广西广播电视地球站防雷装置整改工程

李松权 伍世焕

（广西广播电视地球站）

一、引言

广西广播电视地球站站现有的发电机房原是上世纪七十年代广西电视台的配电房，没有防雷设施。我站技术楼则建于九十年代，到现在已经20多年，楼顶部分已经过重新装修。由于发展的需要，建站时安装的6米接收天线也在2003年改造成了收发共用的备用天线，增加了馈管走线架。播出机房的配电也随着设备布局的更改而变动。但防雷装置并没有随之进行过更新完善。2017年，我站对技术楼、播出机房和发电机房进行防雷系统第三方检测，并请施工方技术人员多次进行现场勘察，对不符合防雷标准要求的项目提出整改工程，反复协商确定设计方案后再实施整改，使之达到和满足国家防雷设计和技术规范的相关要求。

二、整改工程设计方案

（一）技术楼

我站技术楼按照第三方检测报告及整改之前的检查，存在的问题有：技术楼楼顶原接闪带不符合防雷设计规范要求；6米发射天线馈管走线架未接地；配电房两路电源总配电柜电源入线端装设的电涌保护器(SPD)技术参数，不符合国家防雷技术规范要求；播出机房2个分配电箱的4路分电源未安装Ⅱ级电源电涌保护器。整改工程内容如下：

1.重新安装楼顶女儿墙上的接闪带

原有的接闪带低于楼顶女儿墙，不符合接闪带与墙面垂直距离应符合《建筑物防雷设计规范》5.2.6“固定支架高度不宜小于150mm”的要求，故安装新的接闪带和接闪杆，并与原来的各引下线焊接。主要用以直击雷的防护，保护建筑物本体免受直接雷击，将可能击中建筑物的雷电流通过接闪器（接闪杆、接闪带、接闪网、接闪线）及引下线泄放入大地。

2.馈管走线架构架接地

为了加速雷电流泄放，减少走线架上的感应雷击，馈管走线架的两端和中间用Φ10mm热镀锌圆钢焊接并接地。

3.SPD 安装

(1)在配电房总配电柜入线端 ，需要更换两路市电I级电源电涌保护器。选型为深圳市雷斯克电气有限公司LM-KB255-25电源防雷模块,其主要技术参数：冲击通流容量Iimp(10/350us)=15KA/线,电压保护水平Up≦1.5KV。主要作用是将雷电流的大部分能量泄入地网，用于感应雷（雷电电磁脉冲）的防护、闪电电涌侵入的防护、雷击电磁脉冲的防护。

(2)在播出机房内2个分配电箱的4路分电源空开处各并联增设安装1套II级电源电涌保护器，共需4套。在6000KW不间断电源输出后的双掷开关处安装1套单相II级SPD。选型为深圳市雷斯克电气有限公司LMXD275-20电源防雷模块，其标称放电电流In=10KA，电压保护水平Up≦1.2KV。主要作用是将雷电流的大部分能量泄入地网。

(二)发电机房

我站发电机房第三方检测发现存在的问题有：屋顶无防直击雷防雷装置；配电柜未按照国家防雷技术规范要求安装相应的I级电源电涌保护器；没有建造接地网。整改工程内容如下：

1.安装接闪带和接闪杆：用Φ10热镀锌圆钢在屋顶天面外沿安装接闪带；在4个拐角处增设接闪杆，材料采用Φ12×500mm热镀锌圆钢，接闪杆与接闪带进行焊接。

2.安装引下线：用40mm×4mm镀锌扁钢增设2根6米长的引下线，引下线沿屋角合理分布，使引下线的间距达到≤25m的国家防雷设计规范要求。

3.增设人工地网：在发电机房后面山坡上设立人工地网。地网主要由水平地极和垂直地极组成，垂直接地极采用∟50×5×1000mm热镀锌角钢、水平接地极采用40mm×4mm热镀锌扁钢，垂直接地极与水平接地极焊接组合敷设，作为人工接地体。需要开挖30米0.4米宽，0.6米深的沟槽用于埋设地网。人工地网示意图如图1。

