电视中心机房的防雷措施研究

郝树君

很多广播电视传输发射台站处在野外或山顶，中心机房周围是开阔地带，没有其他建筑物遮挡，极易遭到雷电袭击，从而造成设备损毁，危及人身安全，机房内虽然不能直接被雷电击袭击，但雷电可以通过电力线、光纤、电缆和天线传入机房内，虽然从户外传入机房内的雷电强度有所减弱，但仍然具有较强的破坏力和杀伤力。所以，电视台站中心机房采取严谨的防雷措施尤为重要，针对雷电的不同侵入路径采取相应防雷措施。电力线由于传输距离长，传输损耗小，所以，电源防雷是中心机房的防雷重点，其次是进出机房的电缆、信号线、光纤、天线的防雷保护。

1 电源系统的防雷措施

电力线要通过地埋进出机房，电力线采用带金属屏蔽层的铠装电缆或将电力线加装套在金属管内，金属屏蔽层或金属管两端接地。在机房配电柜前各节点上加装电源类SPD，实施多层防护，在变压器高压输入端加装无间隙氧化锌高压避雷器，在低压输出端加装20～100kA限压型SPD；在低压配电箱和机房稳压器内加装15kA限压型SPD；如果总配电箱与分配电箱之间的电力线距离超过30 m或其负载的电气设备的电源对雷电较敏感，在总配电箱内安装10KA的限压型SPD；对计算机处理系统等雷电敏感设备的电源插排内加装3KA的限压型SPD。

SPD的安装方式不同其实际泄放能力也不同，由于连接线的电感会产生残压，所以，SPD与接地汇流排连线在安装时要尽量缩短，即SPD就近接地。多级加装SPD就可以减少连接线电感产生残压，前端SPD泄放掉大部分雷电流，后端SPD只需要泄放掉少部分雷电流，从而使连接线上的残压减少。考虑到SPD前后泄放的顺序，各SPD之间的电力线长度应大于5 m。

“多级防护，层层泄流”是防雷的规范化原则，供电系统的分流限压防雷保护应不少于三级，在交流供电系统的输出端安装电涌保护器（SPD）作电力线路瞬间过压保护，将引入的雷电泄放入地，保护设备和人身安全。

第一级电源保护：在电视台站总配电房的输出端，加装高能量防雷器和保护器DEHNport 255 3只+DEHNgap B零地（N-PE）1只，用16 mm2电缆线与总开关输出端的L1、L2、L3、N（对PE）并联。在每组防雷器前均加装1只断路器（63A/3P），实施过载保护。

第二级电源保护：分别在各机房独立配电柜的输出端，安装浪涌过压保护器和保护器DEHNport 225 3只+DEHNgap C/T零地（N-PE）1只。用16 mm2电缆线与各机房总开关输出端的L1、L2、L3、N（对PE）并联。每组防雷器前都要安装1只断路器（63A/3P），用于过载保护。

第三级电源保护：机柜上使用防雷浪涌电源插座（AUE2220）。各机房的UPS输出配电柜处，加装过压限制器（DEHNrail230FML），用2.5 mm2电缆总开关输出端的L、N（对PE）并联。每只保护器前均加装一只16A/1P断路保护器。

2 传输线的防雷保护

进出机房的传输线，两端应安装相应的SPD，并做好屏蔽层两端接地。机房内的传输线，可以根据其长度和在机房内所处的位置雷电强弱考虑，可在线路的一端或两端安装SPD。通过走线架的传输线，采用放电管和热敏电阻组成的安保单元进行保护，走线架要就近接地。也可以在接入有线设备前安装信号SPD，进出机房的光缆的金属保护皮接地，就近接在楼底层的接地汇流排上。

进出机房的天馈线主要是同轴电缆和波导馈线，接地的波导管不需要加装SPD，馈线和同轴电缆要在引入机房处安装高频SPD，SPD的底线应与机房的接地汇流排就近连接。馈线和同轴电缆的金属保护层要在铁塔上、下两端及机房入口外侧就近接地。如果天馈线长度大于60 m，应在其中间增加一个与铁塔的连接点。

进出机房的视频线应分别加装视频防雷器（DEHNugkf/bnc）防护。进出机房的音频线应分别加装数据线防雷器初级+精细（DEHNblitzductor CT Base+BE5V）防护。卫星接收天线在馈线接入接收机前加装卫星电视馈线防雷器（DEHNgate FF TV）。进出机房的电话线在电话入口处加装专线防雷器（DEHNMD110）对电话耦合器。在无线接收机入口处加装天馈线防雷器。

3 接地要求

机房内的所有金属设施必须接地，其中包括所有设备的外壳、机柜外壳、金属支架、走线架等等。接地有三种方式，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地适用于低频设备；多点接地适用于高频设备；混合接地适用于高低频混合设备。单点接地是目前各种机房统一采用的方式，就是所有设备的所有接地共同合用一组接地体的联合接地。要求接地线短、粗、直，并且兼顾设备的短路电流和雷电流的能力。接地线的截面积应根据具体情况而定，建议用39～95 mm2的多股铜线，而泄放雷电流的接地线用＞16 mm2的铜线即可。

接地连接线的要求是短、粗、直，各个机房的分汇集应直接与总汇集线相连接。接地汇集线的截面积要根据需要泄放的电流而定，推荐用大于120 mm2的铜排或镀锌扁钢。整个机房应共用同一组接地体，框架结构机房的基础钢筋是良好的接地体，可以利用。对于独立埋设的接地体，主要采用镀锌钢材、环形结构，要注意其埋设深度和制作工艺，以保证接地体可靠有效。接地电阻的阻值应＜1 Ω，从防雷的角度考虑，接地系统的布置更加重要。

4 接地体的铺设要求

接地体应在距离机房建筑物5 m左右的地方设置，在地面上挖约深1 m、长2 m、宽2 m的地沟，接地体的焊接工艺要符合规范要求，在接地体引出线出地面1 m左右处作为接地连接和测试点。

在接地体焊接时，焊接面积要大于6倍的接触面积，要清除焊接残渣，并对焊接点做防腐处理。

回填土壤要采用敷设降阻剂法（铺盐、洒水）提高导电能力，使接地电阻小于1 Ω。

地沟回填应采用导电性能较好的粘土和降阻剂作填料，要分层操作，每回填30 cm，撒盐加水夯实一次。

测试接地电阻：用地阻仪测量接地体的接地电阻，从而检验接地体的设计和施工质量是否合格。如果没有达到标准要求应及时分析原因和采取补救措施。

接地体连接到机房主干线：铜质接地连接线应＞50 mm2，接地体到机房的接地连接线要全部金属套管。