電視嶺轉(zhuǎn)播發(fā)射臺防雷整改措施

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摘要：本文通過對汝陽縣廣播電視總臺大虎嶺轉(zhuǎn)播發(fā)射臺防雷整改過程，從防雷整改工程的設計和規(guī)范的施工，運用全方位的防雷理念，從防直擊雷電、感應雷電、雷電波侵入、等電位連接、地電位反擊等方面的運用，提高高山電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的防雷措施。 

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)播發(fā)射臺；防雷；接地；等電位；spd；防護措施  引言  隨著我國廣播電視事業(yè)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的數(shù)量越來越多，分布區(qū)域也越來越廣，豫西山區(qū)的很多發(fā)射臺設立在雷電防護條件較差的高山上，轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的防雷工程建設初期在設計上存在疏漏，防雷不完善造成了轉(zhuǎn)播發(fā)射臺遭雷擊事故也越來越多。  1．雷擊事故調(diào)查分析  1.1 現(xiàn)場情況概述  2005年到2008年三年期間，大虎嶺轉(zhuǎn)播發(fā)射臺先后多次遭雷電襲擊，損失將近10萬元。經(jīng)過防雷技術(shù)人員的現(xiàn)場勘查分析，此轉(zhuǎn)播發(fā)射塔采用獨立接地的方式，辦公樓是80年代初期建的兩層磚混結(jié)構(gòu)無防雷設施，發(fā)射臺的機房位于辦公樓一樓內(nèi)，面積約40平方。供電線路屬于架空線路直接到一樓窗臺上面進入機房。機房內(nèi)的電源線路無安裝浪涌保護器。  1.2 汝陽大虎嶺地域性分析  汝陽縣位于河南省西部，豫西伏牛山余脈外方山北麓，屬暖溫帶大陸性季風氣候，平均雷暴日數(shù)為23.7～29.3天，雷暴出現(xiàn)的時間主要集中在6～9月份，地形復雜，氣候多變，雷暴活動較為頻繁。  1.3 雷電侵入方式  1.3.1 直接雷擊  雷雨云對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直接雷擊。在有雷擊過程中，大虎嶺的60米高的轉(zhuǎn)播塔相當于一個接閃器，帶電的雷雨云對鐵塔頂端放電。  1.3.1 雷電波侵入  雷電不直接放電在建筑和設備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散，侵入并危及室內(nèi)電子設備和自動化控制等各個系統(tǒng)。轉(zhuǎn)播塔接閃以后，雷電流沒有迅速的泄放入地，通過辦公樓的信號線纜引入到位于一樓的轉(zhuǎn)播機房。  1.3.2 感應過電壓  首先，閃電擊中發(fā)射轉(zhuǎn)播塔，通過塔體金屬表面強大的電流產(chǎn)生強烈的瞬變磁場，在周圍的導體上感應出過電壓，并且造成電子設備的干擾、數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓；其次，由于電子設備或線路的屏蔽及絕緣措施做得不夠好，還會在電子設備內(nèi)部感應出局部過電壓，嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。  1.3.3 地電位反擊  當雷電閃擊到建筑物的接閃裝置上時，盡管接閃裝置的接地系統(tǒng)十分良好，其接地電阻也很小，但由于雷電流幅值大，雷電流流過時也會使接地引下線和接地裝置的電位驟升。在此次雷擊過程中，轉(zhuǎn)播臺遭受雷擊使得地電位抬升。  1.4 雷擊事故原因分析  1.4.1 建設初期沒有進行雷電風險評估  沒有進行雷電災害風險評估也沒有完善的防雷設施，因此，在進行雷電防護設計及施工時，很多具體的環(huán)節(jié)被忽略或者一些具體的措施沒有做到位，沒有形成一套整體的雷電防護體系。  1.4.2 塔體接地與設備接地不是共用接地系統(tǒng)  轉(zhuǎn)播發(fā)射臺距離辦公大樓為4.2m符合技術(shù)規(guī)范要求，但轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的獨立接地網(wǎng)與辦公大樓的設備單獨接地距離也太近有距離10幾米遠。當轉(zhuǎn)播發(fā)射臺受到峰值為幾十ka乃至幾百ka的瞬態(tài)雷電流的作用時，在其獨立接地網(wǎng)上接地電阻又不夠小，其地網(wǎng)上必然會產(chǎn)生很高的電位。  