徐啟元

（作者單位：安徽省岳西縣廣播電影發(fā)展中心）

發(fā)射臺(tái)防雷接地方案淺析

徐啟元

（作者單位：安徽省岳西縣廣播電影發(fā)展中心）

本文介紹了岳西縣新建發(fā)射臺(tái)工程建設(shè)防雷接地的設(shè)計(jì)內(nèi)容、工程施工步驟以及工程施工技術(shù)規(guī)范要求。

發(fā)射臺(tái)；防雷接地工程；設(shè)計(jì)；步驟；技術(shù)規(guī)范

1　工程概況

根據(jù)國(guó)家廣電總局無線覆蓋工程建設(shè)要求，結(jié)合岳西縣廣播電視發(fā)展規(guī)劃和《無線發(fā)射技術(shù)方案》，岳西縣發(fā)射骨干臺(tái)新選址在花果山興建，為實(shí)施好中央及省臺(tái)節(jié)目無線覆蓋，將上級(jí)配備的無線覆蓋設(shè)備用好，積極做好發(fā)射臺(tái)的各項(xiàng)配套工程建設(shè)。

為保證發(fā)射臺(tái)站防雷設(shè)計(jì)符合國(guó)家有關(guān)防雷標(biāo)準(zhǔn)及廣電系統(tǒng)防雷規(guī)范要求，以綜合治理、全方位防護(hù)、層層設(shè)防、使雷擊能量快速安全泄放，以均衡均壓等電位原理為原則，按照雷電活動(dòng)區(qū)的類型結(jié)合新選臺(tái)址因地制宜地處理好臺(tái)建筑物、機(jī)器設(shè)備及供電方式等防雷接地。防雷保護(hù)系統(tǒng)綜合采取接閃、分流、搭接、均衡和均壓等電位連接的方法措施，配以完善的施工方法和性能優(yōu)質(zhì)的防雷材料，起到有效保護(hù)發(fā)射臺(tái)站機(jī)器設(shè)備免遭雷電危害切實(shí)保證設(shè)備財(cái)產(chǎn)和人身安全，特制定防雷接地工程方案。

2　防雷接地工程方案

新選址發(fā)射臺(tái)位于海拔410m東經(jīng)116°21′33″，北緯30°51′16″的花果山山頂，地質(zhì)結(jié)構(gòu)為麻沙土壤為主，同時(shí)伴有風(fēng)化石。鐵塔天線、機(jī)房供電電源等設(shè)施都極易遭直擊雷、感應(yīng)雷等多種過電壓的侵襲，如果防護(hù)措施不到位，隨時(shí)可能遭受重大損失。因此，必須綜合考慮發(fā)射臺(tái)的雷擊電磁脈沖防護(hù)，應(yīng)從臺(tái)站整體防雷的角度來進(jìn)行防雷方案的設(shè)計(jì)。結(jié)合發(fā)射臺(tái)新選址花果山的地形地貌，發(fā)射臺(tái)防雷接地工程主要包括鐵塔防雷接地、機(jī)房工作接地、專用電力供電變壓器接地三大部分，鐵塔防雷接地由3條50m防雷接地帶、放電坑及連接防雷接地帶構(gòu)成環(huán)網(wǎng)組成，機(jī)房工作接地由1條15m工作接地帶以及放電坑構(gòu)成，將發(fā)射臺(tái)站的所有建筑物至于環(huán)網(wǎng)內(nèi)，切實(shí)保護(hù)設(shè)備財(cái)產(chǎn)和人身安全。

2.1工程實(shí)施內(nèi)容

2.1.1直擊雷防護(hù)

為保護(hù)天線不被直接雷擊，在鐵塔頂部架設(shè)避雷針，避雷針通過塔體直接接入地網(wǎng)。

2.1.2電源線的防護(hù)

對(duì)于發(fā)射臺(tái)的電源線防護(hù)，進(jìn)入機(jī)房的電源線采用金屬鎧裝電纜地埋方式，且在電纜鎧裝層兩端接地；或采用無金屬鎧裝的電纜必須穿鋼管地埋，且鋼管的兩端接地。地埋的長(zhǎng)度要大于50m。

2.1.3信號(hào)電纜線的防護(hù)

