老中波发射台综合防雷工程改造安装

吴天怀 杨 富

（作者单位：贵州省新闻出版广电局七一八台）

老中波发射台综合防雷工程改造安装

吴天怀 杨 富

（作者单位：贵州省新闻出版广电局七一八台）

摘 要：随着近年来中波台发射设备及配套设施的更新，老中波台原有的防雷方式已不适应现有发射设备的防雷要求。为了防止雷电对中波台发射设备产生的损坏，造成停播等事故，需要根据雷电对中波台发射设备的侵袭途径、危害方式，结合中波台的实际情况，采取多层次、综合性的防雷措施。从而有效抵御雷电对中波台发射设备造成的危害，确保中波台的安全优质播出。

关键词：雷电；老中波台；防雷改造

老中波台建台时间较长，建设之初，都使用电子管发射机。受当时技术和条件限制，防雷标准低。基本上是以发射天线通过其底部放电球方式防雷。随着近年来全固态数字发射机运用的普及，原有的防雷方式已不适应现有发射设备的更新换代。以贵州省新闻出版广电局七一八台为例，建台至今已四十多年。台址位于黔西南州兴义市郊，海拔高1034 m，地域空旷，属多雷区。近年来，对原天线馈线进行了更换，馈线由六线式矩形馈线更换为50 Ω同轴电缆并埋入地下。天线调配网络已由原来单频单塔改为双频共塔调配方式，发射机由原来电子管发射机更新为全固态数字发射机，增加了一个发射频率，相应也增加了发射机数量。但防雷设施未得到改善，已不适应现有设备的防雷要求。遇到雷雨季节，常拉闸停播或有设备部分受到损坏，曾造成一次性损坏五面卫星接收器高频头的情况。由于原有防雷措施比较单一，且严重老化。现使用的卫星接收器，信号源系统、供电系统、发射机及发射机房都未有很好的防雷措施，因此，必须结合雷电的危害方式和该台的实际情况，采取有效的防雷措施。

1 雷电的危害方式

1.1 直击雷

直接雷是指雷电直接击到物体上，其特点是能量大。直击雷发生时雷电流具有强大的热效应、冲击波、动力效应等破坏作用。建筑物、架空电力线及信号传输线都有可能遭受雷击。电力线发生直接雷击时，容易产生火花放电，导致系统短路引起火灾。当电力线遭受雷击时，雷电流沿电力线进入机房，与其相连的中继线路板会发生损坏，导致中继线焦化，线对之间发生短路，致使传输中断。接闪器本身不怕雷击，它与其下面的引下线，接地系统共同构成建筑物的外部防护体系或称直击雷防护体系。

1.2 电磁感应

电磁感应是由于雷电流迅速变化在其周围产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。依据电磁感应原理，在雷电入地瞬间，距雷击中心1.5～2 km范围都可能产生危险的过压。当建筑物附近发生雷击或按闪器接闪时建筑物及内部的设备都处在这个危险的电磁环境中。依据电磁感应原理，如果瞬变磁场中的导体是一个开环，则会产生感生电压；如果是一个闭合回路则要产生感生电流，闭合回路的面积越大，则通过磁通量越多，产生的感生电流也越强。

1.3 过压电流引入

雷击电力线路或线路附近发生雷击产生的瞬变电磁场在电力线路上形成高压，以及雷电的下行先导在线路上产生的静电感应均有可能沿供电线路进入设备而使设备损坏。

感应过压同样可以沿信号传输线引入，与电力线相比沿传输线引入的过压能量通常相对小一些，这是因为在电磁耦合中较多的能量耦合到电力线上。而在传输线孤立架设，没有其他线路与其分担时，大部分雷电能量同样会耦合其上，这就是为什么有时一根电话线引入的雷击能致人于死地。

1.4 地电位反击

地电位反击是雷电入地的瞬间，由于各系统接地装置间电位不同而产生的电位差，沿接地线到达设备的外壳、电力线的中继线、直流地的基准零电位点瞬间抬高数千伏直至数万伏，危及人身和设备安全。造成这些后果的直接原因是要求分开接地的条件不具备，却仍然采取分地措施。

2 改造前的防雷概况

该台改造前防雷主要是以发射天线通过其底部放电球连接地网泄防雷电，放电球接地端实测电阻为2.1 Ω，地网有部分受损。发射机房紧临办公大楼，办公大楼、机房有建筑防雷地；发射设备只有工作接地，且时间长，已老化；无室内地网和室外地网。天线调配网络已改为双频共塔方式，有防雷措施，天线馈线已改为50 Ω同轴电缆并埋入地下，信号源系统和供配电系统均无防雷措施。