图1 人工地网

根据《 建筑物防雷设计规范》的规定，按接闪杆独立接地装置接地电阻要求≤10Ω进行设计。独立地网接地电阻的计算如下：

1.垂直接地极接地电阻的计算

单根角钢棒地极接地电阻的计算

式中：ρ土壤电阻率取300Ω•m，

L每根垂直电极长度取3.66m，

D垂直地极直径取0.042m，

得

每根垂直接地电阻为204Ω，21根垂直地极并联后的接地电阻为9.7Ω。

2.水平地极接地电阻的计算

式中：ρ-土壤电阻实测300Ω•m，

L-水平地极总长度30m，

H-水平地极埋深0.6m，

d-接地体直径取0.02m，

A-水平接地极的形状系数，按GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》附录A中表A.0.2查到的形状系数为-0.6。

3.并联后接地电阻的计算

式中：η-水平地极、垂直地极并联后的地网利用系数（0.5～0.8），利用系数越高地网的降阻效果越好，本次取值0.7。

得

本地网接地电阻8.8Ω，达到≤10Ω防雷设计要求。

4.均压等电位连接

将发电机房的人工地网，用40mm×4mm热镀锌扁钢与技术楼自然地网进行连接，以减小雷电流在人工地网和技术楼自然地网上所产生的电位差，防止地电位反击，保护建筑内部设备以及人员的安全。

5.SPD 安装

在发电机房配电柜安装2套I级电源电涌保护器。选型与配电房两路市电电源I级电源电涌保护器相同。

三、施工工艺要求

（一）接闪带

1.接闪带安装高度为0.15m，支撑件间距为水平直线距离不大于1.0m，转弯处不大于0.5m。

2.接闪带转弯处不能形成直角，应有圆弧过渡。

（二）引下线

1.明敷引下线应平直、无急弯，用卡钉分段固定，间距1m。

2.采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡，当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断节卡。

（三）接地装置

1.接地体的材料宜采用热镀锌钢材。

2.人工钢质垂直接地体的长度宜为2.5m。其间距以及人工水平接地体的间距均宜为5m，当受地方限制时可适当减小。

（四）接闪带、引下线、接地装置焊接

1.扁钢与扁钢(角钢)搭接长度为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊；圆钢与圆钢搭接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊；圆钢与扁钢搭接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊。

2.焊接部位应除去焊渣后作防腐处理。

（五）电涌保护器安装

电源电涌保护器的安装应符合下列要求：

1.电源SPD应安装在总电源开关、熔断器的下桩头（负载端）分别与配电箱内线路的同名端连接，并每相串接一个63A～100A空开，连接线应短直，其长度不宜超过0.5m，并固定牢靠。SPD的接地端应以最短距离与等电位接地端子板连接。

2.电源电涌保护器的连接导线最小截面积宜符合表1的规定。

表1

3.电源电涌保护器的安装图如图2。

图2 电源电涌保护器安装图

四、工程实施及检测验收

根据工程设计方案，2018年8月我站对技术楼和发电机房的防雷接地装置实施整改。在工程实施过程中，要求施工方详细制定施工计划进度表，按照设计方案和技术规范要求施工；同时制定安全措施、加强管理，遵守工程建设有关管理规定，严格按照安全标准组织施工，消除事故隐患。我方则指定人员随时注意跟踪协调，保证施工质量，同时确保不影响设备播出安全。工程完工后，请第三方机构重新进行检测，分别出具《建筑物防雷装置检测报告》和《信息系统防雷装置检测报告》，并根据施工方提供的《广西广播电视地球站防雷装置整改工程竣工文件》报告，作为工程验收的依据。

五、结束语

本防雷装置整改工程，范围包括直击雷防护、供电线路感应雷防护、接地网建造、均压等电位连接等内容。工程实施后，使技术楼和发电机房达到《建筑物防雷设计规范》所规定的第三类防雷建筑物要求，播出机房达到《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第4.3条规定的B级电子信息系统雷电防护等级要求，提高技术楼、发电机房和播出机房对直击雷和感应雷的防护能力，消除雷电灾害安全隐患，确保广播电视播出设备的安全可靠运行。