郭天文 甘肅省天祝藏族自治縣融媒體中心技術(shù)部
雷電附帶有強大的沖擊、熾熱的電流、強烈的電磁輻射,一旦電線受雷擊,就會將雷電導入用電設(shè)備,從而對用電設(shè)備造成極大影響。對于廣播電視設(shè)備維護管理來說,設(shè)備遭受雷擊一直都是一個難以避免的客觀事實,而防雷接地措施則是避免雷電損壞設(shè)備的重要舉措。因此,探討廣播電視發(fā)射臺站防雷接地,具有極其重要的現(xiàn)實意義。
雷擊是指物體在短時間內(nèi),受到雷電沖擊。當設(shè)備遭受雷擊時,數(shù)萬安培的電流,會直接侵入設(shè)備,從而導致其損壞。實踐表明,雷電電流可達20萬安培,電壓可達6kv,而一般廣播電視發(fā)射臺站中設(shè)備的可承受電壓在700v左右,故雷擊會對廣播電視發(fā)射臺站造成極其嚴重的損害。雷電主要分為感應雷、直擊雷兩種類型:第一,感應雷,它的形成是因為帶電云層靜電感應導致地面產(chǎn)生異種電荷;第二,直擊雷,直擊雷對地面物體可造成嚴重打擊,有著極強的破壞力。
廣播電視發(fā)射臺站防雷接地是一項難度較大、要求較高的工作,該工作涉及到的內(nèi)容較多,故呈現(xiàn)出較強的綜合性,需要根據(jù)不同情況,采取相對應的防護措施,同時也要考慮到各個設(shè)備的協(xié)調(diào)工作,遵循《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB-50057-2010,借鑒國內(nèi)外成果案例進行工作,才可達到良好的接地效果[1]。
正因為廣播電視發(fā)射臺站防雷接地是一項要求較高的工作,為確保接地質(zhì)量,必須遵從以下幾點原則:第一,廣播電視發(fā)射臺站防雷接地必須充分考慮到當?shù)氐睦纂娀顒右?guī)律、地理環(huán)境、播出設(shè)備級別,然后再合理規(guī)劃設(shè)計方案、施工方案;第二,要綜合考慮到施工成本,考慮到新材料、技術(shù)的應用;第三,廣播電視發(fā)射臺站防雷接地要充分考慮到相關(guān)國家標準、施工方案、設(shè)計方案,不得野蠻作業(yè)、隨意作業(yè)[2]。
無論是直擊雷還是感應雷,廣播電視發(fā)射臺站防雷接地的目的,就是將雷電引入大地,避免雷電損壞設(shè)備。因此,要考慮到可靠的接地技術(shù),以及接地作業(yè)的周邊環(huán)境。
1.地理環(huán)境因素
一般來說,土壤的較為干燥、電子率較高,尤其是部分建設(shè)在高山上的廣播電視發(fā)射臺,周邊存在大量的巖石,施工較為困難,無法針對地面電阻率來選擇接地地點。而土壤若是較為干燥,就會導致土壤、砂石板結(jié),沒有充分的離子導電,為廣播電視發(fā)射臺站防雷接地作業(yè)帶來較大阻礙。
2.防雷接地勘測
無論何種作業(yè)環(huán)境,防雷接地裝置的安裝必須要先進行地質(zhì)環(huán)境的測量、勘測,作業(yè)人員對作業(yè)環(huán)境的地勢、地形、地質(zhì)要有全面的了解,這樣才能夠設(shè)計或者套用一些設(shè)計施工方案。若是設(shè)計施工方案和現(xiàn)場實際情況不相符,就會增加作業(yè)成本,增加作業(yè)材料,影響防雷接地作業(yè)質(zhì)量。
3.降低電阻方法
首先,根據(jù)土壤的特性,一旦埋設(shè)達到一定的深度,大地的電阻率就會大幅度減小。所以,可以通過增加埋設(shè)深度,來達到降低接地電阻,提高廣播電視發(fā)射臺站防雷接地效果的目的;其次,一般來說,地面的介電系數(shù)和電阻率是固定的,不會發(fā)生變化,而接地網(wǎng)電容和接地電阻則呈反比關(guān)系,為R∝1/C,同時接地面積和接地網(wǎng)電容也呈反比關(guān)系,為es/4πkd=C,所以可推論出,想要有效減小地面接地電阻,提高廣播電視發(fā)射臺站防雷接地效果,就必須增加接地網(wǎng)面積以及接地網(wǎng)電容;再次,實踐表明,在接地極周邊利用降阻劑,可有效降低接地極周邊的電阻率,該方法在小面積集中接地方面得到了廣泛應用,且呈現(xiàn)出了良好的應用效果。目前,我國廣播電視發(fā)射臺站防雷接地主要應用的降阻劑分為化學降阻劑和物理降阻劑。其中物理降阻劑又分為膨潤土降阻劑、導電混凝土降阻劑、石墨模塊等,物理降阻劑的原理較為簡單,主要是通過增加接地體的直徑來達到降低電阻的目的;化學降阻劑的主要材料為氯化鈣、硫酸銅、硫酸鎂、硫酸銨、生石灰、瀝青、硅酸鹽水泥等材料;最后,可直接更換接地體周圍的土壤,如粘土、黑土等,該方法簡單易行,不過操作起來較為繁瑣。
4.接地網(wǎng)的制作
接地網(wǎng)制作主要利用燒制低阻模塊、銅包鋼接地極、純石墨降阻劑/化學降阻劑/物理降阻劑。在發(fā)射機房旁2米左右,可將3m*6m的矩形框線做為中心,開挖深度為0.7m,寬度為0.8m的土溝,然后采用長度為2.5米的鍍鋅角鋼(5mm*50mm*50mm),在溝底用6根角鋼做垂直接地極用,然后用4根鍍鋅扁鋼(4mm*4mm),將鍍鋅角鋼焊接起來,做水平接地極用。最后再用鍍鋅扁鋼,將其焊接在地網(wǎng)框架中間,引出到機房墻角離地高0.3m處,作為接地端,并從接地端引出護套地線進入發(fā)射機房內(nèi)[3]。
綜上所述,防雷接地對于廣播電視發(fā)射臺站的正常運作有著極其重要的作用,筆者在上述文中僅闡述了集中較為簡單的防雷接地方法,其中更為深入的問題還需要廣大從業(yè)者進一步探討。