高山台防雷改造技术方案

浦城广播电视高山台距离城区30公里，周围群山高耸百丈，尖峰矗立，海拔1470米的腾云尖是百丈村最高的山峰，山峰春夏两季、云雾缭绕腾云尖得名于此。从村里的生活区往山上看，高山台机房及发射铁塔就矗立在山巅，主山峰周围都是裸露的峭壁。建在较高山上的机房及发射铁塔往往是雷电活动强烈的地方，加上高高耸立的发射塔最容易遭受雷击，因而对防雷接地就有较多的要求，然而这些地方的土壤电阻率往往较高，给有效降低接地电阻带来了困难，从而造成高山台雷害事故不断发生。

据资料表明，浦城广播电视高山台雷击年平均雷暴多于70天，地面为含砂粘土，土壤电阻为500-1000欧姆，且地面土壤电阻率分布不均。山上气候条件较为恶劣。经实地勘察设备雷击损坏的情况，可以肯定在供电防雷方面非常薄弱，雷击导致外电引入造成设备损坏。电源避雷只有安装了第三级避雷器，对设备基本无保护作用，当雷电来时根本无法有效地将雷电引入大地。为了减少雷电造成的不必要损失，必须进行改造和完善避雷设施。

我们在变压器出口处应加装相应的避雷装置以起到第一级防雷保护作用，室外变压器出口处或总配电开关柜入口处应加装一至二套大容量电源避雷保护装置（100KA10/350us 三相） ，以起到总的防雷保护屏障的作用，该设备的安装除增大防雷保护能力以外，最重要的是可对所有弱电设备和用电设备起到全面保护作用，同时在调频发射机和电视发射机低压配电柜前端安装第二级避雷保护（50KA/255三相放电模块）。同时在发射机所使用的电源安装（通流量15KA/278、三相）避雷器可起到第三级防雷保护作用。具体改造分以下步骤完成：

一、交流供电系统的防雷与接地要求

1、交流供电系统应采用三相五线制供电方式。

2、设置专用电力变压器，电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入，电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。

3、当电力变压器设在站外时，对于地处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω·m，电力线应在避雷线的25°角保护范围内，避雷线（除终端杆处）应每杆作一次接地。为确保安全，宜在避雷线终端杆的前一杆上，增装一组氧化锌避雷器。在架空高压电力线路终端杆﹑终端杆前第一﹑第三或第二﹑第四杆上各增设一组氧化锌避雷器，同时在第三杆或第四杆增设一组高压保险丝。其高压电力线应采用电力电缆从地下进站，电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器，电缆两端金属外护层应就近接地。重要用电设備（如发射机、稳压电源、监控设备等）的交流进线端也根据其容量用不同型号的电源避雷器。

二、信号线路的防雷与接地要求

对于进入机房的每一条发射馈线合信号电缆（卫星、光缆）应要进行接地，发射馈线如无滤波器连接，要采用专用馈线接地扣接地。或采用加装相应的信号避雷器。

三、铁塔的防雷与接地要求

机房发射铁塔应有完善的防直接雷及二次感应雷的防雷装置。具体的就是发射铁塔接地阻值，尽量将接地阻值降低。选择合适的地点（林木长的旺盛处）建设地网。

四、其它设施的防雷与接地

1、机房的建筑物应有完善的防直击雷及抑制二次感应雷的防雷装置（避雷网、避雷带和接闪器）等。在机房屋顶应增加“女儿带”避雷带并将屋顶所有的天线连接后用40*4mm的镀锌扁钢连接到接地点。

2、机房内走线架、吊线铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应作保护接地。保护接地引线一般宜采用截面积不小于 32mm2 的多股铜导线。

3、机房外的各种进线必须都要有良好接地如发射馈线、电力电缆、光纤。这些进线不允许捆绑在一起必须分开。电力电缆必须埋人地下或套镀锌管并将镀锌管接地，发射馈线采用馈管接地扣每隔5米安装一个然后接地。

五、机房的联合接地系统

（一）地网的组成

1、广播电视基站应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。

2、机房地网组成：机房地网应沿机房建筑物设环形接地装置，同时还应利用机房建筑物基础主钢筋共同组成机房地网。当机房建筑物基础有地桩时，应将地桩内 2 根以上主钢筋与机房地网焊接连通通常可以在房顶上找到与“女儿带”连接。机房防静电地板应在地板下围绕机房敷设闭合的环形接地线，作为地板金属支架的接地引线排，其材料为铜导线，截面积应不小于 32mm2 。

3、铁塔地网的组成：铁塔地网应延伸到塔基四脚处 1.5m 远的范围，网格尺寸不应大于 3m×3m ，铁塔地网与机房地网之间应每隔 3 ～ 5m 相互焊接连通一次。

（二）接地体

1、接地体宜采用热镀锌钢材，其规格要求如下： 钢管 Φ50mm ，壁厚不应小于 3.5mm ;角钢 不应小于 50mm×50mm×5mm ;扁钢 不应小于 40mm×4mm

2、垂直接地体长度宜为 1.5 ～ 2.5m ，垂直接地体间距为其自身长度为 1. 5 ～ 2 倍。若遇到土壤电阻率不均匀的地方，下层的土壤电阻率低，可以适当加长。当垂直接地体埋设有困难时，可设多根环形水平接地体，彼此间隔为 1 ～ 1.5m ，且应每隔 3 ～ 5m 相互焊接连通一次.

