【正文】 較低，致使雷電災害在逐年得到控制的情況下，社會經(jīng)濟損失卻呈現(xiàn)逐年增大的趨勢。 為保障明光市廣播電視基站的財產(chǎn)和工作人員人身安全確保工作能夠正常進行，避免和減輕雷擊災害損失，現(xiàn)按照國際國內(nèi)標準規(guī)范的要求，針對明光市廣播電視機站的地理位置，地質(zhì)情況，所處地區(qū)的氣候特點，雷暴特征等對基站進行了全面設計，以提高基站的雷電災害綜合防御能力，切實消除安全隱患，保證日后日常工作的順利開展。 2021年我市電信部門通信設備多次遭受雷擊，造成直接經(jīng)濟損失一百多萬元。因雷電導致的系統(tǒng)癱瘓以及設備損壞比比皆是，造成不計其數(shù)的人力和物力損失，雷電災害和防雷又成為社會各界關注的焦 點 [2]。 該基站中有大量電子儀器 傳統(tǒng)的建筑防雷設計不再能滿足建筑本身對雷電安全的需要。 4 明光市廣播電視發(fā)射基站 防雷 工程綜合 設計 童子建 南京信息工程大學 濱江 學院，南京 210044 摘要： 針對明光市廣播電視發(fā)射基站的實地 進行了 地質(zhì)勘測， 氣象資料收集 和基 站的 各種設備 情況 的記錄 ，結(jié)合電子信息系統(tǒng)在基站的大量應用及其易遭雷擊的特點，通過 科學 有效的設計 方法，依據(jù)國家標 準，針對明光市廣播電視基站進行了 直擊雷、雷電波的入侵全面的防護 設計 。 從 外部防雷 到內(nèi)部的信息系統(tǒng)的防雷，包括接閃器的布置 、 引下線的材料的選擇 、 等電位連接 、 接地系統(tǒng)的安裝和內(nèi)部信息系統(tǒng)的電源，信號系統(tǒng)， SPD 的選擇和安裝等。雷電防護已經(jīng)不僅僅是對建筑本體的防護，更 應當 側(cè)重于對建筑內(nèi)人身和電氣設備的安全的防護。 地球上平均每秒就會發(fā)生 100次左右的閃電，其放電電流可高達數(shù)十千安培，甚至數(shù)百千安培，放電瞬間，巨大的雷電流可產(chǎn)生極大的破壞力和很強的電磁干擾。致災原因是設備等電位處理不 當，沒有安裝完善的防雷裝置；同年 鳳陽縣東盾木業(yè)公司一次雷擊造成 20多萬元的直接經(jīng)濟損失，致災原因是雷電波通過電力線路侵入廠區(qū)設備 。 在該工程中防雷設計從外部防雷到內(nèi)部防雷層層深入。 因此在防雷設計中對各電子系統(tǒng)采用多種防雷方法，例如等電位連接，線路屏蔽，在重要設備前端加裝 SPD等。一年四季具有冬夏長、春秋短，冬冷夏熱的特點。日變化呈雙峰分布 ,主峰突出 ,最高值是最低值的近 5倍 ,最高值出現(xiàn)在 1617時 。 概況 擬建的 橫山電視發(fā)射臺位于皖東丘陵地帶的橫山山頂之上，北緯 176。待建項目包括：約 118米高的電視發(fā)射塔一座，建筑面積約 400㎡的 2層綜合樓一棟，在綜合樓附近單獨建變配電房一間。山的西南側(cè)不遠處為一標準的火山口地貌，東西兩側(cè)海拔高度緩慢降低延伸至農(nóng)田（水田），西北側(cè)約 1km 處為一座小型水庫，北側(cè)有一簡易公路穿越幾座小山頭后與一縣際公路相接。具體的說，直擊雷防護裝置的技術要求：不僅能有效接閃雷電荷，并通過合理有效的最短路徑將雷電向大地釋放，接地裝置吸收 雷電荷后應保持其電位的均衡性，而且應為其內(nèi)部的各類電子信息系統(tǒng)（計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、通 信系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、各種精密信號傳輸 設備等）提供良好的電磁環(huán)境條件（ H≤ ）和為它們的雷電電磁脈沖防護提供必要的基礎條件（ MSB、 SEB、 FEB、 LEB、接地干線、建筑屏蔽、線纜屏蔽及合理布線等）。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（針、帶、網(wǎng)、線 、）引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。 這是 人們長期實踐證明的有效的防直擊雷的方法。 外部防雷 設計必須進行綜合考慮，統(tǒng)籌利用。 接閃器（避雷針）選用￠ 25mm 400mm的熱鍍鋅圓鋼制作而成，由于接閃器安裝在位于山頭鐵塔的頂端，大風可能造成鐵塔、接閃器和天線大幅度、高頻率搖擺，所以設計安裝要達到所需的機械強度和熱穩(wěn)定性，同時滿足長期抗腐蝕性能的要求。