電視轉播臺防雷技術淺析

施正濤

（作者單位：寧洱縣電視轉播臺）

1 防雷措施的必要性

電視轉播臺雷電防護的對象是電視發射塔、機房、辦公及生活用房、綠化設施。雷電防護的內容涉及發射塔加裝接閃器、地網鋪設、房屋避雷、接收發射設備接地線的鋪設。電視轉播臺大多位于人煙稀少的高山上，發射塔又遠遠高出地面，因此，極其容易受到雷擊，且接收發射設備為精密儀器，價格昂貴，遭受雷擊時極容易損壞，按照國家1994年頒布的《建筑物防雷設計規范》及其他標準設置發射塔避雷措施是此工程的重中之重，其他建筑物、綠化設施均按照第三類防雷建筑物相關規定采取措施。

2 直擊雷的防護

雷電分為直擊雷和感應雷兩種，直擊雷多發生在該區域的最高點，因此，處理好發射塔的避雷措施就等于處理好了轉播臺遭受直擊雷侵害的問題。電視轉播臺的發射塔要嚴格按照國家標準設置12 mm鍍鋅圓鋼單只避雷針，地網鋪設成網狀，其密度為0.5 m，占地面積800 m2，接地電阻為4 Ω。在發射塔上加裝避雷針時首先考慮其安裝高度，單指針保護范圍可以用一個以避雷針為軸的圓錐形來表示。

避雷針在地面上的保護半徑按下式計算：

式中：r為避雷針在地面上的保護半徑（m）；h為避雷針總高度（m）。

避雷針在被保護物高度hb水平面上的保護半徑rb按下式計算：

式中：rb為避雷針在被保護物高度hb水平面上的保護半徑（m）；ha為避雷針的有效高度（m）；P為高度影響系數，h＜30m時P=1，30m＜h＜120m時。

以寧洱縣電視轉播臺為例，實地測量需要保護的地面半徑為50 m，根據（1）式計算得避雷針的安裝高度h=r/1.5=34 m；需要保護最高一幢物高度為10 m，保護半徑為20 m，根據（3）式計算得避雷針的安裝高度h=(rb+2hbP)/1.5P=27 m，根據以上兩個計算結果可以看出，把避雷針安裝在50 m高的發射塔頂部完全可以滿足保護發射塔及臺內的一切建筑物的要求。因此，確定把12 mm鍍鋅圓鋼單只避雷針安裝在發射塔的頂端，以塔身作為避雷針的引下線，用四個塔基牢固焊接到地網上。因為臺內的建筑物都在安裝于發射塔上的避雷設施的保護范圍內，所以在建筑物上加裝單獨的避雷針，只需要沿著建筑物屋檐、沉降縫等其他突出部位規范美觀敷設避雷帶，并把避雷帶用扁鋼作引下線連接到地網上，或利用建筑物混凝土基礎內主筋作為自然接地裝置。整個直擊雷防護系統，由避雷帶經板筋通過柱內主筋至基礎自然地網形成一個低阻抗泄流通道。用扁鋼作引下線時，要求每隔不大于25 m設置一處，并均勻對稱布置接地裝置，引下線距離地面以上2 m套PVC管做防護措施。利用建筑物基礎主鋼筋作為自然接地裝置時，接地電阻應該在3 Ω以下。

3 感應雷的防護

為有效阻止感應雷的引入機房，從而保護接收發射設備，工程中根據機房內設備的擺放情況，用銅皮鋪設室內地網，通過多點與室外地網可靠連接，從而營造等電位環境。同時，把各種設備的機殼牢固焊接在室內地網上。另外，為避免從室外引進的天饋線、鐵塔搭橋、電源線、信號線等引入感應雷，必須采取屏蔽線就近接地、穿入鋼管埋人地下等措施進行電氣阻隔。

防止電源系統引入雷電方面，電視轉播臺必須采用分層設防方案，在轉播臺自行維護的高壓線路終端桿、終端桿前第一、第三桿上各增設一組避雷器，變壓器高、低壓側安裝大容量、高靈敏度的避雷器。低壓入戶線采用了鎧裝電纜埋地引入，兩端金屬外皮就近良好接地。

鋪設地網時，首先開挖長為80 m、寬為10 m、深為1 m的網狀溝，溝與溝的距離為0.5 m的壕溝，把鍍鋅的6分鋼管裝入溝中，鋼管之間交叉的地方焊接牢固，并每隔5 m用扁鋼引出地面，用于焊接地面上諸如塔基的接地。各接點焊接完成后，壕溝回填土，地網鋪設完成。

經過以上處理，電視轉播臺的防雷措施全部完成。以寧洱縣電視轉播臺的防雷工程為例，該工程按照以上措施施工，于2010年1月通過驗收并開機運行，運行至今臺內機器設備和建筑物從來沒有出現過被雷電侵害的事故，從而證明了該工程達到了很好的防雷預期效果。