池州市太仆山电视发射台防雷接地技改工程设计方案

胡四清

（国网池州市贵池区供电公司 安徽省池州市 247100）

池州市太仆山电视发射台防雷接地技改工程设计方案

胡四清

（国网池州市贵池区供电公司 安徽省池州市 247100）

现状；防雷；接地；等电位连接

1 引言

雷电对电子设备及人身安全危害很大，对建于高海拔孤山独峰的广播电视发射台危害更大.池州市太朴山电视转播发射台距池州城区约20km，建于1993年，海拔722m，年雷暴日约为50T/a，因所处的特殊的地理环境及未能采取有效的系统防雷措施，部分设备致使在雷雨季节常常遭雷击而损坏，直接影响广播电视的正常发射，从而给周边群众文化生活造成很大影响。

笔者对该电视发射台发生雷击事故原因进行调查分析后，对接地及防雷装置进行了设计及施工改造，取得了极好的效果。

2 现状情况分析

2.1 直击雷防护设施现状

距发射台机房北侧约25m高坡处，现有一座全高52m的角钢结构的发射塔，此塔兼做本台防直击雷的避雷针，铁塔接地与机房接地共用一个接地装置，测的铁塔工频接地电阻值为8.5Ω。由于接地电阻偏高，铁塔接闪后，雷击电流不能快速泄放，会导致在其周围形成很强的交变电磁场，机房距离铁塔不远，没有相应的屏蔽措施，强大的电磁场极易穿透建筑物进入机房内部，与机房内有源线路耦合，形成过电压，经常造成设备损坏。

机房及其它建筑物均未敷设避雷带和均匀带，存在很大的安全隐患，雷击发生时，对值班人员的安全构成威胁。

2.2 电源线路感应雷防护现状

本台主要电源采用来自电网10kV供电，线路由太仆山北侧山坡架空敷设800m至发射台配电房降压变压器，全线无架空避雷线.仅变压器线路侧安装一组HY5WS-17/50氧化锌避雷器。

0.4kV低压采用接地制式TN-C-S系统，配电房进入机房总电源采用直埋电缆敷设，配电房变压器低压侧无防雷保护装置，天馈线及传输端口均未安装防雷器。

2.3 通讯、信号线路现状

至发射塔通讯电缆、同轴传输线采用了金属管道敷设方式，进入机房前电缆的金属外皮和敷设电缆的金属管道均已接地，但与接地网相连接的接地引下线均已腐蚀，造成接触电阻偏大。

通信设备的信号线接口和天馈线接口未安装信号避雷器。

2.4 接地装置及等电位连接现状

发射台原接地网沿发射塔东西方向放射形敷设，以长度各为150m的40×5扁钢水平接地体为主。经现场测试，该地网工频接地电阻为8.5Ω。机房接地，避雷器及变压器接地均与此接地网连接，共用一套接地网。因该接地装置的接地电阻过大，雷击时造成地电位抬高，反过来向设备放电反击损坏设备。

机房内设备有的有接地，有的没有接地，未进行等电位连接，造成雷击时各设备对地电位不同。

综上所述，造成台内雷击事故的主要原因有，接地电阻偏大，所有电源线或信号线均未安装相应的电源避雷器或信号过电压设备，雷电波从电源线或信号入雷电高压或雷电电磁感应高压损害电子设备。

3 整改设计方案

根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）规定，按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级，该发射台电子信息系统的雷电防护等级应划定为B级。从该站现场勘察情况和引起雷击事故原因来分析，该防雷工程整改重点是做好雷电波侵入防范、过电压浪涌保护、接地网降阻和等电位连接。

