高山臺防雷改造技術方案

浦城廣播電視高山臺距離城區30公里，周圍群山高聳百丈，尖峰矗立，海拔1470米的騰云尖是百丈村最高的山峰，山峰春夏兩季、云霧繚繞騰云尖得名于此。從村里的生活區往山上看，高山臺機房及發射鐵塔就矗立在山巔，主山峰周圍都是裸露的峭壁。建在較高山上的機房及發射鐵塔往往是雷電活動強烈的地方，加上高高聳立的發射塔最容易遭受雷擊，因而對防雷接地就有較多的要求，然而這些地方的土壤電阻率往往較高，給有效降低接地電阻帶來了困難，從而造成高山臺雷害事故不斷發生。

據資料表明，浦城廣播電視高山臺雷擊年平均雷暴多于70天，地面為含砂粘土，土壤電阻為500-1000歐姆，且地面土壤電阻率分布不均。山上氣候條件較為惡劣。經實地勘察設備雷擊損壞的情況，可以肯定在供電防雷方面非常薄弱，雷擊導致外電引入造成設備損壞。電源避雷只有安裝了第三級避雷器，對設備基本無保護作用，當雷電來時根本無法有效地將雷電引入大地。為了減少雷電造成的不必要損失，必須進行改造和完善避雷設施。

我們在變壓器出口處應加裝相應的避雷裝置以起到第一級防雷保護作用，室外變壓器出口處或總配電開關柜入口處應加裝一至二套大容量電源避雷保護裝置（100KA10/350us 三相） ，以起到總的防雷保護屏障的作用，該設備的安裝除增大防雷保護能力以外，最重要的是可對所有弱電設備和用電設備起到全面保護作用，同時在調頻發射機和電視發射機低壓配電柜前端安裝第二級避雷保護（50KA/255三相放電模塊）。同時在發射機所使用的電源安裝（通流量15KA/278、三相）避雷器可起到第三級防雷保護作用。具體改造分以下步驟完成：

一、交流供電系統的防雷與接地要求

1、交流供電系統應采用三相五線制供電方式。

2、設置專用電力變壓器，電力線宜采用具有金屬護套或絕緣護套電纜穿鋼管埋地引入，電力電纜金屬護套或鋼管兩端應就近可靠接地。

3、當電力變壓器設在站外時，對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω·m，電力線應在避雷線的25°角保護范圍內，避雷線（除終端桿處）應每桿作一次接地。為確保安全，宜在避雷線終端桿的前一桿上，增裝一組氧化鋅避雷器。在架空高壓電力線路終端桿﹑終端桿前第一﹑第三或第二﹑第四桿上各增設一組氧化鋅避雷器，同時在第三桿或第四桿增設一組高壓保險絲。其高壓電力線應采用電力電纜從地下進站，電力電纜與架空電力線連接處三根相線應加裝氧化鋅避雷器，電纜兩端金屬外護層應就近接地。重要用電設備（如發射機、穩壓電源、監控設備等）的交流進線端也根據其容量用不同型號的電源避雷器。

二、信號線路的防雷與接地要求

對于進入機房的每一條發射饋線合信號電纜（衛星、光纜）應要進行接地，發射饋線如無濾波器連接，要采用專用饋線接地扣接地?；虿捎眉友b相應的信號避雷器。

三、鐵塔的防雷與接地要求

機房發射鐵塔應有完善的防直接雷及二次感應雷的防雷裝置。具體的就是發射鐵塔接地阻值，盡量將接地阻值降低。選擇合適的地點（林木長的旺盛處）建設地網。

四、其它設施的防雷與接地

1、機房的建筑物應有完善的防直擊雷及抑制二次感應雷的防雷裝置（避雷網、避雷帶和接閃器）等。在機房屋頂應增加“女兒帶”避雷帶并將屋頂所有的天線連接后用40*4mm的鍍鋅扁鋼連接到接地點。

2、機房內走線架、吊線鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地。保護接地引線一般宜采用截面積不小于 32mm2 的多股銅導線。

3、機房外的各種進線必須都要有良好接地如發射饋線、電力電纜、光纖。這些進線不允許捆綁在一起必須分開。電力電纜必須埋人地下或套鍍鋅管并將鍍鋅管接地，發射饋線采用饋管接地扣每隔5米安裝一個然后接地。

五、機房的聯合接地系統

（一）地網的組成

1、廣播電視基站應按均壓、等電位的原理，將工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網。站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入。

2、機房地網組成：機房地網應沿機房建筑物設環形接地裝置，同時還應利用機房建筑物基礎主鋼筋共同組成機房地網。當機房建筑物基礎有地樁時，應將地樁內 2 根以上主鋼筋與機房地網焊接連通通?？梢栽诜宽斏险业脚c“女兒帶”連接。機房防靜電地板應在地板下圍繞機房敷設閉合的環形接地線，作為地板金屬支架的接地引線排，其材料為銅導線，截面積應不小于 32mm2 。

3、鐵塔地網的組成：鐵塔地網應延伸到塔基四腳處 1.5m 遠的范圍，網格尺寸不應大于 3m×3m ，鐵塔地網與機房地網之間應每隔 3 ～ 5m 相互焊接連通一次。

（二）接地體

1、接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規格要求如下： 鋼管 Φ50mm ，壁厚不應小于 3.5mm ;角鋼 不應小于 50mm×50mm×5mm ;扁鋼 不應小于 40mm×4mm

2、垂直接地體長度宜為 1.5 ～ 2.5m ，垂直接地體間距為其自身長度為 1. 5 ～ 2 倍。若遇到土壤電阻率不均勻的地方，下層的土壤電阻率低，可以適當加長。當垂直接地體埋設有困難時，可設多根環形水平接地體，彼此間隔為 1 ～ 1.5m ，且應每隔 3 ～ 5m 相互焊接連通一次.