由于我高山台地理位置所限，无法按照上图将所有的接地网连接。可采用以下方式：

在动力变压器位置挖一个长15米宽1.5米深1米的坑尽量选择多土壤避开石头和沙堡土的地方，避雷坑不需要非常规则，主要是增加接地面积。在避雷坑底部每隔1米左右打入一根50mm×50mm×5mm角钢。角钢长度1米，角钢一头切成三角形，打入深度按地形不一尽量向下打，完成后用40mm×4mm的扁钢连接所有的点，每个焊点都要进行防腐处理，形成一个网格接地网。最后用降阻剂和土壤回填，先用降阻剂回填30cm厚，再用土壤回填夯实。每个避雷坑用40mm×4mm的扁钢引出到设备接地体，如果扁钢引出较长超过5米需挖沟埋入，每隔3米沟里要打入一根角钢并与扁钢焊接，沟的深度不应小于30cm。接地体宜采用具有耐腐的降阻剂或保湿性能好的非金属接地体。非金属接地模块具有较强的保湿性，吸湿性，充分发挥了接地体中电解质的导电作用，增大了接地体和土壤的接触面积，从而增大了接地体本身的散流面积，减少了接地体和土壤的接触电阻。

（三）接地线和接地引入线

1、接地线宜短、直、载面积为 32mm2 ，材料为多股铜线。

2、接地引入线长度不宜超过 30m ，其材料为镀锌扁钢，截面积不宜小于 40mm×4mm 。接地引入线应作防腐、绝缘处理。接地引入线由地网中心部位就近引出与机房内接地汇集线连通。

（四）接地汇集线

接地汇集线一般设计成环形或排状，材料为铜材，截面积不应小于 120mm2 ，也可采用相同电阻值的镀锌扁钢。机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上，接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。

（五）接地电阻

1、台站地网的接地电阻值应小于 5Ω 。

2、架空电力线与电力电缆接口处的保护接地以及电力变压器（ 100KVA 以下）保护接地的接地电阻值应小于 10Ω 。

3、架空电力线上方的避雷线及增装在高压线上的避雷器的接地电阻值，其首端（即进站端）应小于 10Ω ，中间或末端于小 30Ω 。

六、高山台站接地电阻偏高的主要原因：

1、设计施工方面的原因 ：在山区由于地形复杂，土壤不均匀，土壤电阻变化较大，在设计微波站的接地时需要实地进行认真的勘探，结合实际情况进行认真的设计。在施工时由于接地工程是属于隐蔽工程，工程技术监督也存在着不到位的现象，不能严格的按图施工，会使这些隐患一直得不到消除。

2、使用降阻措施的问题;a、不正确的使用外延接地，有的为了降低接地电阻在很大的范围内设置了外延接地，有的甚致把接地引到山下，这对降低工频接地电阻是有效的方法，但台站的接地主要是防雷的，即应以有效降低沖击接地电阻为主。过长的外延由于接地体自身的电感作用，对降低冲击接地电阻是无效的。b、采用木炭、食盐或化学降阻剂进行降阻，这种方法只能短时有效，随着时间的推移，随着水土流失，木炭、食盐或化学降阻剂会逐渐失去作用，还会造成对接地体的腐蚀。

3、运行维护方面的原因：a、接地体的腐蚀，特别是在山区酸性土壤中，或风化后土壤中，最容易发生电化学腐蚀和吸氧腐蚀，最容易发生腐蚀的部位是接地引下线与水平接地体的连接处，还有就是接地体的埋深不够，或用碎石、砂子回填，土壤中含氧量高，使接地体容易发生吸氧腐蚀，由于腐蚀使接地体与周围土壤之间的接触电阻变大，甚至使接地体在焊接头处断裂，导致杆塔接地电阻变大，或失去接地。b、在山坡坡带由于雨水的冲刷使水土流失而使接地体外露失去与大地的接触。

结束语：高山台站接地主要目的是防雷，所以设备接地的方式都应以防雷为目的，在降阻措施的采用上也应以降低冲击接地电阻为主。那么所有的降阻措施都应围绕这个目的进行。对具体的建设要做具体的技术经济分析，做出切合实际的设计，并进行精心的施工，加强运行维护，才能收到理想的防雷效果。

作者简介：

张正晓 ，浦城县融媒体中心，福建省南平市，353400，1971年9月7日，男，汉，福建浦城，技师，本科，研究方向：高山台管理、维修