1.4.3 轉(zhuǎn)播發(fā)射臺線纜入戶問題  轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的電源線纜采用架空入戶，發(fā)射通訊線無穿管保護直接進入一樓機房。  1.4.4 機房的等電位連接措施存在問題  機房的配電箱和配電控制柜雖然接地，但沒有等電位連接措施，經(jīng)檢測接地電阻為12.4ω。設備沒有良好的等電位連接，電阻值大，更不能保證有效泄放雷電流，必須進行接地的改造和等電位連接。  1.4.5 轉(zhuǎn)播發(fā)射臺機房的屏蔽及絕緣措施沒有達到良好的效果  位于一樓的轉(zhuǎn)播發(fā)射臺機房雖然采用穿管接地入戶，但在入戶端沒有做屏蔽接地，這樣的屏蔽效果大打折扣，很容易受到電磁干擾源及雷電感應的影響。  2．防雷整改措施  2.1 防直擊雷措施  在轉(zhuǎn)播塔上安裝新型球狀型接閃器，它能把接閃后的雷電流輸送到接地地網(wǎng)，并使保護的鐵塔和轉(zhuǎn)播發(fā)射臺辦公樓不發(fā)生直接雷擊，并與塔體可靠焊接，并在鐵塔的六根拉線處也做了接地處理。  2.2 地網(wǎng)改進措施  將轉(zhuǎn)播發(fā)射塔的接地裝置與辦公大樓的地網(wǎng)進行多點連接形成共用接地網(wǎng)。當雷電流來襲時，轉(zhuǎn)播塔的接地裝置與辦公樓的地網(wǎng)形成等電位連接，以防止地電位反擊現(xiàn)象的發(fā)生。  2.3 線纜改進措施  線纜架空線改為埋地入戶的方式，并在其兩端加氧化鋅避雷器，使用屏蔽電纜或電纜穿鋼管，在入戶端，應將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應的接地裝置上，可以有效地防止雷電波侵入；其次，可以對入戶線纜起到良好的屏蔽和絕緣效果，有效地削弱雷電靜電感應和電磁感應對線路的影響。  2.4 等電位連接措施  做好等電位連接，其目的在于減小轉(zhuǎn)播基站內(nèi)各金屬部件及各設備系統(tǒng)相互間的電位差，不光是轉(zhuǎn)播發(fā)射臺內(nèi)部的金屬部件，連進入轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的金屬部件及其他信息系統(tǒng)，都應在入戶端作等電位連接，本機房采用m型連接方式。  2.5 機房接地要求和屏蔽絕緣措施：  為了避免線路上發(fā)生耦合現(xiàn)象及線路之間產(chǎn)生互感電流，計算機系統(tǒng)所有的金屬導線，包括電力電纜、轉(zhuǎn)播電纜均采用屏蔽線纜或穿金屬管屏蔽，并將金屬外皮兩端做接地處理，金屬線槽接頭處需做跨接處理。  2.6 變壓器改進措施：  原線路采用架空線路直接到轉(zhuǎn)播發(fā)射臺的機房里，防雷系統(tǒng)特別脆弱，電壓也不穩(wěn)定，經(jīng)過改進采用直接從電業(yè)系統(tǒng)的變壓器穿管如地，到轉(zhuǎn)播發(fā)射臺后穿管出地再接入自己的變壓器，再穿管如入地接入機房，這樣多級的防雷保護措施，使得供電系統(tǒng)防雷等級得到加固。  2.7 天饋線過電壓保護措施：  轉(zhuǎn)播塔的天饋線應從鐵塔中心部位引下，同軸饋線電纜與天線相連，從鐵塔或支撐架上引入機房，同軸電纜在其上部、下部直接進入機房，屏蔽層應就近接地。饋線作為雷電感應的主要通道，應在饋線進入室內(nèi)的lpz0b與lpzo1防雷區(qū)的交界處，安裝同軸饋線過電壓保護器。  2.8 spd參數(shù)選擇及安裝要求  電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流，并應符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大鉗壓，有能力熄滅在雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。  結(jié)束語  通過汝陽縣廣播電視總臺的大虎嶺轉(zhuǎn)播發(fā)射臺防雷設施整改工程的實際，告訴我們防雷工作是一項復雜而細致的系統(tǒng)工程，從雷擊風險評估、防雷工程設計到防雷工程施工、驗收、檢測是一套完善的體系。防雷工作者應該認真負責、膽大心細、積極調(diào)研，及時發(fā)現(xiàn)存在的安全漏洞，把安全隱患消滅在萌芽階段。  參考文獻：  [1] gb50057-94（2010版）.建筑物防雷設計規(guī)范[s].  [2] 防雷裝置檢測審核與驗收 楊仲江.[m].北京：氣象出版社，2009.  [3] 防雷工程設計與實踐 李祥超，蔣翠宏，趙學余.[m].北京：氣象出版社，2010.2.