臺站高地阻發(fā)射場地的避雷措施及應(yīng)用

盧秀清

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局赤峰廣播發(fā)射中心臺巴林左739臺 內(nèi)蒙古 巴林左旗 024000

自治區(qū)局屬中波發(fā)射臺有幾十座，這些臺站建立選址的時候受城市建設(shè)和規(guī)劃的影響，一般都選擇在建設(shè)和規(guī)劃區(qū)之外，以免日后遷址，但一些建成時間較久的發(fā)射臺，因為地質(zhì)條件的欠缺而不得不遷址。接地電阻率是臺站建設(shè)需要面對比較復(fù)雜的條件，需要從各個方面充分考慮，才能最大限度地降低接地電阻率，使其滿足廣播發(fā)射的技術(shù)要求，本文將探討在臺站選址中如何最大限度地降低接地電阻率。所形成的小水滴帶有負(fù)電荷，余下的大水滴帶有正電荷。帶負(fù)電荷的水滴被氣流攜帶走，雷云被分離成帶有正負(fù)電荷的兩部分，當(dāng)這些正電荷與負(fù)電荷累積到一定程度使其電場強(qiáng)度達(dá)到20～30kV/cm時，即產(chǎn)生放電現(xiàn)象（雷）。雷分很多種，通常所說的雷擊，主要是落地雷，雷擊所造成的后果：通過電磁效應(yīng)，靜電感應(yīng)等高壓、強(qiáng)電流放電，造成房屋建筑、工業(yè)設(shè)施、電氣設(shè)備（包括廣電設(shè)備）的燒毀、爆炸、崩塌而形成重大損壞。

1 雷擊情況介紹

雷是空氣中水蒸氣高溫遇冷凝結(jié)成小水滴，懸浮的小水滴逐漸聚集形成雷云，水滴在分離過程中

2 天線發(fā)射場地的選擇和常用避雷措施

常見土壤包含：沼澤地、黑土田園地、黏土地、砂質(zhì)黏土地、中等濕沙、石礫等。沼澤地土壤電阻率（Ω·m）近似值20。較濕時10～30，較干時50～300，地下含鹽堿時3～30。沼澤地非常適合做天線場地，但因為建設(shè)條件所限制，實際選址不會考慮。黑土地田園地土壤電阻率（Ω·m）近似值50。較干時50～300，較濕時30～100，地下含鹽堿時10～30，黑土田園地也非常適合做發(fā)射天線場地，但它的主要用途是基本農(nóng)作物種植，故在選址時這是一個主要的棄選因素。黏土地土壤電阻率（Ω·m）近似值60。較濕時30～100，較干時50～300，地下含鹽堿時10～30，非常適合做天線場地，且不適合基本農(nóng)作物的種植，理想選擇之一。砂質(zhì)黏土地土壤（Ω·m）近似值80。較濕時30～300，較干時80～1000，地下含鹽堿時10～30。跟黏土地相近也適合做天線場地，較理想的選擇（需降阻）。沙土地土壤電阻率（Ω·m）近似值300。較濕時100～1000，較干時1000 以上，地下含鹽堿時30～100。比較適合做發(fā)射天線場地，但是需采取特殊降阻措施。中等濕沙及石礫均在500～1000之間，需進(jìn)行嚴(yán)格的改造措施降低電阻率以滿足發(fā)射天線場地的技術(shù)要求規(guī)范，不適合做天線發(fā)射場地，除非不得已才會選擇。

通過以上數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，除沼澤地和黑土地田園地之外，黏土地、砂質(zhì)黏土地、沙土地均可作為天線發(fā)射場地的候選項，但是都需要通過一定的手段和措施，大力降低土壤的電阻率，使其達(dá)到天線發(fā)射場地所需的條件，才能降低被雷擊的風(fēng)險概率。

天線發(fā)射場地常用的避雷措施是避雷針。一般在鐵塔頂端（發(fā)射天線）焊接1～2m 長的圓鋼棒。避雷針的下引線一般利用鐵塔（發(fā)射天線）自身與地面（塔基）絕緣部分。塔身與地面絕緣部分安裝一半球型裝置，塔基與地面接觸部分安裝另一半半球型裝置，塔身部分的半球型裝置與塔基部分的半球型裝置中間留有合乎放電隙要求的間隙，共同形成塔身（與地絕緣）與塔基（與大地相連）的放電裝置。地井往往埋設(shè)一定面積的方型接地銅板，并接有一定寬度的銅帶做引出線且與塔基的半球形放電裝置鏈接在一起，接地井根據(jù)不同的地質(zhì)條件添加不同數(shù)量級別的降阻劑（鹽、炭黑等）。

其他的防雷措施有壓敏電阻、石墨打火隙、消雷器等。但所有的防雷器件和措施前提是具有一個良好的接地線。

3 實際案例

赤峰中心臺所屬某臺，地處赤峰市北部地區(qū)，二十世紀(jì)七十年代，由于各種條件所限，在該地北山設(shè)立中波發(fā)射臺。該臺天線發(fā)射場地完全處于一風(fēng)化石礫的半山頂，地質(zhì)條件十分惡劣。隨經(jīng)多年改造，在其石礫上面覆蓋了30cm 的土壤，但仍未完全改變石礫地質(zhì)的電阻率。接地條件僅僅滿足發(fā)射機(jī)的開機(jī)條件，而且時長反復(fù)，夏秋季若遇雷雨，雷擊往往造成多部發(fā)射機(jī)出現(xiàn)事故，發(fā)射機(jī)高頻放大部分嚴(yán)重?fù)p壞，維修受損發(fā)射機(jī)耗費大量人力物力，占用大量的設(shè)備維護(hù)時間，臺站損失嚴(yán)重。為徹底改變該臺的接地條件不好的現(xiàn)狀，中心臺從2016年9月歷時近三個月的時間將原有的石礫山頂削平，將發(fā)射天線場地平整，76m 和34m 自立塔重新鋪設(shè)120 根地網(wǎng)，修建2.5m深地井，每個地井投入一塊60×120cm×1.0cm 厚的銅板，用6cm×0.5cm 銅帶焊接在銅板上做引出線，在每個地井內(nèi)投入3 噸強(qiáng)力降阻劑，在降阻劑上面覆蓋黑土并將整個天線發(fā)射場地覆蓋60～70cm 的黑土，經(jīng)過種種積極地降低電阻率措施，用接地電阻測量儀實際測量接地電阻降低到1Ω以下，而進(jìn)行改造之前的接地電阻最低為8～10Ω，最高則為13～16Ω。經(jīng)過2017年夏秋季的實際使用，大大降低了該臺發(fā)射設(shè)備由于雷擊事故而損壞的概率，減少了發(fā)射設(shè)備維修方面的強(qiáng)度和頻次，取得了良好的使用效果。