廣西廣播電視地球站防雷裝置整改工程

李松權 伍世煥

（廣西廣播電視地球站）

一、引言

廣西廣播電視地球站站現有的發電機房原是上世紀七十年代廣西電視臺的配電房，沒有防雷設施。我站技術樓則建于九十年代，到現在已經20多年，樓頂部分已經過重新裝修。由于發展的需要，建站時安裝的6米接收天線也在2003年改造成了收發共用的備用天線，增加了饋管走線架。播出機房的配電也隨著設備布局的更改而變動。但防雷裝置并沒有隨之進行過更新完善。2017年，我站對技術樓、播出機房和發電機房進行防雷系統第三方檢測，并請施工方技術人員多次進行現場勘察，對不符合防雷標準要求的項目提出整改工程，反復協商確定設計方案后再實施整改，使之達到和滿足國家防雷設計和技術規范的相關要求。

二、整改工程設計方案

（一）技術樓

我站技術樓按照第三方檢測報告及整改之前的檢查，存在的問題有：技術樓樓頂原接閃帶不符合防雷設計規范要求；6米發射天線饋管走線架未接地；配電房兩路電源總配電柜電源入線端裝設的電涌保護器(SPD)技術參數，不符合國家防雷技術規范要求；播出機房2個分配電箱的4路分電源未安裝Ⅱ級電源電涌保護器。整改工程內容如下：

1.重新安裝樓頂女兒墻上的接閃帶

原有的接閃帶低于樓頂女兒墻，不符合接閃帶與墻面垂直距離應符合《建筑物防雷設計規范》5.2.6“固定支架高度不宜小于150mm”的要求，故安裝新的接閃帶和接閃桿，并與原來的各引下線焊接。主要用以直擊雷的防護，保護建筑物本體免受直接雷擊，將可能擊中建筑物的雷電流通過接閃器（接閃桿、接閃帶、接閃網、接閃線）及引下線泄放入大地。

2.饋管走線架構架接地

為了加速雷電流泄放，減少走線架上的感應雷擊，饋管走線架的兩端和中間用Φ10mm熱鍍鋅圓鋼焊接并接地。

3.SPD 安裝

(1)在配電房總配電柜入線端 ，需要更換兩路市電I級電源電涌保護器。選型為深圳市雷斯克電氣有限公司LM-KB255-25電源防雷模塊,其主要技術參數：沖擊通流容量Iimp(10/350us)=15KA/線,電壓保護水平Up≦1.5KV。主要作用是將雷電流的大部分能量泄入地網，用于感應雷（雷電電磁脈沖）的防護、閃電電涌侵入的防護、雷擊電磁脈沖的防護。

(2)在播出機房內2個分配電箱的4路分電源空開處各并聯增設安裝1套II級電源電涌保護器，共需4套。在6000KW不間斷電源輸出后的雙擲開關處安裝1套單相II級SPD。選型為深圳市雷斯克電氣有限公司LMXD275-20電源防雷模塊，其標稱放電電流In=10KA，電壓保護水平Up≦1.2KV。主要作用是將雷電流的大部分能量泄入地網。

(二)發電機房

我站發電機房第三方檢測發現存在的問題有：屋頂無防直擊雷防雷裝置；配電柜未按照國家防雷技術規范要求安裝相應的I級電源電涌保護器；沒有建造接地網。整改工程內容如下：

1.安裝接閃帶和接閃桿：用Φ10熱鍍鋅圓鋼在屋頂天面外沿安裝接閃帶；在4個拐角處增設接閃桿，材料采用Φ12×500mm熱鍍鋅圓鋼，接閃桿與接閃帶進行焊接。

2.安裝引下線：用40mm×4mm鍍鋅扁鋼增設2根6米長的引下線，引下線沿屋角合理分布，使引下線的間距達到≤25m的國家防雷設計規范要求。

3.增設人工地網：在發電機房后面山坡上設立人工地網。地網主要由水平地極和垂直地極組成，垂直接地極采用∟50×5×1000mm熱鍍鋅角鋼、水平接地極采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地極與水平接地極焊接組合敷設，作為人工接地體。需要開挖30米0.4米寬，0.6米深的溝槽用于埋設地網。人工地網示意圖如圖1。

