APP下载

梧州中波台发射区搬迁项目机房大楼屏蔽和防雷工程设计与应用

2020-06-11

视听 2020年3期
关键词:铜带圈梁镀锌

(广西广播电视技术中心梧州分中心)

一、引言

梧州中波台发射区搬迁项目工程至2019年4月启动以来,由于时间紧任务重,设计方对机房大楼的屏蔽和防雷没有给出详细方案,如果屏蔽和防雷工程没有做好,将会影响到发射台电子设备的运行,甚至影响安全播出工作。针对这一情况,自开工以来我们就不断的完善这些工作,自行设计了机房大楼屏蔽和防雷接地方案。

二、电磁屏蔽和建筑防雷设计相关理论

(一)电磁波对播出信号和设备的干扰

中波广播的频段带宽为526.5-1606.5kHz,主要是地面波绕射传输为主,电离层反射波传输为辅,还会产生反射波、折射波和次生波,普通框架结构房屋对中波的屏蔽作用很微小,在输出输入线上都能产生感应高频信号,线越长越明显,如电话线、电源线都叠加了较强的干扰信号,干扰设备的正常工作,使基带信号的信噪比降低,影响播出质量。

(二)高频信号的传输原理

趋肤效应:趋肤效应是指高频电流进入良导体后,电流集中在导体表面流过,而非平均分布于整个导体的截面积中,这种现象叫做趋肤效应。频率越高趋肤效应越明显,渗透深度与频率的开方成反比用电磁波场强值衰减到表面的1/e(约为0.368)时所经过的距离来描述趋肤效应的程度,也即良导体中的电磁波只能存在于导体表面很薄(微米级)的一层介质中,在微米级距离内就基本衰减完毕。良导体为电阻率小的导体,有银、铜、铝、铁等。

(三)屏蔽原理

屏蔽就是用金属板面或网做成六面体,将电磁波限定在一定空间范围内,使其场强能量从一面传到另一面受到很大的衰减。屏蔽分为静电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽三类,电磁屏蔽能有效解决电磁波干扰。

电磁屏蔽就是利用低电阻率的金属罩对高频电磁波产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果,主要用于高频(大于10kHz),但整个屏蔽体必须是导电连续的,并且不能有直接穿透屏蔽体的导体,这样才能起到良好的屏蔽作用;低阻率金属有银、铜、铝、铁等,除金属外,其它导电良好的材料都可以做屏蔽体,如:导电橡胶、金属网、有机导电材料等,但屏蔽体必须接地。

(四)均压环

均压环是建筑物为防止雷击而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带,主要作用是均压,将高压均匀分布在物体周围,保证在环形各部位之间没有电位差,从而达到均压的效果。

三、机房大楼屏蔽室的设计

根据上述原理分析,对照新台区主要干扰源,确定采用屏蔽材料和屏蔽方式。

图1 机房平面图

(一)机房大楼尺寸

屏蔽室即为“U”型结构,长28米,宽23.5米,高8米,中空16*15.5*8,如图1。

(二)屏蔽效能

屏蔽室设计的主要任务是提高屏蔽效能,而其中关键是正确选择屏蔽材料、节点连通构造和门窗口处理。机房与发射铁塔在同一平面上,距离最近铁塔约70米,发射功率约10kW,铁塔平面与公路地面落差50米,整个山头就像一座小岛,地质结构以风化石为主,夹杂少量黄泥,土壤为干燥型,因此铁塔接地电阻较大(9Ω),基于以上因素,屏蔽机房需按强干扰源来设计。

(三)屏蔽材料选用

屏蔽材料对屏蔽效能起到决定性的作用,应经过计算后才选用,按上述屏蔽原理,对屏蔽材料的要求是:

1.有较好的屏蔽衰减系数,通常采用导磁率和导电率都大的材料;

2.有良好的耐腐蚀性和机械强度,可采用镀层金属材料,如镀铜、镀锌等;

3.具有经济性;

4.方便安装,钉挂、紧贴在外墙上,不影响主体建设和内部装修(如墙面贴瓷砖)。

屏蔽材料分为网材和板材两类,网材的屏蔽特点是:当工作频率在10kHz以上时,随着频率的升高,网材屏蔽系数并不增加,在其他条件相同的情况下,铜网的屏蔽系数最高,钢网次之。综合考虑后,墙壁屏蔽选用铜网,网格边长计算值为波长百分之一,就达到屏蔽的作用,原则上越密越好,但外墙要贴瓷砖,太密灰浆进不去,所以选铜网规格为一目(即1平方厘米1孔),铜丝直径0.5毫米,宽1米长30米一捆,编织结构,交叉点为接触型,墙面1056平米,需35捆。天面选用菱形铁网,便于捣制,菱形边长为25*25毫米,厚度为2毫米,是一张铁板拉制而成的网,交叉点是牢固一体型。

