（廣西廣播電視技術(shù)中心梧州分中心）

一、引言

梧州中波臺(tái)發(fā)射區(qū)搬遷項(xiàng)目工程至2019年4月啟動(dòng)以來(lái)，由于時(shí)間緊任務(wù)重，設(shè)計(jì)方對(duì)機(jī)房大樓的屏蔽和防雷沒(méi)有給出詳細(xì)方案，如果屏蔽和防雷工程沒(méi)有做好，將會(huì)影響到發(fā)射臺(tái)電子設(shè)備的運(yùn)行，甚至影響安全播出工作。針對(duì)這一情況，自開(kāi)工以來(lái)我們就不斷的完善這些工作，自行設(shè)計(jì)了機(jī)房大樓屏蔽和防雷接地方案。

二、電磁屏蔽和建筑防雷設(shè)計(jì)相關(guān)理論

(一)電磁波對(duì)播出信號(hào)和設(shè)備的干擾

中波廣播的頻段帶寬為526.5-1606.5kHz，主要是地面波繞射傳輸為主，電離層反射波傳輸為輔，還會(huì)產(chǎn)生反射波、折射波和次生波，普通框架結(jié)構(gòu)房屋對(duì)中波的屏蔽作用很微小，在輸出輸入線上都能產(chǎn)生感應(yīng)高頻信號(hào)，線越長(zhǎng)越明顯，如電話線、電源線都疊加了較強(qiáng)的干擾信號(hào)，干擾設(shè)備的正常工作，使基帶信號(hào)的信噪比降低，影響播出質(zhì)量。

(二)高頻信號(hào)的傳輸原理

趨膚效應(yīng)：趨膚效應(yīng)是指高頻電流進(jìn)入良導(dǎo)體后，電流集中在導(dǎo)體表面流過(guò)，而非平均分布于整個(gè)導(dǎo)體的截面積中，這種現(xiàn)象叫做趨膚效應(yīng)。頻率越高趨膚效應(yīng)越明顯，滲透深度與頻率的開(kāi)方成反比用電磁波場(chǎng)強(qiáng)值衰減到表面的1/e（約為0.368）時(shí)所經(jīng)過(guò)的距離來(lái)描述趨膚效應(yīng)的程度，也即良導(dǎo)體中的電磁波只能存在于導(dǎo)體表面很?。ㄎ⒚准?jí)）的一層介質(zhì)中，在微米級(jí)距離內(nèi)就基本衰減完畢。良導(dǎo)體為電阻率小的導(dǎo)體，有銀、銅、鋁、鐵等。

(三)屏蔽原理

屏蔽就是用金屬板面或網(wǎng)做成六面體，將電磁波限定在一定空間范圍內(nèi)，使其場(chǎng)強(qiáng)能量從一面?zhèn)鞯搅硪幻媸艿胶艽蟮乃p。屏蔽分為靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽三類(lèi)，電磁屏蔽能有效解決電磁波干擾。

電磁屏蔽就是利用低電阻率的金屬罩對(duì)高頻電磁波產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來(lái)電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果，主要用于高頻（大于10kHz），但整個(gè)屏蔽體必須是導(dǎo)電連續(xù)的，并且不能有直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體，這樣才能起到良好的屏蔽作用；低阻率金屬有銀、銅、鋁、鐵等，除金屬外，其它導(dǎo)電良好的材料都可以做屏蔽體，如：導(dǎo)電橡膠、金屬網(wǎng)、有機(jī)導(dǎo)電材料等，但屏蔽體必須接地。

(四)均壓環(huán)

均壓環(huán)是建筑物為防止雷擊而設(shè)計(jì)的環(huán)繞建筑物周邊的水平避雷帶，主要作用是均壓，將高壓均勻分布在物體周?chē)ＷC在環(huán)形各部位之間沒(méi)有電位差，從而達(dá)到均壓的效果。

三、機(jī)房大樓屏蔽室的設(shè)計(jì)