所有信號(hào)電纜均采取屏蔽措施?？蓪⑿盘?hào)電纜敷設(shè)在屏蔽線槽中，再將屏蔽線槽可靠接地。也可將信號(hào)電纜穿金屬管敷設(shè)，金屬管全線保持電氣上的連通，并且金屬管兩端必須接地良好可靠。信號(hào)電纜防感應(yīng)雷對(duì)于整體防雷布局來說，是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1.4天饋線的防護(hù)

在鐵塔中心引下從天線至機(jī)房的同軸饋線電纜，不采用傳統(tǒng)的同軸電纜護(hù)層下、中、上三點(diǎn)接在鐵塔上的方法。而采用下部外護(hù)層接地，即在機(jī)房?jī)?nèi)饋線電纜與機(jī)器連接頭金屬上的接地，就近與地網(wǎng)引出的接地線妥善連通，可減少同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體上感應(yīng)電流強(qiáng)度。

2.1.5等電位的連接防護(hù)

臺(tái)站發(fā)射機(jī)房設(shè)置均壓環(huán)，將機(jī)房?jī)?nèi)所有物體，包括金屬管道、門窗、機(jī)器設(shè)備外殼、電纜屏蔽層以及進(jìn)出機(jī)房所有金屬構(gòu)建進(jìn)行電氣連接，并接到均壓環(huán)上，達(dá)到均衡電位。均壓環(huán)采用60×6鍍鋅扁鋼進(jìn)行連接，每隔3m設(shè)一支撐接地。均壓環(huán)必須有良好可靠的接地，一定要將均壓環(huán)與機(jī)房建筑物的主鋼筋進(jìn)行可靠焊接。

2.1.6接地系統(tǒng)的構(gòu)建

良好的接地系統(tǒng)是保護(hù)人身、機(jī)器安全、系統(tǒng)穩(wěn)定工作的重要保證，既是防雷系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也是防雷系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。特別是在強(qiáng)雷區(qū)，無線發(fā)射機(jī)房構(gòu)筑的接地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)與變壓器地網(wǎng)連接組成一個(gè)統(tǒng)一接地網(wǎng)，從而使雷擊電荷更快地泄放，達(dá)到迅速降低殘壓，防止形成地電位，產(chǎn)生反擊事故發(fā)生，達(dá)到有效降低雷擊災(zāi)害威脅

2.2防雷工程實(shí)施步驟

2.2.1發(fā)射臺(tái)的交流供電系統(tǒng)的防雷與接地

一是發(fā)射臺(tái)的交流供電系統(tǒng)采用三相四線方式供電。二是發(fā)射臺(tái)專用電力變壓器要按照國(guó)家電網(wǎng)防雷接地的要求，建設(shè)防雷接地。發(fā)射臺(tái)所有的電力線均在進(jìn)入機(jī)房處加裝避雷器。三是從電力變壓器到發(fā)射臺(tái)機(jī)房的低壓電力電纜全部以穿金屬鋼管地埋方式進(jìn)入機(jī)房，鋼管兩端必須牢固接地。四是發(fā)射臺(tái)機(jī)器設(shè)備正常不帶電的金屬部分、避雷器的接地端要做保護(hù)接地，嚴(yán)禁做接零保護(hù)。五是發(fā)射臺(tái)直流工作地從室內(nèi)接地匯聚線上引接，引接接地線材料選用多股銅線（截面積35～100 mm2）。六是發(fā)射臺(tái)電源設(shè)備必須滿足國(guó)家電力部門關(guān)于耐雷擊規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，交流屏、整流器、高頻開關(guān)電源設(shè)分級(jí)防護(hù)裝置。七是重要機(jī)器設(shè)備要根據(jù)其容量在交流進(jìn)線端配備不同型號(hào)的電源避雷器。

2.2.2發(fā)射臺(tái)天饋線系統(tǒng)的防雷與接地

一是發(fā)射臺(tái)的天線要在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)，避雷針按國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)制作。二是機(jī)房至天線的同軸饋線電纜從鐵塔中心引下，在機(jī)房?jī)?nèi)同軸饋線電纜與機(jī)器連接頭金屬上的接地，就近與地網(wǎng)引出的接地線妥善連通，減少同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體上感應(yīng)電流強(qiáng)度。

