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浅谈广播电视发射塔防雷措施

2018-09-03刁翔

西部论丛 2018年8期
关键词:发射台避雷针电位

刁翔

摘 要: 雷雨季节广播电视发射设备的防护显得尤为重要。为了保护建筑物、设施、设备免受雷击,应针对雷击的规律和危害性,分别对直击雷、感应雷、架空线引入高电位采取相应措施。

关键词:发射设备 防雷措施

在雨季和雷电密集的地区,常出现雷电击中发射设施而导致设备的损毁和损坏,致使发射设施不能正常运转,根据不同的发射塔或发射天线的不同要求,对其防雷设备的选择、安装以及维护做出分析

雷是自然界中自然放电的一种现象,当带云层中的电荷越积越多时,会向附近带异性电荷的云层或向地面放电,这就是雷电现象。当雷电经过建筑物或电气设备时,其电流值可高达数万或数十万安,给建筑物、电气设备或人员造成严重的破坏或危及生命。为了保护建筑物、设施、设备免受雷击,应针对雷击的规律和危害性,分别对直击雷、感应雷、架空线引入高电位采取相应措施:

一、直击雷防护

(一)发射天线塔和建筑物防雷措施。无论广播电视发射台或微波站都设有发射天线或天线塔,一般铁塔和天线位置是台站地面建筑的最高点。天线塔本身既可成为防雷的避雷塔,也可能变成“引雷器”或产生感应雷的导体,因此,它是台站防雷的第一关。

(1)按照国家94年颁布的《建筑物防雷设计规范》(GB50057—94)及其它标准设置好天线塔避雷针。铁塔接地网形状,密度可根据地形、防雷等级、天线塔种类来设计。重要发射台或微波枢纽站天线塔接地电阻要≤5欧。一般台站要≤10欧。条件允许的台站可安装AR限流避雷针。AR避雷针是90年代防直击雷的先进产品,能有效降低雷击产生的二次效应。

(2)认真计算天线塔避雷针的保护范围并留有充分余地,当其它建筑物不在保护范围时,可考虑设计多支(等高或不等高)避雷针保护方案。在一些地形突出的高山发射台(站),带雷云层又低时,天线塔避雷针防雷是有限的。均压网、避雷带应接有多根引流线,在建的房屋可考虑与建筑结构内的钢筋良好连接。

(二)一般情况下,建筑物安装有避雷针或避雷带、避雷网,但是雷电的活动规律是,对于发生过雷击的地点和入侵通道,下次雷击时,更容易再次遭受雷击。如果外部防雷某一个环节做的不好,就会影响整体的防雷效果。如果外部防雷不能担负直击雷防护的任务,那么它将是一个“引雷工程”,而不是“防雷工程”,设备反受其害。直击雷防护的完善与否,关系到感应雷防护的基础是否牢固。因为直击雷防护是感应雷防护的基础。

在直击雷比较完善的情况下,电视台部分设备仍然遭受雷电流的光顾,足以说明,防雷是一项系统工程。它包括屏蔽、等电位联结、安装浪涌保护器等等措施。全方位的防护中,感应雷的防护不可或缺。

二、电视台发射台感应雷的防护

感应雷的防护主要包括电源系统、天馈信号系统,计算机网络系统的防护,等电位连接以及接地等。根据电视台发射台的情况需求,主要针对电源和天馈,网络进行防护,同时为了均衡雷电流对于设备的冲击,等电位联结的措施必不可少。以下是详细介绍:

(一)电源系统的防雷及过电压保护

据统计,雷击事故中,从电源线路侵入感应过电压损坏设备占较大比例。所以電源的防护是所以设备防护的根本和基础条件,没有电源的安全防护,其他的措施都是舍本逐末。鉴于电视台有过雷击损坏设备的先例,所以对于系统的保护理应提高些防护等级。为实现多级配合,要计算各级SPD之间的能量配合,选用合适器件,拟对电源分为四级保护,使浪涌过电压逐级泄放入地。

A.按照分级泄放原理,第一级防雷可在总配电箱端加装1套电源三相一级高能量防雷器使大部分雷电能量在此泄放。B.在发射设备室的配电柜内安装电源单相第二级防雷C.在在发射设备的开光前端安装电源第三级防雷

(二)网络信号系统的防雷与过电压保护。雷击发生时产生的巨大瞬变电磁场,在1Km范围内的金属环路内均会产生感应雷电流,另建筑物在避雷针(带)接闪雷电时,在雷电流通过防雷引下线对地泄放同时,也会对建筑物内的网络金属环路产生雷电电磁脉冲,形成线路感应过电压,易造成终端设备端口的损坏,严重影响网络系统的正常运行。

(三)天馈信号系统的防护

1.室外引入线防雷措施。室外引入线是指台(站)内各种发射设备馈线、吊馈管的钢绞线及波导固定架、铁塔过桥和塔灯电源线、各类管道、各种视音频信号线、通信线等。在雷电天气,引线外皮很容易将感应雷或感应电压引入机房,必须采取措施进行电气阻塞。

2.室内设施的防雷措施。(1)机房内根据设备摆放情况,用铜皮铺设地网,通过多点与室外地网良好连接,从而营造等电位环境。(2)根据国标GB7450—87《电子设备雷击保护导则》和实际情况,科学的、有重点的采用防雷保护元件对电子设备进行保护。(3)机房内屏蔽接地、机壳接地、电源接地(中性线、零线)、工作电路接地、保安接地、过压保护接地等要统一、就近与机房共用地网可靠的电气连接。高山台站把机房铝制门窗、暖气管、水管、走线架等各种导体就近与母线或地网连接。

3.等电位连接措施。信号塔实际是个“引雷工程”,它在将强大的直击雷电流泄放到地下的同时,会产生方圆20公里内的感应雷辐射。电视台的办公楼窗户没有屏蔽接地,这对于室内的设备来说就相当于半露天了。所以室内的微电子设备,尤其是电脑的网卡,经常遭受感应雷的破坏。

基于以上情况建议我们的窗户全部安装金属屏蔽网,以减少电磁感应从窗口侵入室内设备,最次也应加装网格较密集的金属防盗网,并在其连接后接地。我们室内所以设备尽量远离窗户,靠近楼道的墙壁。对于躲避感应雷的危害有一定效果。同时,还要对室内设备采取M型或者S型等电位联结措施。这有助于消除静电和电磁感应对设备和人的危害。该措施将用到大量的多股铜绞线和铜排作为等电位连接材料。

结束语:

在实施防雷工程过程中,严格遵循科学的原则和经济的原则,依据有关国家规范和国际电工委员会有关规范,运用先进的防雷理论和工程技术进行工程勘测和施工。

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