发射台防雷接地方案浅析

徐启元

（作者单位：安徽省岳西县广播电影发展中心）

发射台防雷接地方案浅析

徐启元

（作者单位：安徽省岳西县广播电影发展中心）

本文介绍了岳西县新建发射台工程建设防雷接地的设计内容、工程施工步骤以及工程施工技术规范要求。

发射台；防雷接地工程；设计；步骤；技术规范

1　工程概况

根据国家广电总局无线覆盖工程建设要求，结合岳西县广播电视发展规划和《无线发射技术方案》，岳西县发射骨干台新选址在花果山兴建，为实施好中央及省台节目无线覆盖，将上级配备的无线覆盖设备用好，积极做好发射台的各项配套工程建设。

为保证发射台站防雷设计符合国家有关防雷标准及广电系统防雷规范要求，以综合治理、全方位防护、层层设防、使雷击能量快速安全泄放，以均衡均压等电位原理为原则，按照雷电活动区的类型结合新选台址因地制宜地处理好台建筑物、机器设备及供电方式等防雷接地。防雷保护系统综合采取接闪、分流、搭接、均衡和均压等电位连接的方法措施，配以完善的施工方法和性能优质的防雷材料，起到有效保护发射台站机器设备免遭雷电危害切实保证设备财产和人身安全，特制定防雷接地工程方案。

2　防雷接地工程方案

新选址发射台位于海拔410m东经116°21′33″，北纬30°51′16″的花果山山顶，地质结构为麻沙土壤为主，同时伴有风化石。铁塔天线、机房供电电源等设施都极易遭直击雷、感应雷等多种过电压的侵袭，如果防护措施不到位，随时可能遭受重大损失。因此，必须综合考虑发射台的雷击电磁脉冲防护，应从台站整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。结合发射台新选址花果山的地形地貌，发射台防雷接地工程主要包括铁塔防雷接地、机房工作接地、专用电力供电变压器接地三大部分，铁塔防雷接地由3条50m防雷接地带、放电坑及连接防雷接地带构成环网组成，机房工作接地由1条15m工作接地带以及放电坑构成，将发射台站的所有建筑物至于环网内，切实保护设备财产和人身安全。

2.1工程实施内容

2.1.1直击雷防护

为保护天线不被直接雷击，在铁塔顶部架设避雷针，避雷针通过塔体直接接入地网。

2.1.2电源线的防护

对于发射台的电源线防护，进入机房的电源线采用金属铠装电缆地埋方式，且在电缆铠装层两端接地；或采用无金属铠装的电缆必须穿钢管地埋，且钢管的两端接地。地埋的长度要大于50m。

2.1.3信号电缆线的防护

所有信号电缆均采取屏蔽措施。可将信号电缆敷设在屏蔽线槽中，再将屏蔽线槽可靠接地。也可将信号电缆穿金属管敷设，金属管全线保持电气上的连通，并且金属管两端必须接地良好可靠。信号电缆防感应雷对于整体防雷布局来说，是非常重要的一个环节。

2.1.4天馈线的防护

在铁塔中心引下从天线至机房的同轴馈线电缆，不采用传统的同轴电缆护层下、中、上三点接在铁塔上的方法。而采用下部外护层接地，即在机房内馈线电缆与机器连接头金属上的接地，就近与地网引出的接地线妥善连通，可减少同轴电缆内导体上感应电流强度。

2.1.5等电位的连接防护

台站发射机房设置均压环，将机房内所有物体，包括金属管道、门窗、机器设备外壳、电缆屏蔽层以及进出机房所有金属构建进行电气连接，并接到均压环上，达到均衡电位。均压环采用60×6镀锌扁钢进行连接，每隔3m设一支撑接地。均压环必须有良好可靠的接地，一定要将均压环与机房建筑物的主钢筋进行可靠焊接。

2.1.6接地系统的构建

良好的接地系统是保护人身、机器安全、系统稳定工作的重要保证，既是防雷系统的重要基础，也是防雷系统的重要基础。特别是在强雷区，无线发射机房构筑的接地网、铁塔地网与变压器地网连接组成一个统一接地网，从而使雷击电荷更快地泄放，达到迅速降低残压，防止形成地电位，产生反击事故发生，达到有效降低雷击灾害威胁

2.2防雷工程实施步骤

2.2.1发射台的交流供电系统的防雷与接地

一是发射台的交流供电系统采用三相四线方式供电。二是发射台专用电力变压器要按照国家电网防雷接地的要求，建设防雷接地。发射台所有的电力线均在进入机房处加装避雷器。三是从电力变压器到发射台机房的低压电力电缆全部以穿金属钢管地埋方式进入机房，钢管两端必须牢固接地。四是发射台机器设备正常不带电的金属部分、避雷器的接地端要做保护接地，严禁做接零保护。五是发射台直流工作地从室内接地汇聚线上引接，引接接地线材料选用多股铜线（截面积35～100 mm2）。六是发射台电源设备必须满足国家电力部门关于耐雷击规定的标准，交流屏、整流器、高频开关电源设分级防护装置。七是重要机器设备要根据其容量在交流进线端配备不同型号的电源避雷器。

2.2.2发射台天馈线系统的防雷与接地

一是发射台的天线要在避雷针的保护范围内，避雷针按国家规定标准制作。二是机房至天线的同轴馈线电缆从铁塔中心引下，在机房内同轴馈线电缆与机器连接头金属上的接地，就近与地网引出的接地线妥善连通，减少同轴电缆内导体上感应电流强度。