2.2.3發(fā)射臺(tái)信號(hào)線路的防雷與接地

發(fā)射臺(tái)信號(hào)采用光纜線路傳輸，機(jī)房外架空鋼鉸線與鐵塔防雷接地網(wǎng)連接，鋼鉸線嚴(yán)禁進(jìn)入機(jī)房，以防雷擊。

2.2.4發(fā)射臺(tái)鐵塔的防雷與接地

發(fā)射臺(tái)鐵塔的高空障礙信號(hào)燈，采用太陽能方式供電，以避免雷擊，且徹底避免了因電源線老化產(chǎn)生漏電的危險(xiǎn)。

2.2.5其他設(shè)施的防雷與接地

一是發(fā)射臺(tái)的建筑物有完善的防雷裝置（避雷網(wǎng)、避雷帶和接閃器）等，有效防止直擊雷及二次感應(yīng)雷的侵害。二是機(jī)房屋頂?shù)谋芾讕бc機(jī)房頂部的各種金屬設(shè)施連通，屋頂?shù)牟薀舭惭b位置要在避雷帶下方。三是機(jī)房?jī)?nèi)走線架、機(jī)架、機(jī)殼、金屬門窗和通風(fēng)管道等金屬設(shè)施都要做保護(hù)接地。保護(hù)接地線采用銅導(dǎo)線（截面積大于35 mm2）。

2.2.6發(fā)射臺(tái)的聯(lián)合接地系統(tǒng)

2.2.6.1地網(wǎng)的組成

第一，發(fā)射臺(tái)根據(jù)均壓等電位原理，將工作地、保護(hù)地、防雷地組成一個(gè)聯(lián)合接地網(wǎng)，臺(tái)內(nèi)各種接地線分別接到接地網(wǎng)上。第二，由機(jī)房地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)和鐵塔地網(wǎng)組成發(fā)射臺(tái)地網(wǎng)，發(fā)射臺(tái)地網(wǎng)要充分利用機(jī)房、鐵塔的基礎(chǔ)的主鋼筋作為接地體的一部分。第三，機(jī)房地網(wǎng)組成。以機(jī)房為中心呈散水狀構(gòu)設(shè)環(huán)形接地，并將其與機(jī)房建筑物橫豎梁2根以上的主鋼筋牢固焊接，同時(shí)將機(jī)房地樁內(nèi)2根以上主鋼筋與機(jī)房地網(wǎng)焊接連通，組成機(jī)房地網(wǎng)。布設(shè)機(jī)房靜電地板時(shí)，要在地板下敷設(shè)閉合的環(huán)形接地線，地線材料為銅導(dǎo)線（截面積大于50 mm2），并從接地匯聚線上引出兩根以上的銅質(zhì)接地線（截面積為50～75 mm2）與引線排，環(huán)形接地線（作為地板金屬支架的接地引線排的材料為銅板），并以其東、西或南、北側(cè)連通。第四，鐵塔地網(wǎng)的組成。鐵塔塔基四腳用鍍鋅扁鋼焊接連通，形成封閉的圓形，充分利用塔基地樁主鋼筋作為鐵塔地網(wǎng)的垂直接地體。并根據(jù)花果山的地形，以發(fā)射鐵塔為中心，構(gòu)建3條50m防雷接地帶呈散水狀向四周延伸，在末端設(shè)避雷坑；同時(shí)，將避雷帶終點(diǎn)用鍍鋅扁鋼相互焊接連通，構(gòu)成環(huán)形環(huán)網(wǎng)，環(huán)形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，環(huán)網(wǎng)采用鍍鋅扁鋼每隔3米內(nèi)做一垂直接地，垂直接地體（用2.5m角鋼）焊接連通環(huán)網(wǎng)鍍鋅扁鋼，相互組成一個(gè)周邊封閉的地網(wǎng)，以保證雷電流快速泄放。第五，聯(lián)合地網(wǎng)的組成：將電力變壓器地網(wǎng)與發(fā)射機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)之間的避雷坑，用鍍鋅扁鋼焊接相互連通1次，以相互組成一個(gè)周邊封閉的地網(wǎng)。

