安徽廣播電視臺安慶發(fā)射臺綜合防雷系統(tǒng)成功預防一次強雷暴的案例分析

摘 要：文章結(jié)合安慶發(fā)射臺綜合防雷系統(tǒng)在一次強雷暴天氣中的事故案例就該系統(tǒng)設計原則以及具體防護措施方面進行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：雷擊；防雷；事故案例分析

1 系統(tǒng)概況

安徽廣播電視臺安慶發(fā)射臺主要建（構(gòu)）筑物包括90m新發(fā)射鐵塔、70m舊發(fā)射鐵塔、綜合通信樓、生活區(qū)及變配電室等，調(diào)頻機房、電視機房及值班機房均位于綜合通信樓內(nèi)，綜合防雷系統(tǒng)應能保障建（構(gòu)）筑物及其內(nèi)部工作人員的安全，以及廣播、電視通信系統(tǒng)的正常工作。

2 設計依據(jù)

（1）建設單位提供的設計資料及設計要求。（2）有關(guān)專業(yè)提供的設計資料。（3）國家現(xiàn)行主要技術(shù)標準及行業(yè)技術(shù)標準：a.GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》；b.GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》；c.GB50689-2011《通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范》；d.YD 5098-2005《通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范》。（4）國際電工委員會IEC及國際電信組織ITU-T有關(guān)標準及建議。

3 設計思路

（1）綜合通信樓等建（構(gòu)）筑物均處于發(fā)射鐵塔的直擊雷保護范圍內(nèi)，符合技術(shù)規(guī)范要求，應加強發(fā)射臺站區(qū)域側(cè)擊雷及球形雷的防護，以及重點需防區(qū)域即調(diào)頻機房、電視機房的雷電波入侵防護及雷擊電磁脈沖的防護。（2）綜合防雷系統(tǒng)應在聯(lián)合接地的基礎上，采取泄放、消峰、屏蔽、分流及等電位綜合技術(shù)措施。

4 施工要點

4.1 聯(lián)合接地網(wǎng)

由鐵塔地網(wǎng)、機房地網(wǎng)及變壓器地網(wǎng)等相互焊接連通組成一個封閉的網(wǎng)格，水平接地體扁鋼與扁鋼的搭接為扁鋼寬度的2倍，不少于三面施焊；所有焊點均應涂3mm厚的瀝青層做防腐處理；埋設人工接地體的地點宜選在土壤電阻率較低的地方，應盡量遠離人員經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域；其接地電阻值R≤4？贅。發(fā)射臺站內(nèi)的衛(wèi)星接收天線及戶外其它金屬構(gòu)件等均應與聯(lián)合接地網(wǎng)焊接連通；原有的各地網(wǎng)均應并入聯(lián)合接地網(wǎng)，不符合技術(shù)規(guī)范要求的應整改或拆除。（如圖1所示）。

4.2 側(cè)擊雷及球形雷防護

在綜合通信樓的四周間隔安裝側(cè)擊雷收集桿組成內(nèi)環(huán)形收集網(wǎng)，在生活區(qū)平房屋面間隔安裝側(cè)擊雷收集桿組成外環(huán)形收集網(wǎng)，側(cè)擊雷與球形雷收集網(wǎng)由內(nèi)、外環(huán)形收集網(wǎng)構(gòu)成，應從多點引入聯(lián)合接地網(wǎng)。（如圖2所示）

4.3 雷電波入侵防護

高壓電力電纜架空轉(zhuǎn)地埋引入變配電室，其金屬鎧裝層在進線處應就近接地。低壓配電系統(tǒng)的雷電波入侵應分三級防護，在變配電室低壓總進線柜的進線處應安裝B類Ⅰ級電源SPD，在綜合通信樓配電室進線柜的進線處應安裝B+C類Ⅱ級電源SPD，在設備機房各發(fā)射機柜的電源進線處應分別安裝C類Ⅱ級電源SPD。

4.4 雷擊電磁脈沖防護

進出發(fā)射臺站及綜合通信樓的電力電纜、信號電纜及其它金屬管線的外護層、屏蔽層在進線處均應接地，信號電纜的空對線、光纖的金屬加強筋在進線處均應接地，室外走線架的始末兩端均應接地。在衛(wèi)星接收設備天饋線的兩側(cè)進線端口應分別安裝天饋SPD；在重要電話終端的進線端口應分別安裝電信SPD；在重要計算機網(wǎng)絡設備的進線端口應分別安裝電信SPD；在視頻監(jiān)控系統(tǒng)戶外攝像頭視頻同纜的兩側(cè)進線端口應分別安裝電信SPD，在云臺485控制線的兩側(cè)進線端口應分別安裝電信SPD，在電源線路的兩側(cè)進線處應分別安裝C類Ⅱ級電源SPD。調(diào)頻機房及值班機房內(nèi)的等電位連接均應采用M型結(jié)構(gòu)，電視機房內(nèi)的等電位連接應采用S型結(jié)構(gòu)。機房內(nèi)所有不帶電的金屬構(gòu)件、機柜外殼、多功器、PE線及SPD的接地端等均應就近與機房內(nèi)的等電位連接帶相連通，等電位連接帶應從不同的兩點接入聯(lián)合接地網(wǎng)。