根據(jù)上述原理分析，對(duì)照新臺(tái)區(qū)主要干擾源，確定采用屏蔽材料和屏蔽方式。

圖1 機(jī)房平面圖

(一)機(jī)房大樓尺寸

屏蔽室即為“U”型結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)28米，寬23.5米，高8米，中空16*15.5*8，如圖1。

(二)屏蔽效能

屏蔽室設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是提高屏蔽效能，而其中關(guān)鍵是正確選擇屏蔽材料、節(jié)點(diǎn)連通構(gòu)造和門(mén)窗口處理。機(jī)房與發(fā)射鐵塔在同一平面上，距離最近鐵塔約70米，發(fā)射功率約10kW，鐵塔平面與公路地面落差50米，整個(gè)山頭就像一座小島，地質(zhì)結(jié)構(gòu)以風(fēng)化石為主，夾雜少量黃泥，土壤為干燥型，因此鐵塔接地電阻較大（9Ω），基于以上因素，屏蔽機(jī)房需按強(qiáng)干擾源來(lái)設(shè)計(jì)。

(三)屏蔽材料選用

屏蔽材料對(duì)屏蔽效能起到?jīng)Q定性的作用，應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算后才選用，按上述屏蔽原理，對(duì)屏蔽材料的要求是：

1.有較好的屏蔽衰減系數(shù)，通常采用導(dǎo)磁率和導(dǎo)電率都大的材料；

2.有良好的耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度，可采用鍍層金屬材料，如鍍銅、鍍鋅等；

3.具有經(jīng)濟(jì)性；

4.方便安裝，釘掛、緊貼在外墻上，不影響主體建設(shè)和內(nèi)部裝修（如墻面貼瓷磚）。

屏蔽材料分為網(wǎng)材和板材兩類(lèi)，網(wǎng)材的屏蔽特點(diǎn)是：當(dāng)工作頻率在10kHz以上時(shí)，隨著頻率的升高，網(wǎng)材屏蔽系數(shù)并不增加，在其他條件相同的情況下，銅網(wǎng)的屏蔽系數(shù)最高，鋼網(wǎng)次之。綜合考慮后，墻壁屏蔽選用銅網(wǎng)，網(wǎng)格邊長(zhǎng)計(jì)算值為波長(zhǎng)百分之一，就達(dá)到屏蔽的作用，原則上越密越好，但外墻要貼瓷磚，太密灰漿進(jìn)不去，所以選銅網(wǎng)規(guī)格為一目（即1平方厘米1孔），銅絲直徑0.5毫米，寬1米長(zhǎng)30米一捆，編織結(jié)構(gòu)，交叉點(diǎn)為接觸型，墻面1056平米，需35捆。天面選用菱形鐵網(wǎng)，便于搗制，菱形邊長(zhǎng)為25*25毫米，厚度為2毫米，是一張鐵板拉制而成的網(wǎng)，交叉點(diǎn)是牢固一體型。

(四)建造工藝要求

1.外墻銅網(wǎng)釘掛

“U”型樓的外墻壁上釘掛銅網(wǎng)，要垂直釘掛，主要考慮統(tǒng)一在下端接地，垂直網(wǎng)（經(jīng)）線能貫穿到頂，墻上預(yù)留（接地）扁鐵與銅網(wǎng)焊牢。

2.銅網(wǎng)下邊沿銅帶焊接（如圖2）。

在下邊沿墻根處，用100*1毫米長(zhǎng)條銅帶釘在底，銅網(wǎng)貼在其上，再用20*0.5毫米長(zhǎng)條銅帶壓在銅網(wǎng)上，形成兩帶壓一網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每一根垂直銅線（經(jīng)線）都焊牢于兩銅帶上，在墻根的地圈梁外側(cè)環(huán)繞“U”樓一周，形成一個(gè)閉合銅帶圈（等電位體），并與預(yù)留的扁鐵（接地）焊牢，再與地井銅帶焊牢，形成一個(gè)接地的整體。上邊沿（在二層天花板下方）閉合銅帶圈的制作，與下邊的類(lèi)似，但墊底銅帶改為50*1毫米，主要考慮高處外墻（貼瓷磚）不宜用太寬銅帶的問(wèn)題。

