張延峰 白永軍

1.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050 2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺 錫林郭勒盟 蘇尼特右旗 011200

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺新機房防雷系統(tǒng)

張延峰1白永軍2

1.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050 2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺 錫林郭勒盟 蘇尼特右旗 011200

本文介紹了內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺新機房的防雷系統(tǒng)，包括供配電系統(tǒng)和天饋線系統(tǒng)的防雷措施，并介紹了防雷接地網(wǎng)絡的施工過程。

防雷 浪涌保護器 防雷地網(wǎng) 接地極

引言

2016年6月，731臺新機房建設完工。機房內(nèi)包括：供配電系統(tǒng)、中波、調(diào)頻、電視發(fā)射系統(tǒng)以及微波、光纜傳輸系統(tǒng)，防雷要求較高。機房中心距離80米微波塔70米，距離150米電視塔105米，塔上均有避雷設備。在鐵塔保護下，可有效預防直擊雷對機房的侵襲。為預防感應雷和通過電源線、饋線侵入的雷電波，分別加裝了各類避雷器。在機房基礎(chǔ)施工階段，同步實施防雷地網(wǎng)的施工，有效的解決了新機房的防雷問題。

1 供配電系統(tǒng)

雷電波易通過電源線和各種信號線引入，對各類設備造成損害。根據(jù)各類統(tǒng)計資料分析，在雷擊損壞設備的事故中，大部分是從供電線路侵入的，對供電線路實施多級防雷措施是機房防雷的首要環(huán)節(jié)。電源系統(tǒng)高壓部分一般通過裝設閥式避雷器進行保護。低壓部分安裝浪涌保護器（SPD）對線路或設備做多級防護。

1.1 變壓器防雷保護

為防止由高壓線路侵入的雷電過電壓傳入變壓器高壓側(cè)，在線路接入變壓器前100米遠，將高壓裸線接入金屬鎧裝的電纜，埋入1.5米深的地下，傳輸?shù)阶儔浩鞲邏簜?cè)，并在高壓側(cè)裝設了閥式避雷器。

為避免雷電流經(jīng)接地電阻形成的壓降與避雷器的殘壓疊加，一起作用到變壓器上，將閥式避雷器的接地端直接接在配電變壓器的外殼上，但可能發(fā)生鐵殼向380V低壓側(cè)反擊。于是，將變壓器低壓側(cè)的中性點也連接在變壓器的鐵殼上，使低壓側(cè)電位抬高，從而使鐵殼與低壓側(cè)之間不會發(fā)生反擊。

雖然變壓器安放在屋內(nèi)，低壓側(cè)不可能遭受直接雷擊，但為防止高壓側(cè)受雷擊時雷電流產(chǎn)生的壓降作用在配電變壓器低壓側(cè)的中性點上，在配電變壓器的低壓側(cè)也裝設了一組閥式避雷器。并將這組閥式避雷器接地端與高壓側(cè)避雷器接地端連接。在施工時，為免雷電流在連接線上的壓降疊加到避雷器的殘壓上，將高壓避雷器和低壓避雷器的接地端到鐵殼的連接銅帶盡量做短，以減小連接線電阻，預防疊加電壓對變壓器絕緣的威脅。

1.2 低壓部分防雷

從高壓變壓器到二次低壓設備的總配電盤的電纜，在進入總配電柜時芯線對地加裝了法國Soule防雷器 SPD，做一級保護，其型號為pu100 400 Res限壓型。由于分配電柜與總配電盤距離較近，故分配電柜各項電源線及零線沒有加裝SPD。在發(fā)射機供電穩(wěn)壓柜電源線加裝二級保護，其防雷器型號是pu40 230限壓型。在距離穩(wěn)壓柜較遠的發(fā)射機及監(jiān)控系統(tǒng)的電源接線端也加裝SPD，其型號是pu15 230限壓型。以上三級保護的標稱放電電流In分別為：100KA、40KA和15KA。通過三級保護，基本消除了雷電通過交流供電電源線入侵機房設備的風險。

2 天饋線系統(tǒng)