3 综合防雷改造安装

根据雷电的危害方式和该台实际情况，采取了以下防雷措施。

3.1 在机房外建室外地网和机房室内地网

地网是提供雷电泄放的重要通道，一个良好的接地网是非常重要的，它是防雷的基础。

3.1.1 建设室外地网。在室外地网建设中，采用传统与新技术、新产品相结合，采用近年在各个领域广泛应用的新技术产品长效高导活性离子接地极作为垂直接地体。离子接地极具有占地面积小、施工难度低、降阻效果持久稳定、耐腐蚀和使用寿命长等特点。

根据实际情况，在机房楼四周开挖地沟，地沟深度不小于0.8 m，并将其延伸到机房大楼前土壤较好的地方，用50×5 mm的热镀锌扁钢作为水平接地体，用50×50×5 mm热镀锌角钢、离子按接地极作为垂直接地体。采用多套离子接地极与水平接地极连接后构成一个环形网，并从两个方向引入机房。垂直接地体坑内填入高山降阻剂并回填土壤；所有水平接地体扁钢用高山降阻剂包裹后再回填土壤。

3.1.2 建设机房室内地网。围绕机房室内四周用40×4 mm热镀锌扁铁，做

一个环形接地网。然后分两个方向和新建室外地网连接。用30×3 mm紫铜排与室内地网连接，并延伸至地沟、信号源及发射机控制系统，构成环形接地排，以方便所有设备就近接地。

3.1.3 高频接地。高频接地采用1500×600×5 mm紫铜板水平埋入坑内，用降阻剂和土壤回填，200×0.5 mm铜带引出，并将发射机高频末端机箱槽路附近接地端，用专用接地引线与引出铜带连接，以减少发射机之间的相互干扰。

3.1.4 发射天线防雷接地改造。鉴于该台发射天线地网有部分受损，防雷接地老化，放电球使用时间长，表面有凹凸不平痕迹，需要进行改造。在铁塔附近用离子接地极作为垂直接地体，50×50×5 mm热镀锌扁钢作水平接地体构成环形网，从两个方向接入天线放电球接地端，以降低发射天线接地电阻，增大泄流能力。更换放电球并调整好间隙。

3.2 防直击雷措施

3.2.1 根据该台所处地形特点及建筑物情况，必须考虑直击雷的各种隐患，如直击雷、侧击雷、滚雷等因素。因此在办公大楼屋顶加装提前放电避雷针，避雷针安装于镀锌金属管上并通过引下线从两个方向接入室外地网。

3.2.2 在发射机房屋面安装防雷网格，从四个方向与原建筑防雷地连接后接入室外地网，各连接处均用焊接方式并做好防腐处理。

3.3 防感应雷措施

3.3.1 在高压变压器低压侧总配电柜低压输入端并联安装一套德国DEHN公司生产的电源复合防雷器（CSP100）作为电源系统一级防雷。

3.3.2 在机房两台稳压器380 V输入端分别安装一套德国DEHN公司生产的电源防雷器（DGT-385）作为电源系统二级防雷。

3.3.3 在机房发射机和播控设备的电源输入端分别安装一套德国DEHN公司生产的交流电源防雷器（DGT-275），作为电源系统的三级防雷。

3.3.4 信号源系统防雷。在卫星接收机高频输入端和高频头输出端分别安装一套75 Ω同轴信号避雷器。

在音频阻抗变换器输入端、音频切换器输入端、音频处理器输入端和发射机音频输入端，分别安装音视频避雷器。所有避雷器均用35 mm2铜线就近接入地网。

3.4 系统等位地网。将新建的机房室内地网、室外地网、铁塔地网、办公楼和机房建筑地、屋顶水塔金属支架、卫星接收器金属支架、各类金属线缆、金属管件、构件等接入室外新建环形地网。特别将机房屋面防雷网格从四个方向接入室外地网，各网间的连接点不得少于二处，构成台内等电位地网，各连接点均用焊接方式并做好防腐处理。接地系统采用联合等电位连接后，其接地电阻设计值为≤1 Ω。该台改造后实测为0.75 Ω，一年后检测为0.5 Ω，达到设计要求。

4 结语

老中波发射台的防雷改造是个系统工程，包括天线、调配网络、传输馈线、机房及发射系统、信号源及播控系统、电源系统、接地与均压等部分。因此，除了使用好的防雷器件、材料，还要有好的施工质量、合理布局、多级防雷、综合防范等措施，才能保证中波发射台的安全播出。