电视岭转播发射台防雷整改措施

李笑飞 栗卫 方春明

摘要：本文通过对汝阳县广播电视总台大虎岭转播发射台防雷整改过程，从防雷整改工程的设计和规范的施工，运用全方位的防雷理念，从防直击雷电、感应雷电、雷电波侵入、等电位连接、地电位反击等方面的运用，提高高山电视转播发射台的防雷措施。

关键词：转播发射台；防雷；接地；等电位；SPD；防护措施

中图分类号： TN934.81 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着我国广播电视事业的飞速发展，转播发射台的数量越来越多，分布区域也越来越广，豫西山区的很多发射台设立在雷电防护条件较差的高山上，转播发射台的防雷工程建设初期在设计上存在疏漏，防雷不完善造成了转播发射台遭雷击事故也越来越多。

1．雷击事故调查分析

1.1 现场情况概述

2005年到2008年三年期间，大虎岭转播发射台先后多次遭雷电袭击，损失将近10万元。经过防雷技术人员的现场勘查分析，此转播发射塔采用独立接地的方式，办公楼是80年代初期建的两层砖混结构无防雷设施，发射台的机房位于办公楼一楼内，面积约40平方。供电线路属于架空线路直接到一楼窗台上面进入机房。机房内的电源线路无安装浪涌保护器。

1.2 汝阳大虎岭地域性分析

汝阳县位于河南省西部，豫西伏牛山余脉外方山北麓，属暖温带大陆性季风气候，平均雷暴日数为23.7～29.3天，雷暴出现的时间主要集中在6～9月份，地形复杂，气候多变，雷暴活动较为频繁。

1.3 雷电侵入方式

1.3.1 直接雷击

雷雨云对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直接雷击。在有雷击过程中，大虎岭的60米高的转播塔相当于一个接闪器，带电的雷雨云对铁塔顶端放电。

1.3.1 雷电波侵入

雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。转播塔接闪以后，雷电流没有迅速的泄放入地，通过办公楼的信号线缆引入到位于一楼的转播机房。

1.3.2 感应过电压

首先，闪电击中发射转播塔，通过塔体金属表面强大的电流产生强烈的瞬变磁场，在周围的导体上感应出过电压，并且造成电子设备的干扰、数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；其次，由于电子设备或线路的屏蔽及绝缘措施做得不够好，还会在电子设备内部感应出局部过电压，严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。

1.3.3 地电位反击

当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时，尽管接闪装置的接地系统十分良好，其接地电阻也很小，但由于雷电流幅值大，雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升。在此次雷击过程中，转播台遭受雷击使得地电位抬升。

1.4 雷击事故原因分析

1.4.1 建设初期没有进行雷电风险评估

没有进行雷电灾害风险评估也没有完善的防雷设施，因此，在进行雷电防护设计及施工时，很多具体的环节被忽略或者一些具体的措施没有做到位，没有形成一套整体的雷电防护体系。

1.4.2 塔体接地与设备接地不是共用接地系统

转播发射台距离办公大楼为4.2m符合技术规范要求，但转播发射台的独立接地网与办公大楼的设备单独接地距离也太近有距离10几米远。当转播发射台受到峰值为几十kA乃至几百kA的瞬态雷电流的作用时，在其独立接地网上接地电阻又不够小，其地网上必然会产生很高的电位。

1.4.3 转播发射台线缆入户问题

转播发射台的电源线缆采用架空入户，发射通讯线无穿管保护直接进入一楼机房。

1.4.4 机房的等电位连接措施存在问题

机房的配电箱和配电控制柜虽然接地，但没有等电位连接措施，经检测接地电阻为12.4Ω。设备没有良好的等电位连接，电阻值大，更不能保证有效泄放雷电流，必须进行接地的改造和等电位连接。

1.4.5 转播发射台机房的屏蔽及绝缘措施没有达到良好的效果

位于一楼的转播发射台机房虽然采用穿管接地入户，但在入户端没有做屏蔽接地，这样的屏蔽效果大打折扣，很容易受到电磁干扰源及雷电感应的影响。

2．防雷整改措施

2.1 防直击雷措施

在转播塔上安装新型球状型接闪器，它能把接闪后的雷电流输送到接地地网，并使保护的铁塔和转播发射台办公楼不发生直接雷击，并与塔体可靠焊接，并在铁塔的六根拉线处也做了接地处理。

2.2 地网改进措施

将转播发射塔的接地装置与办公大楼的地网进行多点连接形成共用接地网。当雷电流来袭时，转播塔的接地装置与办公楼的地网形成等电位连接，以防止地电位反击现象的发生。

2.3 线缆改进措施

线缆架空线改为埋地入户的方式，并在其两端加氧化锌避雷器，使用屏蔽电缆或电缆穿钢管，在入户端，应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上，可以有效地防止雷电波侵入；其次，可以对入户线缆起到良好的屏蔽和绝缘效果，有效地削弱雷电静电感应和电磁感应对线路的影响。

2.4 等电位连接措施

做好等电位连接，其目的在于减小转播基站内各金属部件及各设备系统相互间的电位差，不光是转播发射台内部的金属部件，连进入转播发射台的金属部件及其他信息系统，都应在入户端作等电位连接，本机房采用M型连接方式。

2.5 机房接地要求和屏蔽绝缘措施：

为了避免线路上发生耦合现象及线路之间产生互感电流，计算机系统所有的金属导线，包括电力电缆、转播电缆均采用屏蔽线缆或穿金属管屏蔽，并将金属外皮两端做接地处理，金属线槽接头处需做跨接处理。

2.6 变压器改进措施：

原线路采用架空线路直接到转播发射台的机房里，防雷系统特别脆弱，电压也不稳定，经过改进采用直接从电业系统的变压器穿管如地，到转播发射台后穿管出地再接入自己的变压器，再穿管如入地接入机房，这样多级的防雷保护措施，使得供电系统防雷等级得到加固。

2.7 天馈线过电压保护措施：

转播塔的天馈线应从铁塔中心部位引下，同轴馈线电缆与天线相连，从铁塔或支撑架上引入机房，同轴电缆在其上部、下部直接进入机房，屏蔽层应就近接地。馈线作为雷电感应的主要通道，应在馈线进入室内的LPZ0B与LPZO1防雷区的交界处，安装同轴馈线过电压保护器。

2.8 SPD参数选择及安装要求

电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

结束语

通过汝阳县广播电视总台的大虎岭转播发射台防雷设施整改工程的实际，告诉我们防雷工作是一项复杂而细致的系统工程，从雷击风险评估、防雷工程设计到防雷工程施工、验收、检测是一套完善的体系。防雷工作者应该认真负责、胆大心细、积极调研，及时发现存在的安全漏洞，把安全隐患消灭在萌芽阶段。

参考文献：

[1] GB50057-94（2010版）.建筑物防雷设计规范[S].

[2] 防雷装置检测审核与验收 杨仲江.[M].北京：气象出版社，2009.

[3] 防雷工程设计与实践 李祥超，蒋翠宏，赵学余.[M].北京：气象出版社，2010.2.

作者简介：李笑飞（1973—），男，汉族，河南汝阳人，工程师，汝阳县气象局，从事防雷工作。