2.2.3发射台信号线路的防雷与接地

发射台信号采用光缆线路传输，机房外架空钢铰线与铁塔防雷接地网连接，钢铰线严禁进入机房，以防雷击。

2.2.4发射台铁塔的防雷与接地

发射台铁塔的高空障碍信号灯，采用太阳能方式供电，以避免雷击，且彻底避免了因电源线老化产生漏电的危险。

2.2.5其他设施的防雷与接地

一是发射台的建筑物有完善的防雷装置（避雷网、避雷带和接闪器）等，有效防止直击雷及二次感应雷的侵害。二是机房屋顶的避雷带要与机房顶部的各种金属设施连通，屋顶的彩灯安装位置要在避雷带下方。三是机房内走线架、机架、机壳、金属门窗和通风管道等金属设施都要做保护接地。保护接地线采用铜导线（截面积大于35 mm2）。

2.2.6发射台的联合接地系统

2.2.6.1地网的组成

第一，发射台根据均压等电位原理，将工作地、保护地、防雷地组成一个联合接地网，台内各种接地线分别接到接地网上。第二，由机房地网、变压器地网和铁塔地网组成发射台地网，发射台地网要充分利用机房、铁塔的基础的主钢筋作为接地体的一部分。第三，机房地网组成。以机房为中心呈散水状构设环形接地，并将其与机房建筑物横竖梁2根以上的主钢筋牢固焊接，同时将机房地桩内2根以上主钢筋与机房地网焊接连通，组成机房地网。布设机房静电地板时，要在地板下敷设闭合的环形接地线，地线材料为铜导线（截面积大于50 mm2），并从接地汇聚线上引出两根以上的铜质接地线（截面积为50～75 mm2）与引线排，环形接地线（作为地板金属支架的接地引线排的材料为铜板），并以其东、西或南、北侧连通。第四，铁塔地网的组成。铁塔塔基四脚用镀锌扁钢焊接连通，形成封闭的圆形，充分利用塔基地桩主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体。并根据花果山的地形，以发射铁塔为中心，构建3条50m防雷接地带呈散水状向四周延伸，在末端设避雷坑；同时，将避雷带终点用镀锌扁钢相互焊接连通，构成环形环网，环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，环网采用镀锌扁钢每隔3米内做一垂直接地，垂直接地体（用2.5m角钢）焊接连通环网镀锌扁钢，相互组成一个周边封闭的地网，以保证雷电流快速泄放。第五，联合地网的组成：将电力变压器地网与发射机房地网、铁塔地网之间的避雷坑，用镀锌扁钢焊接相互连通1次，以相互组成一个周边封闭的地网。

2.2.6.2接地体

接地体采用热镀锌钢材，其规格要求：角钢60mm×60mm×6mm；扁钢60mm×6mm；钢板放电块2000mm×2000mm×8mm；铜板放电块1000mm×1000 mm×5mm。

垂直接地体长度为2.5m，垂直接地体间距为≤3m。若遇到石块、麻沙等土壤电阻率不均匀的地块，采用适当加长垂直接地体，必要时可添加降阻剂。

所有接地点之间的焊接点，除浇筑在混凝土中的以外，均要进行反腐处理。焊接点的对扁钢为其宽度的2倍搭接长度，对圆钢为其直径的10倍搭接长度。

2.2.6.3避雷带

所有避雷带均在接地槽内埋设,接地槽宽0.7m，深1.5m，槽底部每隔3m钉入2.5m角钢接地桩，并将所有接地桩与避雷带进行可靠焊接；在接地槽铺好避雷带后，依次覆盖0.05m厚的铁屑、0.05m厚的工业用盐，再用回填0.25m的黏结土（熟田泥最佳），最后用本地土回填并夯实。

2.2.6.4避雷坑

避雷坑深1.5m，底面2m×2m，底层填埋辅助材料，并将避雷带扁钢可靠连接在放电块钢板（或铜板）上。

2.2.6.5接地线和接地引入线的要求

接地线要尽量短、直，材料采用多股铜线（截面积35～95 mm2）。接地引入线长度在30m内，其材料为镀锌扁钢（截面积不宜小于60 mm×6 mm）或多股铜线（截面积不小于95 mm2）。接地引入线作防腐、绝缘处理。接地引入线由地网中心部位就近引出，与机房接地汇聚线连通，接地引入线不少于2根。

2.2.6.6接地电阻标准

发射台地网的接地电阻值小于1Ω。电力变压器（100kVA以下）保护接地电阻值小于4Ω。

2.3工程施工技术规范要求

第一，安装制作焊接6×60镀锌扁钢接地引线，要四周围焊连接处，不能有虚焊，焊接处必须牢固可靠，扁钢焊接重合长度达12 cm以上，镀锌扁钢与铜不能有虚焊，焊接处必须可靠牢固，扁钢焊接处重合长度达120 mm以上，铜与镀锌扁钢与等电位连接处面积要大于50 mm2，焊接处必须做反腐处理。

第二，将制作好的6×60镀锌扁钢接地引上塔体，要求布放安装工艺垂直整齐规范，扁钢必须固定牢固，达到抗一定的风荷能力。

第三，塔下用6×60镀锌扁钢接地引线在塔体上，就近沿塔基开挖宽0.8m，深1.5m引线沟布放6×60扁钢与铁塔地网连通并牢固焊接。

第四，在施工时分别测试机房工作接地电阻值、变压器地网电阻值和铁塔地网电阻值，接地电阻值均应相等，达到≤4Ω。

第五，施工必须保证工程质量，施工结束地面硬化要恢复良好。

3　结语

岳西县兴建发射台的防雷接地工程严格按照该设计方案进行工程施工,工程竣工后对防雷接地系统进行检测验收,所有接地合格达标,实测为0.13Ω，该发射台自搬迁开播至今，机器设备均未遭到雷击损害，发射台的防雷接切实有效保护了无线台站设备财产和人身安全，为发射台安全优质播出提供了有力保障。