圖1 人工地網

根據《 建筑物防雷設計規范》的規定，按接閃桿獨立接地裝置接地電阻要求≤10Ω進行設計。獨立地網接地電阻的計算如下：

1.垂直接地極接地電阻的計算

單根角鋼棒地極接地電阻的計算

式中：ρ土壤電阻率取300Ω?m，

L每根垂直電極長度取3.66m，

D垂直地極直徑取0.042m，

得

每根垂直接地電阻為204Ω，21根垂直地極并聯后的接地電阻為9.7Ω。

2.水平地極接地電阻的計算

式中：ρ-土壤電阻實測300Ω?m，

L-水平地極總長度30m，

H-水平地極埋深0.6m，

d-接地體直徑取0.02m，

A-水平接地極的形狀系數，按GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》附錄A中表A.0.2查到的形狀系數為-0.6。

3.并聯后接地電阻的計算

式中：η-水平地極、垂直地極并聯后的地網利用系數（0.5～0.8），利用系數越高地網的降阻效果越好，本次取值0.7。

得

本地網接地電阻8.8Ω，達到≤10Ω防雷設計要求。

4.均壓等電位連接

將發電機房的人工地網，用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼與技術樓自然地網進行連接，以減小雷電流在人工地網和技術樓自然地網上所產生的電位差，防止地電位反擊，保護建筑內部設備以及人員的安全。

5.SPD 安裝

在發電機房配電柜安裝2套I級電源電涌保護器。選型與配電房兩路市電電源I級電源電涌保護器相同。

三、施工工藝要求

（一）接閃帶

1.接閃帶安裝高度為0.15m，支撐件間距為水平直線距離不大于1.0m，轉彎處不大于0.5m。

2.接閃帶轉彎處不能形成直角，應有圓弧過渡。

（二）引下線

1.明敷引下線應平直、無急彎，用卡釘分段固定，間距1m。

2.采用多根引下線時，宜在各引下線上于距地面0.3m至1.8m之間裝設斷接卡，當利用混凝土內鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎接地體時，可不設斷節卡。

（三）接地裝置

1.接地體的材料宜采用熱鍍鋅鋼材。

2.人工鋼質垂直接地體的長度宜為2.5m。其間距以及人工水平接地體的間距均宜為5m，當受地方限制時可適當減小。

（四）接閃帶、引下線、接地裝置焊接

1.扁鋼與扁鋼(角鋼)搭接長度為扁鋼寬度的2倍，不少于三面施焊；圓鋼與圓鋼搭接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊；圓鋼與扁鋼搭接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊。

2.焊接部位應除去焊渣后作防腐處理。

（五）電涌保護器安裝

電源電涌保護器的安裝應符合下列要求：

1.電源SPD應安裝在總電源開關、熔斷器的下樁頭（負載端）分別與配電箱內線路的同名端連接，并每相串接一個63A～100A空開，連接線應短直，其長度不宜超過0.5m，并固定牢靠。SPD的接地端應以最短距離與等電位接地端子板連接。

2.電源電涌保護器的連接導線最小截面積宜符合表1的規定。

表1

3.電源電涌保護器的安裝圖如圖2。

圖2 電源電涌保護器安裝圖

四、工程實施及檢測驗收

根據工程設計方案，2018年8月我站對技術樓和發電機房的防雷接地裝置實施整改。在工程實施過程中，要求施工方詳細制定施工計劃進度表，按照設計方案和技術規范要求施工；同時制定安全措施、加強管理，遵守工程建設有關管理規定，嚴格按照安全標準組織施工，消除事故隱患。我方則指定人員隨時注意跟蹤協調，保證施工質量，同時確保不影響設備播出安全。工程完工后，請第三方機構重新進行檢測，分別出具《建筑物防雷裝置檢測報告》和《信息系統防雷裝置檢測報告》，并根據施工方提供的《廣西廣播電視地球站防雷裝置整改工程竣工文件》報告，作為工程驗收的依據。

五、結束語

本防雷裝置整改工程，范圍包括直擊雷防護、供電線路感應雷防護、接地網建造、均壓等電位連接等內容。工程實施后，使技術樓和發電機房達到《建筑物防雷設計規范》所規定的第三類防雷建筑物要求，播出機房達到《建筑物電子信息系統防雷技術規范》第4.3條規定的B級電子信息系統雷電防護等級要求，提高技術樓、發電機房和播出機房對直擊雷和感應雷的防護能力，消除雷電災害安全隱患，確保廣播電視播出設備的安全可靠運行。