图1 雷电波侵入室内途径示意图

3.1 防直击雷措施

在生活楼、机房房屋屋面安装接闪带，接闪带沿屋檐、屋脊敷设，通过引下线将雷电引入接地装置，有效的减少雷电对建筑物及人员组成伤害。（接闪带采用镀锌圆钢直径12mm，接闪带距屋脊120mm，采用支撑卡子固定，卡子间距1m，接闪带与引下线连接，采用焊接。引下线设置4根引下线，引下线采用镀锌圆钢12mm，沿建筑物的后墙明敷，距地面1.7m设断接卡，穿PVC管埋地与地网相连）。

3.2 接地装置改造方案

根据现场情况，在原有接地装置的基础上，沿发射台建筑物和铁塔，采用50×50×5×2500mm热镀锌角钢垂直接地体，-40×5mm热镀锌扁钢水平接地体，在垂直接敷设闭合环型及辐射型结合的接地结构，将铁塔、机房、变压器、配电房等、建筑物避雷带接地组成联合接地网，形成等电位接地体。

工程中采用埋设长效降阻剂及采用KBT-DF/B高效接地模块，确保接地工频接地电阻小于4Ω，以此为发射台构建安全有效的接地系统。

图2 接地平面布置图

3.3 电源过压保护

10kV高压架空电源线，沿线增设雷电释放点，山下第一基电杆（电阻率变化较大处）及中间地形突出处电杆各安装一组无间隙氧化锌避雷器并做好接地，最后二档（180m）由架空线改为地埋铠装电缆并做好钢铠与接地网的联接，变压器高压侧配置标称通流容量≥50kA的氧化锌避雷器。

低压侧采取四级保护，确保设备安全（见图3）。

电源一级在配电房总电源箱的进线安装1台发射基地专用电源防雷箱，标称通流容量为100kA（8/20μs），最大通流容量200kA，共计1台。

图3 SPD分级安装图

电源二级在机房分配电柜进线处各安装1套三相交流电源浪涌保护器，型号为KBT-BD60/60/4P，标称通流容量≧60kA（8/20μs），最大通流容量120kA，共1套。

电源二级在机房稳压器电源输入端各安装1套串联式三相交流电源浪涌保护箱，通流容量40kA（8/20μs）。

电源三级在机房发射机电源输入端安装1套三相交流电源浪涌保护器，通流容量20kA（8/20μs）；在监控室单相电源输入端安装1台单相交流电源防雷箱，标称通流容量20kA（8/20μs）。

3.4 信号系统防雷保护

进入发射机房的信号电缆一般有网线、音视频信号、控制线缆、数据线缆等。为了避免因信号线电缆侵入雷电高电压和雷电电磁感应高电压损坏电子设备，这些信号线路在进入设备前，屏蔽层需做好接地，同时安装信号信号避雷器，信号避雷器的选择，应根据线路的工作电压（0～5V）、工作频率、传输功率、接口速率（10m）、接口形式（BNC），标称放电电流（5kA、8/20μs）、特性阻抗（75Ω）等参数，选用驻波系数＜1.2，和插入损耗＜0.2dB的信号避雷器。

进、出机房的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆.并宜埋地敷设。电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地，信号避雷器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。

图4 机房等电位接地图

3.5 机房等电位处理

根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）规定：电子机房应设置等电位连接网络，电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管槽、屏蔽线缆外层、设备防静电接地、安全保护接地、防雷器接地端应以最短距离与该等电位连接网络相连机房内无静电地板，机房总接地干线采用截40×4的铜排，通过扁钢连接至环形地网。

电源及信号线的布线，传输线地埋至机房入口，线路不得与接地线平行不得帮扎在接地扁钢上。线路用直径50的PVC管地埋，屏蔽金属管进入机房的应就近接地处理。

发射台防雷是个很复杂的系统工程，对于高海拔、电阻率大的发射台，合理布置防雷设施，最大限度降低接地电阻，是做好全站防雷的根本保证。

[1]梅卫群，江燕如.建筑物防雷工程与设计.

TM862

A

1004-7344（2016）26-0276-02

2016-9-1

胡四清（1965-），男，助理工程师，大专，主要从事输电线路工程及配电工程设计工作。