使接地體在塔基周圍形成一個水平接地環(huán) (如 圖 5)，在靠近每個塔角處用 5 50mm熱鍍鋅扁鋼與水平接地環(huán)焊接并引出地面，以便后期與塔腳連接（如圖 6） 。最后進行坑道粘土回填，灌水殷實，表面可以用適當大小的石塊鋪平，防止粘土流失，而不必用混凝土覆蓋。 在綜合樓屋脊及屋面四周邊緣安裝避雷帶 (直徑為 10mm 的熱鍍鋅圓鋼 )如圖 7；利用建筑物構(gòu)造柱內(nèi)靠外且對角的兩根主筋 (滿足大于直徑大于 16mm 的要求 )作為引下線并與大樓的基礎圈梁內(nèi)靠外且對角的兩根作為水平均壓環(huán)的主筋焊接；采用類似鐵塔接地系統(tǒng)的做法，在綜合樓四周安裝環(huán)形水平接地體（其溝道開挖的深度和寬度減少至一米左右，其降阻方法可以只采用換土，而不放置降阻劑的方式解決，以降低成本），此水平接地體在每根引下線處用 5 50mm熱鍍鋅扁鋼與綜合樓的引下線及基礎圈梁可靠焊接連通。針對接地體所處位置地質(zhì)土壤電阻率偏高（實測ρ＞ 500Ω（注：為防止跨步電壓傷及人身安全，此兩根聯(lián)合接地線應穿絕緣 PVC管并埋設在地面 50cm以下位置）。該方案可以有效的完成直擊雷的防護。目的是用分流（限幅）技術即采用高吸收能量的分流設備（電涌 保護器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達到保護目的，所以，分流、等電位技術中采用防護器的品質(zhì) 、性能的好壞是直接關系網(wǎng)絡防護的關鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的電涌保護器至關重要 [11]。 角的保護范圍內(nèi)，避雷線（除終端桿外）每桿作一次接地，在終桿上增裝一組避雷器。高壓側(cè)的三個 避雷器應盡量靠近變壓器，其接地端直接與變壓器的金屬外殼相連，達到減少雷電流在引線上寄生電感產(chǎn)生壓降的目的。同時根據(jù) GB5005794（ 2021版）《建筑物防雷設計規(guī)范》第 “電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流，并應符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大箝壓，有能力熄滅在雷電流通過后18 產(chǎn)生的工頻續(xù)流。該工程中采用三級保護 (如圖 11)。并在 SPD前安裝熔斷器（或空氣開關），以便在電涌保護器發(fā)生故障時及時將保護線路從主線路中斷開 ,防止因 SPD老化出現(xiàn)續(xù)流過大 ,絕緣損壞，而引起的線路短路和起火現(xiàn)象。由于過電壓在第一級時已經(jīng)得到大部分的釋放，第二級防護是對電源第一級的 SPD過濾后剩余的雷電流威脅以及電力網(wǎng)自身的波動浪涌和人為操作等引起的過電壓沿電力線侵入機房進行保護。對該級 SPD的選擇要求在于電壓保護水平和反應時間，其要將殘余浪涌電壓的值降低到設備最高耐壓值以下，使浪涌的能量不至于損害到設備。 SPD其兩端引線要盡可能的短，上下引線長度小于 。高壓部分 考慮架空輸電線路的防雷和對變壓器的安放位置選址，低壓部 分主要采用三級 SPD的防護方式，在 SPD的安裝方式上采用了 凱文接法避免因為連接導線過長影響 SPD的保護效果，同時解決 SPD安裝空間問題。如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設備故障，燒壞元器件，嚴重的還將危害工作人員的生命安全 [13]。同時 完備的機房的屏蔽措施可以有效的減少 電磁干擾，一般可以通過合理的綜合布線和等電位連接達到。在局域網(wǎng)絡的兩端安裝避雷器，可有效地防 止各種過電壓對設備造成的破壞。 防護 在機房防靜電地板下用 40mm 4mm紫銅排安裝一組 M型接地母排，用 35mm2多股銅芯線將先期預留的機房接地端子與此 M型接地母排相連接，形成環(huán)形閉合形式的機房接地網(wǎng)，分別用 1025mm2 的多股銅芯線將安全保護地、交流工作地、高頻地等以最短途徑連接到此地網(wǎng)上 （如圖 13） 。該工程中機房的門窗雖然在施工時就近與建筑的防雷接地系統(tǒng)相連 ，但還應盡量遠離作為防雷引下線的柱子，同時保持設備和門窗相距 1m左右。