(四)建造工艺要求

1.外墙铜网钉挂

“U”型楼的外墙壁上钉挂铜网,要垂直钉挂,主要考虑统一在下端接地,垂直网(经)线能贯穿到顶,墙上预留(接地)扁铁与铜网焊牢。

2.铜网下边沿铜带焊接(如图2)。

在下边沿墙根处,用100*1毫米长条铜带钉在底,铜网贴在其上,再用20*0.5毫米长条铜带压在铜网上,形成两带压一网结构,每一根垂直铜线(经线)都焊牢于两铜带上,在墙根的地圈梁外侧环绕“U”楼一周,形成一个闭合铜带圈(等电位体),并与预留的扁铁(接地)焊牢,再与地井铜带焊牢,形成一个接地的整体。上边沿(在二层天花板下方)闭合铜带圈的制作,与下边的类似,但垫底铜带改为50*1毫米,主要考虑高处外墙(贴瓷砖)不宜用太宽铜带的问题。

图2

3.铜网中横向线(纬线)的焊接

环绕“U”型楼一周总长度为132米,垂直钉挂铜网132幅,高8米,交叠一厘米,重叠处用铜焊焊牢。

4.遇门(窗)口的处理

遇到门(窗)口处,铜网折角,门(窗)框压着网,框与网多点焊接,窗页外侧钉挂铜网,转动处与框焊接,以上全部铜焊。门是铁门,不用网。

5.楼顶菱形网建造

以镀锌扁铁(40*4毫米)为骨架,垫在下方,菱形网的边搭在扁铁上,每条边都与扁铁焊牢,扁铁与扁铁的十字交叉点的两边要焊牢,不要点焊,要路焊,所谓路焊就是均匀的焊成一条路,也称满焊。

图3 由四张菱形网构成的小网样式

由若干张小网(图3)组成的大网,覆盖整个二楼顶(辅助用房)天面,在浇筑好的水泥板上,每根柱子要预留扁铁在顶层上面,柱子与柱子之间每隔2米留一条扁铁,大网四周外边沿的扁铁要与柱子、横梁上预留的扁铁焊牢。

总的来说,铜网、菱形网的关键是电流连续,经纬线都不能有端点,窗口也要屏蔽,才能达到好的屏蔽效果。

四、机房防雷接地设计

在机房动工建设期间,发现地基与整个山头的土质均是风化石,地阻大,防雷差,对播出不利,因此在基础圈梁浇筑时,就增加了五个接地项目:

(一)圈梁钢筋与柱子钢筋焊接为一个整体,地面室内600*600毫米横直平铺钢筋与圈梁钢筋焊牢,交叉点焊牢。

(二)用40*4镀锌扁铁围绕柱子一周,并焊接。

(三)一层高4米,每根柱子焊四道扁铁,第一道扁铁向内、向外预留长300毫米接地用,其余三道只向外预留300毫米,如图4。

图4 柱子、圈柱扁铁、预留扁铁示意图

(四)在地梁外侧约500mm处,有一条扁铁围绕地梁一周,每隔2米垂直打一条4#镀锌角铁入地2米深,并与扁铁和钢筋焊牢,形成多点接地,如图5。

(五)“U”型楼开口处,两点用扁铁与圈梁扁铁连通焊牢,在地梁外侧,离墙6米处、每隔2米垂直打一条4#镀锌角铁入地2米深, 6米处的点再用扁铁连城一个圈,并与扁铁焊牢,形成一个均压环,如图6。

小结:通过建造屏蔽网和防雷接地网,改善了机房的屏蔽效能和接地防雷效果,为设备的安全运行奠定了基础。

图5 机房多点接地示意图

图6 均压环建造示意图

猜你喜欢

铜带圈梁镀锌
半预制圈梁构造柱砌体结构变形量估计仿真
中压交联电缆铜带变色现象的分析和解决
楚江新材600mm铜带强力粗轧机组新技术
铜带边部精整处理装备和技术的开发
镀锌钝化工艺及配方(2)
战国 铜带钩
立式化学辊涂机在连续镀锌机组中的应用
模拟酸雨大气环境中Cl-浓度对镀锌钢腐蚀行为的影响
德国西门子为攀钢提供连续镀锌生产线
砌体结构圈梁和构造柱的设置