【正文】 較低，致使雷電災(zāi)害在逐年得到控制的情況下，社會經(jīng)濟(jì)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(cái)產(chǎn)和工作人員人身安全確保工作能夠正常進(jìn)行，避免和減輕雷擊災(zāi)害損失，現(xiàn)按照國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，針對明光市廣播電視機(jī)站的地理位置，地質(zhì)情況，所處地區(qū)的氣候特點(diǎn)，雷暴特征等對基站進(jìn)行了全面設(shè)計(jì)，以提高基站的雷電災(zāi)害綜合防御能力，切實(shí)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(shè)備多次遭受雷擊，造成直接經(jīng)濟(jì)損失一百多萬元。因雷電導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓以及設(shè)備損壞比比皆是，造成不計(jì)其數(shù)的人力和物力損失，雷電災(zāi)害和防雷又成為社會各界關(guān)注的焦 點(diǎn) [2]。 該基站中有大量電子儀器 傳統(tǒng)的建筑防雷設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 童子建 南京信息工程大學(xué) 濱江 學(xué)院，南京 210044 摘要： 針對明光市廣播電視發(fā)射基站的實(shí)地 進(jìn)行了 地質(zhì)勘測， 氣象資料收集 和基 站的 各種設(shè)備 情況 的記錄 ，結(jié)合電子信息系統(tǒng)在基站的大量應(yīng)用及其易遭雷擊的特點(diǎn)，通過 科學(xué) 有效的設(shè)計(jì) 方法，依據(jù)國家標(biāo) 準(zhǔn)，針對明光市廣播電視基站進(jìn)行了 直擊雷、雷電波的入侵全面的防護(hù) 設(shè)計(jì) 。 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(hù)已經(jīng)不僅僅是對建筑本體的防護(hù)，更 應(yīng)當(dāng) 側(cè)重于對建筑內(nèi)人身和電氣設(shè)備的安全的防護(hù)。 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(dá)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(qiáng)的電磁干擾。致災(zāi)原因是設(shè)備等電位處理不 當(dāng)，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(jì)損失，致災(zāi)原因是雷電波通過電力線路侵入廠區(qū)設(shè)備 。 在該工程中防雷設(shè)計(jì)從外部防雷到內(nèi)部防雷層層深入。 因此在防雷設(shè)計(jì)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(shè)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(diǎn)。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(shí) 。 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(xiàng)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(dú)建變配電房一間。山的西南側(cè)不遠(yuǎn)處為一標(biāo)準(zhǔn)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(hù)裝置的技術(shù)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(yīng)保持其電位的均衡性，而且應(yīng)為其內(nèi)部的各類電子信息系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(hù)提供必要的基礎(chǔ)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(shí)踐證明的有效的防直擊雷的方法。 外部防雷 設(shè)計(jì)必須進(jìn)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(fēng)可能造成鐵塔、接閃器和天線大幅度、高頻率搖擺，所以設(shè)計(jì)安裝要達(dá)到所需的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，同時(shí)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(gè)水平接地環(huán) (如 圖 5)，在靠近每個(gè)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(jìn)行坑道粘土回填，灌水殷實(shí)，表面可以用適當(dāng)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(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(yīng)穿絕緣 PVC管并埋設(shè)在地面 50cm以下位置）。該方案可以有效的完成直擊雷的防護(hù)。目的是用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（電涌 保護(hù)器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達(dá)到保護(hù)目的，所以，分流、等電位技術(shù)中采用防護(hù)器的品質(zhì) 、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)防護(hù)的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的電涌保護(hù)器至關(guān)重要 [11]。 角的保護(hù)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(gè) 避雷器應(yīng)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(dá)到減少雷電流在引線上寄生電感產(chǎn)生壓降的目的。