電視中心機房的防雷措施研究

郝樹君

很多廣播電視傳輸發射臺站處在野外或山頂，中心機房周圍是開闊地帶，沒有其他建筑物遮擋，極易遭到雷電襲擊，從而造成設備損毀，危及人身安全，機房內雖然不能直接被雷電擊襲擊，但雷電可以通過電力線、光纖、電纜和天線傳入機房內，雖然從戶外傳入機房內的雷電強度有所減弱，但仍然具有較強的破壞力和殺傷力。所以，電視臺站中心機房采取嚴謹的防雷措施尤為重要，針對雷電的不同侵入路徑采取相應防雷措施。電力線由于傳輸距離長，傳輸損耗小，所以，電源防雷是中心機房的防雷重點，其次是進出機房的電纜、信號線、光纖、天線的防雷保護。

1 電源系統的防雷措施

電力線要通過地埋進出機房，電力線采用帶金屬屏蔽層的鎧裝電纜或將電力線加裝套在金屬管內，金屬屏蔽層或金屬管兩端接地。在機房配電柜前各節點上加裝電源類SPD，實施多層防護，在變壓器高壓輸入端加裝無間隙氧化鋅高壓避雷器，在低壓輸出端加裝20～100kA限壓型SPD；在低壓配電箱和機房穩壓器內加裝15kA限壓型SPD；如果總配電箱與分配電箱之間的電力線距離超過30 m或其負載的電氣設備的電源對雷電較敏感，在總配電箱內安裝10KA的限壓型SPD；對計算機處理系統等雷電敏感設備的電源插排內加裝3KA的限壓型SPD。

SPD的安裝方式不同其實際泄放能力也不同，由于連接線的電感會產生殘壓，所以，SPD與接地匯流排連線在安裝時要盡量縮短，即SPD就近接地。多級加裝SPD就可以減少連接線電感產生殘壓，前端SPD泄放掉大部分雷電流，后端SPD只需要泄放掉少部分雷電流，從而使連接線上的殘壓減少。考慮到SPD前后泄放的順序，各SPD之間的電力線長度應大于5 m。

“多級防護，層層泄流”是防雷的規范化原則，供電系統的分流限壓防雷保護應不少于三級，在交流供電系統的輸出端安裝電涌保護器（SPD）作電力線路瞬間過壓保護，將引入的雷電泄放入地，保護設備和人身安全。

第一級電源保護：在電視臺站總配電房的輸出端，加裝高能量防雷器和保護器DEHNport 255 3只+DEHNgap B零地（N-PE）1只，用16 mm2電纜線與總開關輸出端的L1、L2、L3、N（對PE）并聯。在每組防雷器前均加裝1只斷路器（63A/3P），實施過載保護。

第二級電源保護：分別在各機房獨立配電柜的輸出端，安裝浪涌過壓保護器和保護器DEHNport 225 3只+DEHNgap C/T零地（N-PE）1只。用16 mm2電纜線與各機房總開關輸出端的L1、L2、L3、N（對PE）并聯。每組防雷器前都要安裝1只斷路器（63A/3P），用于過載保護。

第三級電源保護：機柜上使用防雷浪涌電源插座（AUE2220）。各機房的UPS輸出配電柜處，加裝過壓限制器（DEHNrail230FML），用2.5 mm2電纜總開關輸出端的L、N（對PE）并聯。每只保護器前均加裝一只16A/1P斷路保護器。

2 傳輸線的防雷保護

進出機房的傳輸線，兩端應安裝相應的SPD，并做好屏蔽層兩端接地。機房內的傳輸線，可以根據其長度和在機房內所處的位置雷電強弱考慮，可在線路的一端或兩端安裝SPD。通過走線架的傳輸線，采用放電管和熱敏電阻組成的安保單元進行保護，走線架要就近接地。也可以在接入有線設備前安裝信號SPD，進出機房的光纜的金屬保護皮接地，就近接在樓底層的接地匯流排上。

進出機房的天饋線主要是同軸電纜和波導饋線，接地的波導管不需要加裝SPD，饋線和同軸電纜要在引入機房處安裝高頻SPD，SPD的底線應與機房的接地匯流排就近連接。饋線和同軸電纜的金屬保護層要在鐵塔上、下兩端及機房入口外側就近接地。如果天饋線長度大于60 m，應在其中間增加一個與鐵塔的連接點。

進出機房的視頻線應分別加裝視頻防雷器（DEHNugkf/bnc）防護。進出機房的音頻線應分別加裝數據線防雷器初級+精細（DEHNblitzductor CT Base+BE5V）防護。衛星接收天線在饋線接入接收機前加裝衛星電視饋線防雷器（DEHNgate FF TV）。進出機房的電話線在電話入口處加裝專線防雷器（DEHNMD110）對電話耦合器。在無線接收機入口處加裝天饋線防雷器。

3 接地要求

機房內的所有金屬設施必須接地，其中包括所有設備的外殼、機柜外殼、金屬支架、走線架等等。接地有三種方式，即單點接地、多點接地和混合接地。單點接地適用于低頻設備；多點接地適用于高頻設備；混合接地適用于高低頻混合設備。單點接地是目前各種機房統一采用的方式，就是所有設備的所有接地共同合用一組接地體的聯合接地。要求接地線短、粗、直，并且兼顧設備的短路電流和雷電流的能力。接地線的截面積應根據具體情況而定，建議用39～95 mm2的多股銅線，而泄放雷電流的接地線用＞16 mm2的銅線即可。

接地連接線的要求是短、粗、直，各個機房的分匯集應直接與總匯集線相連接。接地匯集線的截面積要根據需要泄放的電流而定，推薦用大于120 mm2的銅排或鍍鋅扁鋼。整個機房應共用同一組接地體，框架結構機房的基礎鋼筋是良好的接地體，可以利用。對于獨立埋設的接地體，主要采用鍍鋅鋼材、環形結構，要注意其埋設深度和制作工藝，以保證接地體可靠有效。接地電阻的阻值應＜1 Ω，從防雷的角度考慮，接地系統的布置更加重要。

4 接地體的鋪設要求

接地體應在距離機房建筑物5 m左右的地方設置，在地面上挖約深1 m、長2 m、寬2 m的地溝，接地體的焊接工藝要符合規范要求，在接地體引出線出地面1 m左右處作為接地連接和測試點。

在接地體焊接時，焊接面積要大于6倍的接觸面積，要清除焊接殘渣，并對焊接點做防腐處理。

回填土壤要采用敷設降阻劑法（鋪鹽、灑水）提高導電能力，使接地電阻小于1 Ω。

地溝回填應采用導電性能較好的粘土和降阻劑作填料，要分層操作，每回填30 cm，撒鹽加水夯實一次。

測試接地電阻：用地阻儀測量接地體的接地電阻，從而檢驗接地體的設計和施工質量是否合格。如果沒有達到標準要求應及時分析原因和采取補救措施。

接地體連接到機房主干線：銅質接地連接線應＞50 mm2，接地體到機房的接地連接線要全部金屬套管。