5 實踐檢驗

安徽廣播電視臺安慶發(fā)射臺綜合防雷系統(tǒng)工程于2014年6月25日竣工，經(jīng)安徽廣播電視臺與安慶市防雷中心驗收合格后交付使用。安慶發(fā)射臺建于安慶市北郊大龍山4號峰山頂，海拔高度約690m，周圍環(huán)境非?？臻煟自馐芏喾N形式的雷擊，包括直擊雷、側(cè)擊雷、球形雷、雷電波入侵及雷擊電磁脈沖。往年幾乎每年的雷雨季節(jié)都會遭受不同程度的雷擊損失，輕則引起電力閃落，電話，電腦等設備的損壞；嚴重地會引起發(fā)射機零部件損壞，造成停播事故。該防雷系統(tǒng)建成投入使用后不久，在2014年7月12日約15時30分～16時20分期間，發(fā)射臺站區(qū)域遭遇了一次強雷暴天氣，據(jù)工作人員介紹，當時的雷閃頻數(shù)及雷擊強度均非常高，在約50分鐘的時段內(nèi)電閃雷鳴片刻未停歇，情況可謂30年一遇，雷暴過后經(jīng)仔細檢查，調(diào)頻機房及電視機房內(nèi)的所有發(fā)射機及通信設備運行正常，只有戶外的2個衛(wèi)星接收天線高頻頭及零星的信息網(wǎng)絡設備損壞，剛建成的綜合防雷系統(tǒng)經(jīng)受住了一次終極考驗。而同時，建于大龍山5號峰山頂?shù)陌矐c廣播電視臺發(fā)射臺在此次強雷暴天氣中卻未能幸免，設備機房內(nèi)多臺發(fā)射機及通信設備遭雷擊損壞，視頻監(jiān)控等信息網(wǎng)絡系統(tǒng)幾乎全部癱瘓。

6 未成功預防事故點分析

6.1 戶外11個衛(wèi)星接收天線高頻頭其中的2個遭雷擊電磁脈沖損壞

按技術(shù)規(guī)范要求，在衛(wèi)星接收設備天饋線的兩側(cè)進線端口均應安裝天饋SPD。在項目實施過程中，因經(jīng)費受限只在設備機房內(nèi)天饋線的一側(cè)設計安裝了天饋SPD，故在戶外天饋線的一側(cè)發(fā)生了雷擊事故，應整改。

6.2 食堂外墻頂部的1路戶外攝像頭遭雷擊電磁脈沖損壞

因該攝像頭為近期新安裝設備，在項目實施過程中尚未設計其防雷保護，故發(fā)生了雷擊事故，應整改。

6.3 生活區(qū)2臺路由器的網(wǎng)口遭雷擊電磁脈沖損壞

因與2臺路由器集聯(lián)的多根網(wǎng)線出戶并綁扎在生活區(qū)樓頂?shù)慕娱W帶上，未采取安全隔離措施，故發(fā)生了雷擊事故，應整改。

7 經(jīng)驗總結(jié)

（1）發(fā)射臺站的防雷系統(tǒng)建設須采取綜合防護技術(shù)措施。由于該防雷系統(tǒng)在有限的資金額度下，設計方面針對臺站的實際情況考慮的相對全面，在保障建（構(gòu)）筑物及其內(nèi)部工作人員安全的前提下，加強了重點需防區(qū)域即設備機房的雷電波入侵防護及雷擊電磁脈沖的防護，故能在這次強雷暴天氣起到比較成功的防雷效果。（2）針對在這次雷暴天氣中暴露出的問題，還應適當加強信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的雷擊電磁脈沖的防護，尤其應加強戶外信息網(wǎng)絡設備的雷擊電磁脈沖的防護，但應根據(jù)實際情況，不能盲目地照搬強雷暴天氣環(huán)境數(shù)據(jù)進行設計而耗資巨大。（3）須對已建設的綜合防雷系統(tǒng)進行常規(guī)的、系統(tǒng)的維護，以保證其穩(wěn)定可靠的運行。（4）由于我臺下屬的發(fā)射臺站每年均有受雷擊造成停播的事故，此次大龍山發(fā)射臺的防雷工程的成功案例具有示范作用，在資金允許的條件下擬在臺站中推廣應用。