同時(shí)根據(jù) GB5005794（ 2021版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第 “電涌保護(hù)器必須能承受預(yù)期通過它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個(gè)附加要求：通過電涌時(shí)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(hù) (如圖 11)。并在 SPD前安裝熔斷器（或空氣開關(guān)），以便在電涌保護(hù)器發(fā)生故障時(shí)及時(shí)將保護(hù)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(shí)已經(jīng)得到大部分的釋放，第二級防護(hù)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(dòng)浪涌和人為操作等引起的過電壓沿電力線侵入機(jī)房進(jìn)行保護(hù)。對該級 SPD的選擇要求在于電壓保護(hù)水平和反應(yīng)時(shí)間，其要將殘余浪涌電壓的值降低到設(shè)備最高耐壓值以下，使浪涌的能量不至于損害到設(shè)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(hù)方式，在 SPD的安裝方式上采用了 凱文接法避免因?yàn)檫B接導(dǎo)線過長影響 SPD的保護(hù)效果，同時(shí)解決 SPD安裝空間問題。如果機(jī)房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全 [13]。同時(shí) 完備的機(jī)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(dá)到。在局域網(wǎng)絡(luò)的兩端安裝避雷器，可有效地防 止各種過電壓對設(shè)備造成的破壞。 防護(hù) 在機(jī)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(yù)留的機(jī)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(jī)房接地網(wǎng)，分別用 1025mm2 的多股銅芯線將安全保護(hù)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(jī)房的門窗雖然在施工時(shí)就近與建筑的防雷接地系統(tǒng)相連 ，但還應(yīng)盡量遠(yuǎn)離作為防雷引下線的柱子，同時(shí)保持設(shè)備和門窗相距 1m左右。在采取了電源和信號雙重防護(hù)后，能夠較好的遏制瞬態(tài)浪涌 電流，防止浪涌電流對設(shè)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(shí)出現(xiàn)雷電電磁脈沖穿過回路感應(yīng)出較高的暫態(tài)過電壓危及與線路端連接的機(jī)房設(shè)備。 3). 在服務(wù)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(yīng)而產(chǎn)生的過電壓對設(shè)備造 成的損害 圖 14 BYF209 實(shí)物圖 圖 15 BYF208A15 實(shí)物圖 圖 16 RJE100/401 實(shí)物圖 24 表 5 信號線路 SPD 技術(shù) 參數(shù) 五類非屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線 同軸電纜 標(biāo)稱導(dǎo)通電壓 ≥ ≥ ≥ 測試波形 （ 、 8/20181。 表 6 工程中安裝的 信號 SPD 具體技術(shù)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(hù)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(yīng)時(shí)間 1ns 限制電壓 100V（ 10/700） 保護(hù)電路 1/4 保護(hù)對象 MODEM 組及電話，傳真電路 使用 RJ45 接口的計(jì)算機(jī)通訊設(shè)備 集線器，網(wǎng)卡， DNN專線，調(diào)制解調(diào)器 防護(hù) 在鐵塔上布設(shè)饋線時(shí)，饋線的外屏蔽層分別在天線處，鐵塔中部，離塔處及機(jī)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(diǎn)插入損耗低， 高雷電流通流能力，適用性強(qiáng)，安裝造型簡單 （如表 7所示） 。應(yīng)當(dāng)可以有效的對機(jī)房各種設(shè)備正常工作進(jìn)行保護(hù)。 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(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題 ,對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)施工之前 ,就要考慮到監(jiān)控系統(tǒng)所處的地理環(huán)境 ,設(shè)計(jì)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(shè)備（攝像頭等）應(yīng)置于接閃器 (避雷針或其它接閃導(dǎo)體 )有效保護(hù)范圍之內(nèi)。 室外的前端設(shè)備應(yīng)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(dǎo)入地 ,信號過電壓保護(hù)器需快速響應(yīng) 。從防雷角看 ,直埋敷設(shè)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(shè) （進(jìn)入終端前 埋地） ，一部分經(jīng)大樓的墻 壁固定敷設(shè)。架空線傳輸時(shí) ,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(shè)的部分，采用金屬線槽進(jìn)行屏蔽保護(hù)，金屬線槽避免沿大樓結(jié)構(gòu)柱或緊貼外墻敷設(shè)，金屬線槽的接口部分用多股銅線進(jìn)行跨接，金屬線槽的首尾兩端及進(jìn)出建筑物的交界部分進(jìn)行接地處理。經(jīng)檢 直 擊雷 措施符合 GB50057— 94中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。架空電纜線直接引入時(shí) ,在入戶處加裝避雷器 ,并將線纜金屬外護(hù)層及自承鋼索接到接地裝置上。良好的接地是防雷中至關(guān)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(biāo)準(zhǔn)中 C 級電涌保護(hù)器的要求。 表 9 工