发射台站广播电视设备防雷接地措施

田世杰　李瑞珍.内蒙古广播电视网络集团有限公司　内蒙古　呼和浩特市　0000 .内蒙古新闻出版广电局73台　内蒙古　呼和浩特市　00050

发射台站广播电视设备防雷接地措施

田世杰1李瑞珍2
1.内蒙古广播电视网络集团有限公司内蒙古呼和浩特市010010 2.内蒙古新闻出版广电局731台内蒙古呼和浩特市010050

【摘要】发射台站的广播电视设备一般都安装在高山之上，树木较多、地质条件复杂、岩石层厚，接地电阻很难满足要求，致使雷电无法顺利泄放到大地，在雷电日期间极易接入雷电。为避免广播电视发射系统出现雷击，提高设备的稳定性和安全性，根据广播电视发射台站的位置、环境，必须采用切合实际的防范措施，保证安全播出。本文结合工作实践，简要阐述了发射台站设备防雷要求和接地措施。

【关键词】发射台站防雷接地施工要求

1　雷电的种类

雷击是指加在物体间瞬时电压，即在极短的时间内物体遭受的峰值冲击电压。当发生雷击时，强大的电流会通过各种途径直接或间接地侵入机房设备使其损坏。据有关部门测定，雷电电流可达到20万安培，对地感电压可达6000伏。而发射设备中一般元器件可承受额定电压约700V左右的峰值电压，远远小于雷击时产生的电压。所以，雷电产生的危害要远远大于市电电网电压波动或短路造成的危害。

通过多年观察，雷电呈现的形式主要有两种：一是“直击雷”，这种雷击对设备及地面的物体产生致命的打击，其破坏力极其严重。二是“感应雷”，它的形成过程是由带电云层的静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。

2　预防雷电的措施

传输雷电的方式有空间通道、馈线通道、信号通道、供电通道、地电位反击通道、地电流反冲通道和落雷点高位冲击通道等。对雷电的防范应采用综合治理、整体防范、多重保护、层层设防的综合防治雷害的方针，在某一进雷通道上，采用引、泄、堵、消、防、避的方法，来保护发射设备、人身、房屋等安全，要结合当地的环境、技术、经济条件、所处地域的雷暴日数、保护对象性质来综合考虑，保证设备、人员安全的同时在进雷通道上消散、疏导、抑制雷电。

3　地貌及接地电阻要求

山体岩石是增加接地电阻的最大隐患，是造成土壤电阻率分布不均匀主要原因。为了设备、人身安全，接地电阻应不大于4欧姆，最大不超过10欧姆。

4　防雷接地施工依据标准、规范

发射台站整体防雷工程是一项要求高、难度大的系统综合性工程，所涉及到的方面很广，需要根据系统情况做不同的防护措施，同时还必须考虑系统各设备之间的协调工作，不能相互影响。在遵守国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94和行业标准情况下，同时参考借鉴相关国内先进的防雷标准、防雷技术，以达到更好的防护效果。

5　设备接地工程的施工原则

（1）应考虑地理环境、雷电活动规律、系统设备播出级别等因素，分别采取不同的设计方案和施工方案。

（2）应合理规划、综合治理、优化设计、多重保护、新技术的运用、经济合理、定期检测、随机维护的原则进行综合设计及维护。

6　防雷接地工程实施办法

接地是预防雷电工程的最重要环节，无论是“直击雷”的防护，还是“感应雷”或其它电波入侵的防护，最终目的是把雷电流接入大地泄放。因此，选择良好的接地技术，是防雷工程的重要环节。

6.1造成接地电阻偏高的原因

（1）地理环境方面

一是土壤电阻率高。特别是山区，存在大量的岩石，施工困难，无法选择土壤电阻率低的环境，造成接地电阻升高。

二是土壤干燥。因气候原因，常年干旱，造成沙石及沙土层增厚变硬，没有充分离子导电，从而造成电阻率高，造成接地电阻升高。

（2）现场勘测和设计方面

无论在任何区域，安装防雷接地装置，必须要对每处安装地网位置进行认真的勘探、测量。根据地形、地势、地质情况，设计出切合实际的接地装置。如套用一些现成图纸或典型设计，会与实际情况不符，该增加材料的不增加，不应加强的环节反而强化，即造成浪费，又达不到目的。

