电视转播台防雷技术浅析

施正涛

（作者单位：宁洱县电视转播台）

1 防雷措施的必要性

电视转播台雷电防护的对象是电视发射塔、机房、办公及生活用房、绿化设施。雷电防护的内容涉及发射塔加装接闪器、地网铺设、房屋避雷、接收发射设备接地线的铺设。电视转播台大多位于人烟稀少的高山上，发射塔又远远高出地面，因此，极其容易受到雷击，且接收发射设备为精密仪器，价格昂贵，遭受雷击时极容易损坏，按照国家1994年颁布的《建筑物防雷设计规范》及其他标准设置发射塔避雷措施是此工程的重中之重，其他建筑物、绿化设施均按照第三类防雷建筑物相关规定采取措施。

2 直击雷的防护

雷电分为直击雷和感应雷两种，直击雷多发生在该区域的最高点，因此，处理好发射塔的避雷措施就等于处理好了转播台遭受直击雷侵害的问题。电视转播台的发射塔要严格按照国家标准设置12 mm镀锌圆钢单只避雷针，地网铺设成网状，其密度为0.5 m，占地面积800 m2，接地电阻为4 Ω。在发射塔上加装避雷针时首先考虑其安装高度，单指针保护范围可以用一个以避雷针为轴的圆锥形来表示。

避雷针在地面上的保护半径按下式计算：

式中：r为避雷针在地面上的保护半径（m）；h为避雷针总高度（m）。

避雷针在被保护物高度hb水平面上的保护半径rb按下式计算：

式中：rb为避雷针在被保护物高度hb水平面上的保护半径（m）；ha为避雷针的有效高度（m）；P为高度影响系数，h＜30m时P=1，30m＜h＜120m时。

以宁洱县电视转播台为例，实地测量需要保护的地面半径为50 m，根据（1）式计算得避雷针的安装高度h=r/1.5=34 m；需要保护最高一幢物高度为10 m，保护半径为20 m，根据（3）式计算得避雷针的安装高度h=(rb+2hbP)/1.5P=27 m，根据以上两个计算结果可以看出，把避雷针安装在50 m高的发射塔顶部完全可以满足保护发射塔及台内的一切建筑物的要求。因此，确定把12 mm镀锌圆钢单只避雷针安装在发射塔的顶端，以塔身作为避雷针的引下线，用四个塔基牢固焊接到地网上。因为台内的建筑物都在安装于发射塔上的避雷设施的保护范围内，所以在建筑物上加装单独的避雷针，只需要沿着建筑物屋檐、沉降缝等其他突出部位规范美观敷设避雷带，并把避雷带用扁钢作引下线连接到地网上，或利用建筑物混凝土基础内主筋作为自然接地装置。整个直击雷防护系统，由避雷带经板筋通过柱内主筋至基础自然地网形成一个低阻抗泄流通道。用扁钢作引下线时，要求每隔不大于25 m设置一处，并均匀对称布置接地装置，引下线距离地面以上2 m套PVC管做防护措施。利用建筑物基础主钢筋作为自然接地装置时，接地电阻应该在3 Ω以下。

3 感应雷的防护

为有效阻止感应雷的引入机房，从而保护接收发射设备，工程中根据机房内设备的摆放情况，用铜皮铺设室内地网，通过多点与室外地网可靠连接，从而营造等电位环境。同时，把各种设备的机壳牢固焊接在室内地网上。另外，为避免从室外引进的天馈线、铁塔搭桥、电源线、信号线等引入感应雷，必须采取屏蔽线就近接地、穿入钢管埋人地下等措施进行电气阻隔。

防止电源系统引入雷电方面，电视转播台必须采用分层设防方案，在转播台自行维护的高压线路终端杆、终端杆前第一、第三杆上各增设一组避雷器，变压器高、低压侧安装大容量、高灵敏度的避雷器。低压入户线采用了铠装电缆埋地引入，两端金属外皮就近良好接地。

铺设地网时，首先开挖长为80 m、宽为10 m、深为1 m的网状沟，沟与沟的距离为0.5 m的壕沟，把镀锌的6分钢管装入沟中，钢管之间交叉的地方焊接牢固，并每隔5 m用扁钢引出地面，用于焊接地面上诸如塔基的接地。各接点焊接完成后，壕沟回填土，地网铺设完成。

经过以上处理，电视转播台的防雷措施全部完成。以宁洱县电视转播台的防雷工程为例，该工程按照以上措施施工，于2010年1月通过验收并开机运行，运行至今台内机器设备和建筑物从来没有出现过被雷电侵害的事故，从而证明了该工程达到了很好的防雷预期效果。