在采取了電源和信號雙重防護后，能夠較好的遏制瞬態(tài)浪涌 電流，防止浪涌電流對設備的沖擊和損壞。這樣的布線方式可以有效地減小回路面積，避免了長距離的平行布線，從而避免雷擊時出現(xiàn)雷電電磁脈沖穿過回路感應出較高的暫態(tài)過電壓危及與線路端連接的機房設備。 3). 在服務器的網(wǎng)線連接處安裝第二級信號避雷器青竹牌 RJ45E100/401（如圖 16），防止地電位升高 或線路中感應而產(chǎn)生的過電壓對設備造 成的損害 圖 14 BYF209 實物圖 圖 15 BYF208A15 實物圖 圖 16 RJE100/401 實物圖 24 表 5 信號線路 SPD 技術 參數(shù) 五類非屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線 同軸電纜 標稱導通電壓 ≥ ≥ ≥ 測試波形 （ 、 8/20181。 表 6 工程中安裝的 信號 SPD 具體技術參數(shù) 產(chǎn)品型號 BYF209 RJ45— E100/4— 01 BYF208A 額定工作電壓 170V 5V 15V/20V/48V 保護級別 350 50V（ 8/20） 最大放電電流 (8/20) 3kA 500A 5kA 溫度范圍 25 至 80℃ 20 至 60℃ 25 至 80℃ 接口形式 插座 RJ45（ 8P8） RJ11 插座 頻率 100MHZ 寄生電容 30pF 響應時間 1ns 限制電壓 100V（ 10/700） 保護電路 1/4 保護對象 MODEM 組及電話，傳真電路 使用 RJ45 接口的計算機通訊設備 集線器，網(wǎng)卡， DNN專線，調(diào)制解調(diào)器 防護 在鐵塔上布設饋線時，饋線的外屏蔽層分別在天線處，鐵塔中部，離塔處及機房入口處外側(cè)就近接地。該工程中我們選用 OBODSBNC 系列專用天饋 SPD，其特點插入損耗低， 高雷電流通流能力，適用性強，安裝造型簡單 （如表 7所示） 。應當可以有效的對機房各種設備正常工作進行保護。 雷電對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的損害途徑是多方面的， 總的來說 ,防雷保護是一個比較復雜的問題 ,對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護設計不僅取決于防雷裝置的性能 ,更重要的是在監(jiān)控系統(tǒng)的設計施工之前 ,就要考慮到監(jiān)控系統(tǒng)所處的地理環(huán)境 ,設計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。 圖 18 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 27 前端設備（攝像頭等）應置于接閃器 (避雷針或其它接閃導體 )有效保護范圍之內(nèi)。 室外的前端設備應有良好的接地 ,接地電阻小于 4Ω ,但由于該工程為高土壤電阻率地區(qū)可放寬至 10Ω。為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地 ,信號過電壓保護器需快速響應 。從防雷角看 ,直埋敷設方式防雷效果最佳 ,架空線最容易遭受雷擊 ,并且破壞性大 ,波及范圍廣。從現(xiàn)場分析看， 該工程 一部分采用架空方式敷設 （進入終端前 埋地） ，一部分經(jīng)大樓的墻 壁固定敷設。架空線傳輸時 ,在每一電桿上做接地處理 ,架空線纜的吊線和架空28 線纜線路中的金屬管道均接地。 經(jīng)建筑物墻壁敷設的部分，采用金屬線槽進行屏蔽保護，金屬線槽避免沿大樓結(jié)構(gòu)柱或緊貼外墻敷設，金屬線槽的接口部分用多股銅線進行跨接，金屬線槽的首尾兩端及進出建筑物的交界部分進行接地處理。經(jīng)檢 直 擊雷 措施符合 GB50057— 94中有關直擊雷保護的規(guī)定。架空電纜線直接引入時 ,在入戶處加裝避雷器 ,并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。良好的接地是防雷中至關重要的一環(huán)。 在視頻頭前端安裝 視頻 /電源 /控制三合一多功能29 防雷器：萬利牌： WLFFV220A5S24K， 其滿足 ICE 標準中 C 級電涌保護器的要求。 表 9 工