6.2降低接地电阻的方法

（1）增大设备与地接触面积

从理论上分析，大地电阻率和介电系数一般是固定不变的，接地电阻与接地网电容成反比R∝1/C，接地网电容与面积成正比C=es/4πkd，所以接地网面积与接地电阻成反比R∝1/S。由此推断，减小接地网接地电阻，应增大接地网面积和接地网电容。

（2）加大对接地体的埋深深度

根据大地土壤性质，埋深达到一定深度时，大地电阻率会突然减小。地的电阻率随深度减小，接地地阻就减小，因此，采用深埋接地体的方法可减小接地电阻。

（3）降阻剂的使用

在接地极周围辐射降阻剂相当于增大接地极外形尺寸，降低接地极周围土壤电阻率。主要用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果较为显著。

目前，我国生产的降阻剂基本上分：化学型降阻剂和物理型降阻剂。化学型降阻剂是慢渗透型、强渗透型离子流降阻剂。主要材料为氧化钠、硫酸镁、硫酸铜、氯化镁、氯化钙、硫酸铵、硫酸钾等导电材料，加上硅酸盐水泥、生石灰等无机物和沥青材料，铬木质素等有机物。物理性降阻剂包含澎润土降阻剂，导电混凝土、石墨模块等，主要目的是扩大接地体直径和减少接触电阻。

（4）更换接地体周围土质

用电阻率较低的粘土、黑土来替换接地体周围0.5m范围以内和接地体的1/3处原有电阻率较高的岩石等土质，以达到降低接地体周围土壤电阻率，降低接地电阻。

6.3接地网的制作

建议采用新型的接地材料：铜包钢接地极、烧制低阻模块、纯石墨降阻剂。

（1）在发射机房1.5-3.0m处，以6m×3m矩形框线为中心，开挖宽度为0.8m、深0.6-0.8m的土沟，两长边中间贯通，采用长2.5m的L5（5× 50×50）镀锌角钢，在沟底的每个交点处垂直打入一根，共计6根，作为垂直接地极；然后采用4号（4×40）镀锌扁钢将六根角钢焊接连通，作为水平接地极；再用4号镀锌扁钢焊在地网框架的中间部位，引出至机房外墙角，离地高0.3m，作为PE接地端；最后从该接地端引出16平方毫米以上护套地线，沿墙边穿墙进入室内，连至机房内等电位接地汇集排。

（2）新建或翻建机房时，可利用入地混凝土立柱子内的钢筋作接地装置。在立柱内选取至少4根主筋（对角或对称的钢筋），用氧焊接通后再焊在两根伸出柱面的M12以上铜螺纹管上，作为接地端，引线至机房，与等电位接地汇流排连通，等电位接地排可设在防静电地板下面。

7　防雷接地施工要求

因接地工程全部是隐蔽工程，要严格按照施工规范、工艺标准和操作规程施工，认真阅读并审查施工图纸，向施工班组及有关人员进行技术交底，每一步骤、每一环节都要做到随工检测。同时边施工边通过仪器仪表测试，发现问题及时修改设计或规范施工工艺。

在施工现场设立专门的废料临时贮存场地，并对废料分类存放，对有可能造成污染的废弃物必须单独贮存，并及时做销毁处理；对可回收的废弃物做到再回收利用。

结论

防雷的措施是多种多样，但根本原则就是把雷电瞬间聚集的能量通过大地释放出去。一个完善的设备防雷工程，需要精准设计和严格的施工，加强随工监理。如果某一个环节考虑不周，或不按实际进行设计、施工，即使进行了防雷措施也起不到防雷作用，反而可能会便于雷电接入。另外，应在每年雷雨季节前后或春、秋检修时定期检测地阻值，加强防雷设施检测，及时发现问题，做到提前预防也是防雷措施的重要环节。

参考资料

［1］《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94），2000年版。

［2］吴薛红，濮天伟，谬德利著《防雷与接地技术》。

［3］《建筑物防雷设计安装》（99D562），中南建筑设计院主编。

审稿人：严志刚内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台正高级工程师

责任编辑：王学敏

【中图分类号】G221

【文献标识码】A

【文章编号】2096-0751（2016）01-0020-03

作者简介：田世杰内蒙古广播电视网络集团有限公司高级工程师李瑞珍内蒙古新闻出版广电局731台工程师