圖2

3.銅網(wǎng)中橫向線（緯線）的焊接

環(huán)繞“U”型樓一周總長(zhǎng)度為132米，垂直釘掛銅網(wǎng)132幅，高8米，交疊一厘米，重疊處用銅焊焊牢。

4.遇門(mén)（窗）口的處理

遇到門(mén)（窗）口處，銅網(wǎng)折角，門(mén)（窗）框壓著網(wǎng)，框與網(wǎng)多點(diǎn)焊接，窗頁(yè)外側(cè)釘掛銅網(wǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)處與框焊接，以上全部銅焊。門(mén)是鐵門(mén)，不用網(wǎng)。

5.樓頂菱形網(wǎng)建造

以鍍鋅扁鐵（40*4毫米）為骨架，墊在下方，菱形網(wǎng)的邊搭在扁鐵上，每條邊都與扁鐵焊牢，扁鐵與扁鐵的十字交叉點(diǎn)的兩邊要焊牢，不要點(diǎn)焊，要路焊，所謂路焊就是均勻的焊成一條路，也稱(chēng)滿焊。

圖3 由四張菱形網(wǎng)構(gòu)成的小網(wǎng)樣式

由若干張小網(wǎng)（圖3）組成的大網(wǎng)，覆蓋整個(gè)二樓頂（輔助用房）天面，在澆筑好的水泥板上，每根柱子要預(yù)留扁鐵在頂層上面，柱子與柱子之間每隔2米留一條扁鐵，大網(wǎng)四周外邊沿的扁鐵要與柱子、橫梁上預(yù)留的扁鐵焊牢。

總的來(lái)說(shuō)，銅網(wǎng)、菱形網(wǎng)的關(guān)鍵是電流連續(xù)，經(jīng)緯線都不能有端點(diǎn)，窗口也要屏蔽，才能達(dá)到好的屏蔽效果。

四、機(jī)房防雷接地設(shè)計(jì)

在機(jī)房動(dòng)工建設(shè)期間，發(fā)現(xiàn)地基與整個(gè)山頭的土質(zhì)均是風(fēng)化石，地阻大，防雷差，對(duì)播出不利，因此在基礎(chǔ)圈梁澆筑時(shí)，就增加了五個(gè)接地項(xiàng)目：

(一)圈梁鋼筋與柱子鋼筋焊接為一個(gè)整體，地面室內(nèi)600*600毫米橫直平鋪鋼筋與圈梁鋼筋焊牢，交叉點(diǎn)焊牢。

(二)用40*4鍍鋅扁鐵圍繞柱子一周，并焊接。

(三)一層高4米，每根柱子焊四道扁鐵，第一道扁鐵向內(nèi)、向外預(yù)留長(zhǎng)300毫米接地用，其余三道只向外預(yù)留300毫米，如圖4。

圖4 柱子、圈柱扁鐵、預(yù)留扁鐵示意圖

(四)在地梁外側(cè)約500mm處，有一條扁鐵圍繞地梁一周，每隔2米垂直打一條4#鍍鋅角鐵入地2米深，并與扁鐵和鋼筋焊牢，形成多點(diǎn)接地，如圖5。

(五)“U”型樓開(kāi)口處，兩點(diǎn)用扁鐵與圈梁扁鐵連通焊牢，在地梁外側(cè)，離墻6米處、每隔2米垂直打一條4#鍍鋅角鐵入地2米深， 6米處的點(diǎn)再用扁鐵連城一個(gè)圈，并與扁鐵焊牢，形成一個(gè)均壓環(huán)，如圖6。

小結(jié)：通過(guò)建造屏蔽網(wǎng)和防雷接地網(wǎng)，改善了機(jī)房的屏蔽效能和接地防雷效果，為設(shè)備的安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

圖5 機(jī)房多點(diǎn)接地示意圖

圖6 均壓環(huán)建造示意圖