由于我高山臺地理位置所限，無法按照上圖將所有的接地網連接?？刹捎靡韵路绞剑?/p>

在動力變壓器位置挖一個長15米寬1.5米深1米的坑盡量選擇多土壤避開石頭和沙堡土的地方，避雷坑不需要非常規則，主要是增加接地面積。在避雷坑底部每隔1米左右打入一根50mm×50mm×5mm角鋼。角鋼長度1米，角鋼一頭切成三角形，打入深度按地形不一盡量向下打，完成后用40mm×4mm的扁鋼連接所有的點，每個焊點都要進行防腐處理，形成一個網格接地網。最后用降阻劑和土壤回填，先用降阻劑回填30cm厚，再用土壤回填夯實。每個避雷坑用40mm×4mm的扁鋼引出到設備接地體，如果扁鋼引出較長超過5米需挖溝埋入，每隔3米溝里要打入一根角鋼并與扁鋼焊接，溝的深度不應小于30cm。接地體宜采用具有耐腐的降阻劑或保濕性能好的非金屬接地體。非金屬接地模塊具有較強的保濕性，吸濕性，充分發揮了接地體中電解質的導電作用，增大了接地體和土壤的接觸面積，從而增大了接地體本身的散流面積，減少了接地體和土壤的接觸電阻。

（三）接地線和接地引入線

1、接地線宜短、直、載面積為 32mm2 ，材料為多股銅線。

2、接地引入線長度不宜超過 30m ，其材料為鍍鋅扁鋼，截面積不宜小于 40mm×4mm 。接地引入線應作防腐、絕緣處理。接地引入線由地網中心部位就近引出與機房內接地匯集線連通。

（四）接地匯集線

接地匯集線一般設計成環形或排狀，材料為銅材，截面積不應小于 120mm2 ，也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼。機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上，接地匯集線應與建筑鋼筋保持絕緣。

（五）接地電阻

1、臺站地網的接地電阻值應小于 5Ω 。

2、架空電力線與電力電纜接口處的保護接地以及電力變壓器（ 100KVA 以下）保護接地的接地電阻值應小于 10Ω 。

3、架空電力線上方的避雷線及增裝在高壓線上的避雷器的接地電阻值，其首端（即進站端）應小于 10Ω ，中間或末端于小 30Ω 。

六、高山臺站接地電阻偏高的主要原因：

1、設計施工方面的原因 ：在山區由于地形復雜，土壤不均勻，土壤電阻變化較大，在設計微波站的接地時需要實地進行認真的勘探，結合實際情況進行認真的設計。在施工時由于接地工程是屬于隱蔽工程，工程技術監督也存在著不到位的現象，不能嚴格的按圖施工，會使這些隱患一直得不到消除。

2、使用降阻措施的問題;a、不正確的使用外延接地，有的為了降低接地電阻在很大的范圍內設置了外延接地，有的甚致把接地引到山下，這對降低工頻接地電阻是有效的方法，但臺站的接地主要是防雷的，即應以有效降低沖擊接地電阻為主。過長的外延由于接地體自身的電感作用，對降低沖擊接地電阻是無效的。b、采用木炭、食鹽或化學降阻劑進行降阻，這種方法只能短時有效，隨著時間的推移，隨著水土流失，木炭、食鹽或化學降阻劑會逐漸失去作用，還會造成對接地體的腐蝕。

3、運行維護方面的原因：a、接地體的腐蝕，特別是在山區酸性土壤中，或風化后土壤中，最容易發生電化學腐蝕和吸氧腐蝕，最容易發生腐蝕的部位是接地引下線與水平接地體的連接處，還有就是接地體的埋深不夠，或用碎石、砂子回填，土壤中含氧量高，使接地體容易發生吸氧腐蝕，由于腐蝕使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻變大，甚至使接地體在焊接頭處斷裂，導致桿塔接地電阻變大，或失去接地。b、在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去與大地的接觸。

結束語：高山臺站接地主要目的是防雷，所以設備接地的方式都應以防雷為目的，在降阻措施的采用上也應以降低沖擊接地電阻為主。那么所有的降阻措施都應圍繞這個目的進行。對具體的建設要做具體的技術經濟分析，做出切合實際的設計，并進行精心的施工，加強運行維護，才能收到理想的防雷效果。

作者簡介：

張正曉 ，浦城縣融媒體中心，福建省南平市，353400，1971年9月7日，男，漢，福建浦城，技師，本科，研究方向：高山臺管理、維修