jié)。

參考資料

［1］《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-94），2000年版。

［2］吳薛紅，濮天偉，謬德利著《防雷與接地技術(shù)》。

［3］《建筑物防雷設(shè)計(jì)安裝》（99D562），中南建筑設(shè)計(jì)院主編。

審稿人：嚴(yán)志剛內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

【中圖分類號(hào)】G221

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2096-0751（2016）01-0020-03

作者簡(jiǎn)介：田世杰內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師李瑞珍內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺(tái)工程師