電視轉(zhuǎn)播臺防雷技術(shù)淺析

施正濤

（作者單位：寧洱縣電視轉(zhuǎn)播臺）

1 防雷措施的必要性

電視轉(zhuǎn)播臺雷電防護(hù)的對象是電視發(fā)射塔、機(jī)房、辦公及生活用房、綠化設(shè)施。雷電防護(hù)的內(nèi)容涉及發(fā)射塔加裝接閃器、地網(wǎng)鋪設(shè)、房屋避雷、接收發(fā)射設(shè)備接地線的鋪設(shè)。電視轉(zhuǎn)播臺大多位于人煙稀少的高山上，發(fā)射塔又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出地面，因此，極其容易受到雷擊，且接收發(fā)射設(shè)備為精密儀器，價(jià)格昂貴，遭受雷擊時(shí)極容易損壞，按照國家1994年頒布的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》及其他標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置發(fā)射塔避雷措施是此工程的重中之重，其他建筑物、綠化設(shè)施均按照第三類防雷建筑物相關(guān)規(guī)定采取措施。

2 直擊雷的防護(hù)

雷電分為直擊雷和感應(yīng)雷兩種，直擊雷多發(fā)生在該區(qū)域的最高點(diǎn)，因此，處理好發(fā)射塔的避雷措施就等于處理好了轉(zhuǎn)播臺遭受直擊雷侵害的問題。電視轉(zhuǎn)播臺的發(fā)射塔要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置12 mm鍍鋅圓鋼單只避雷針，地網(wǎng)鋪設(shè)成網(wǎng)狀，其密度為0.5 m，占地面積800 m2，接地電阻為4 Ω。在發(fā)射塔上加裝避雷針時(shí)首先考慮其安裝高度，單指針保護(hù)范圍可以用一個(gè)以避雷針為軸的圓錐形來表示。

避雷針在地面上的保護(hù)半徑按下式計(jì)算：

式中：r為避雷針在地面上的保護(hù)半徑（m）；h為避雷針總高度（m）。

避雷針在被保護(hù)物高度hb水平面上的保護(hù)半徑rb按下式計(jì)算：

式中：rb為避雷針在被保護(hù)物高度hb水平面上的保護(hù)半徑（m）；ha為避雷針的有效高度（m）；P為高度影響系數(shù)，h＜30m時(shí)P=1，30m＜h＜120m時(shí)。

以寧洱縣電視轉(zhuǎn)播臺為例，實(shí)地測量需要保護(hù)的地面半徑為50 m，根據(jù)（1）式計(jì)算得避雷針的安裝高度h=r/1.5=34 m；需要保護(hù)最高一幢物高度為10 m，保護(hù)半徑為20 m，根據(jù)（3）式計(jì)算得避雷針的安裝高度h=(rb+2hbP)/1.5P=27 m，根據(jù)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果可以看出，把避雷針安裝在50 m高的發(fā)射塔頂部完全可以滿足保護(hù)發(fā)射塔及臺內(nèi)的一切建筑物的要求。因此，確定把12 mm鍍鋅圓鋼單只避雷針安裝在發(fā)射塔的頂端，以塔身作為避雷針的引下線，用四個(gè)塔基牢固焊接到地網(wǎng)上。因?yàn)榕_內(nèi)的建筑物都在安裝于發(fā)射塔上的避雷設(shè)施的保護(hù)范圍內(nèi)，所以在建筑物上加裝單獨(dú)的避雷針，只需要沿著建筑物屋檐、沉降縫等其他突出部位規(guī)范美觀敷設(shè)避雷帶，并把避雷帶用扁鋼作引下線連接到地網(wǎng)上，或利用建筑物混凝土基礎(chǔ)內(nèi)主筋作為自然接地裝置。整個(gè)直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，由避雷帶經(jīng)板筋通過柱內(nèi)主筋至基礎(chǔ)自然地網(wǎng)形成一個(gè)低阻抗泄流通道。用扁鋼作引下線時(shí)，要求每隔不大于25 m設(shè)置一處，并均勻?qū)ΨQ布置接地裝置，引下線距離地面以上2 m套PVC管做防護(hù)措施。利用建筑物基礎(chǔ)主鋼筋作為自然接地裝置時(shí)，接地電阻應(yīng)該在3 Ω以下。

3 感應(yīng)雷的防護(hù)

為有效阻止感應(yīng)雷的引入機(jī)房，從而保護(hù)接收發(fā)射設(shè)備，工程中根據(jù)機(jī)房內(nèi)設(shè)備的擺放情況，用銅皮鋪設(shè)室內(nèi)地網(wǎng)，通過多點(diǎn)與室外地網(wǎng)可靠連接，從而營造等電位環(huán)境。同時(shí)，把各種設(shè)備的機(jī)殼牢固焊接在室內(nèi)地網(wǎng)上。另外，為避免從室外引進(jìn)的天饋線、鐵塔搭橋、電源線、信號線等引入感應(yīng)雷，必須采取屏蔽線就近接地、穿入鋼管埋人地下等措施進(jìn)行電氣阻隔。

防止電源系統(tǒng)引入雷電方面，電視轉(zhuǎn)播臺必須采用分層設(shè)防方案，在轉(zhuǎn)播臺自行維護(hù)的高壓線路終端桿、終端桿前第一、第三桿上各增設(shè)一組避雷器，變壓器高、低壓側(cè)安裝大容量、高靈敏度的避雷器。低壓入戶線采用了鎧裝電纜埋地引入，兩端金屬外皮就近良好接地。

鋪設(shè)地網(wǎng)時(shí)，首先開挖長為80 m、寬為10 m、深為1 m的網(wǎng)狀溝，溝與溝的距離為0.5 m的壕溝，把鍍鋅的6分鋼管裝入溝中，鋼管之間交叉的地方焊接牢固，并每隔5 m用扁鋼引出地面，用于焊接地面上諸如塔基的接地。各接點(diǎn)焊接完成后，壕溝回填土，地網(wǎng)鋪設(shè)完成。

經(jīng)過以上處理，電視轉(zhuǎn)播臺的防雷措施全部完成。以寧洱縣電視轉(zhuǎn)播臺的防雷工程為例，該工程按照以上措施施工，于2010年1月通過驗(yàn)收并開機(jī)運(yùn)行，運(yùn)行至今臺內(nèi)機(jī)器設(shè)備和建筑物從來沒有出現(xiàn)過被雷電侵害的事故，從而證明了該工程達(dá)到了很好的防雷預(yù)期效果。