2.2.6.2接地體

接地體采用熱鍍鋅鋼材，其規(guī)格要求：角鋼60mm×60mm×6mm；扁鋼60mm×6mm；鋼板放電塊2000mm×2000mm×8mm；銅板放電塊1000mm×1000 mm×5mm。

垂直接地體長(zhǎng)度為2.5m，垂直接地體間距為≤3m。若遇到石塊、麻沙等土壤電阻率不均勻的地塊，采用適當(dāng)加長(zhǎng)垂直接地體，必要時(shí)可添加降阻劑。

所有接地點(diǎn)之間的焊接點(diǎn)，除澆筑在混凝土中的以外，均要進(jìn)行反腐處理。焊接點(diǎn)的對(duì)扁鋼為其寬度的2倍搭接長(zhǎng)度，對(duì)圓鋼為其直徑的10倍搭接長(zhǎng)度。

2.2.6.3避雷帶

所有避雷帶均在接地槽內(nèi)埋設(shè),接地槽寬0.7m，深1.5m，槽底部每隔3m釘入2.5m角鋼接地樁，并將所有接地樁與避雷帶進(jìn)行可靠焊接；在接地槽鋪好避雷帶后，依次覆蓋0.05m厚的鐵屑、0.05m厚的工業(yè)用鹽，再用回填0.25m的黏結(jié)土（熟田泥最佳），最后用本地土回填并夯實(shí)。

2.2.6.4避雷坑

避雷坑深1.5m，底面2m×2m，底層填埋輔助材料，并將避雷帶扁鋼可靠連接在放電塊鋼板（或銅板）上。

2.2.6.5接地線和接地引入線的要求

接地線要盡量短、直，材料采用多股銅線（截面積35～95 mm2）。接地引入線長(zhǎng)度在30m內(nèi)，其材料為鍍鋅扁鋼（截面積不宜小于60 mm×6 mm）或多股銅線（截面積不小于95 mm2）。接地引入線作防腐、絕緣處理。接地引入線由地網(wǎng)中心部位就近引出，與機(jī)房接地匯聚線連通，接地引入線不少于2根。

2.2.6.6接地電阻標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)射臺(tái)地網(wǎng)的接地電阻值小于1Ω。電力變壓器（100kVA以下）保護(hù)接地電阻值小于4Ω。

2.3工程施工技術(shù)規(guī)范要求

第一，安裝制作焊接6×60鍍鋅扁鋼接地引線，要四周圍焊連接處，不能有虛焊，焊接處必須牢固可靠，扁鋼焊接重合長(zhǎng)度達(dá)12 cm以上，鍍鋅扁鋼與銅不能有虛焊，焊接處必須可靠牢固，扁鋼焊接處重合長(zhǎng)度達(dá)120 mm以上，銅與鍍鋅扁鋼與等電位連接處面積要大于50 mm2，焊接處必須做反腐處理。

第二，將制作好的6×60鍍鋅扁鋼接地引上塔體，要求布放安裝工藝垂直整齊規(guī)范，扁鋼必須固定牢固，達(dá)到抗一定的風(fēng)荷能力。

第三，塔下用6×60鍍鋅扁鋼接地引線在塔體上，就近沿塔基開挖寬0.8m，深1.5m引線溝布放6×60扁鋼與鐵塔地網(wǎng)連通并牢固焊接。

第四，在施工時(shí)分別測(cè)試機(jī)房工作接地電阻值、變壓器地網(wǎng)電阻值和鐵塔地網(wǎng)電阻值，接地電阻值均應(yīng)相等，達(dá)到≤4Ω。

第五，施工必須保證工程質(zhì)量，施工結(jié)束地面硬化要恢復(fù)良好。

3　結(jié)語

岳西縣興建發(fā)射臺(tái)的防雷接地工程嚴(yán)格按照該設(shè)計(jì)方案進(jìn)行工程施工,工程竣工后對(duì)防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收,所有接地合格達(dá)標(biāo),實(shí)測(cè)為0.13Ω，該發(fā)射臺(tái)自搬遷開播至今，機(jī)器設(shè)備均未遭到雷擊損害，發(fā)射臺(tái)的防雷接切實(shí)有效保護(hù)了無線臺(tái)站設(shè)備財(cái)產(chǎn)和人身安全，為發(fā)射臺(tái)安全優(yōu)質(zhì)播出提供了有力保障。