機房天饋線系統(tǒng)包括中波廣播饋線、電視發(fā)射機、調(diào)頻廣播發(fā)射機饋線及微波設備中頻電纜。由于雷電波易通過饋線系統(tǒng)進入機房，所以在饋線與發(fā)射機輸出端之間，加裝射頻避雷器，防止低頻及靜電感應的雷電流和能量流入發(fā)射機。在微波設備中頻電纜線兩端先安裝避雷器再與室內(nèi)、室外設備單元連接，中頻線纜避雷器接地線就近與接地端子板連接。

電視射頻避雷器及微波中頻電纜避雷器均采用高頻微帶阻隔技術(shù)（實現(xiàn)低頻、直流信號對地）及多級放電模塊，防止低頻及靜電感應的雷電流和能量流入設備，從而有效保護設備不受雷擊侵害。

調(diào)頻、中波廣播饋線所用射頻避雷器采用直流阻隔技術(shù)及多級放電模塊，防止低頻雷電流和能量流入設備。

3 防雷地網(wǎng)

防雷保護的關(guān)鍵在于建立低阻抗通道，將雷電流順利導入大地，因此，防雷地網(wǎng)至關(guān)重要。

新機房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在地基建設階段，已將基礎(chǔ)鋼筋、梁柱鋼筋和金屬框架通過垂直交錯的鍍鋅扁鋼連接起來，形成類似于閉合良好、接地可靠的法拉第籠，對建筑物內(nèi)部形成了較好的電磁屏蔽作用。但為保證可靠接地，在地基外圍又設計了環(huán)形粒子接地網(wǎng)。為節(jié)省二次開挖費用，在新機房打地基階段，同步進行環(huán)形地網(wǎng)建設，防雷地網(wǎng)，如圖1所示：

圖1 防雷地網(wǎng)

該環(huán)形地網(wǎng)主要由粒子接地棒、銅包鋼接地棒和鍍鋅扁鋼組成。銅包鋼接地棒和粒子接地棒結(jié)合交叉使用，既降低了成本，又保證了網(wǎng)絡的可靠性。因粒子接地棒價格較貴和銅包鋼接地棒結(jié)合使用，能有效降低成本。另外，粒子接地棒內(nèi)填充的化學離子會隨著時間推移慢慢流失，銅包鋼接地棒則相對穩(wěn)定、可靠，能延長地網(wǎng)使用年限。

粒子接地極、銅包鋼接地極和鍍鋅扁鋼連接成四方環(huán)形，繞機房外圍一周，每隔5米，用鍍鋅扁鋼將環(huán)形地網(wǎng)與機房四周基礎(chǔ)鋼筋相連。粒子接地棒長約3米，內(nèi)部裝有氯化鎂、氯化鈣等常用粒子，垂直埋入地溝，與鍍鋅扁鋼焊接。銅包鋼接地棒長2.5米，在地溝中央打入地下，再與鍍鋅扁鋼焊接在一起。焊接時，使扁鋼放置位置與下方地面水平，并懸空保持10公分距離。焊接完畢后，在所有焊接位置涂刷防腐導電涂料，在水平放置的扁鋼處填埋降阻劑，在粒子接地極周圍填埋離子回填料。最后，在降阻劑和回填料上方回填細土，環(huán)形接地網(wǎng)完成。環(huán)形接地網(wǎng)與機房四周基礎(chǔ)鋼筋多點連接，從而使機房法拉第籠結(jié)構(gòu)和環(huán)形地網(wǎng)形成等電位連接，使機房內(nèi)部構(gòu)成良好的均壓網(wǎng)，有效預防感應雷和直擊雷。

當機房基礎(chǔ)掩埋后，用搖表測試環(huán)形接地電阻為0.1Ω，可作為機房強、弱電系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)，保安系統(tǒng)的公用接地，收到良好效果。

結(jié)束語

機房防雷是一個理論和實踐均很強的工程，還有許多理論有待探索和完善，需要在不斷的實踐中驗證理論和產(chǎn)品的效果。在以后的工作中，我們將定期對防雷產(chǎn)品進行檢查，對接地阻抗進行測量，以確保防雷的可靠性。

審稿人：嚴志剛 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播廣播發(fā)射中心臺 正高級工程師

責任編輯：王學敏

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2096-0751（2017）01-0027-03

張延峰 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺 高級工程師白永軍 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局731臺 工程師