喻 成

（作者單位：重慶廣播電視技術(shù)中心）

隨著廣播電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，相關(guān)配套設(shè)施不斷增加，配電和設(shè)備遭受雷電和過(guò)電壓入侵案例也不斷增加；每到雷雨季節(jié)，廣播電視發(fā)射臺(tái)防雷問(wèn)題就越發(fā)凸顯[1]。廣播發(fā)射臺(tái)一般建在空曠的郊外，屬高大建筑物，較容易遭到雷擊。臺(tái)站雷電防護(hù)如不到位，措施不得力，雷電就可能從“缺口處”破壞系統(tǒng)設(shè)備，這樣不僅會(huì)使廣播電視臺(tái)遭受直接經(jīng)濟(jì)損失，還有可能使廣播電視信號(hào)出現(xiàn)大面積中斷，造成重大安全播出責(zé)任事故，其間接損失無(wú)法估量。因此，做好廣播電視系統(tǒng)雷電防護(hù)工作是保障系統(tǒng)穩(wěn)定性和廣播電視信號(hào)安全優(yōu)質(zhì)傳輸?shù)闹刂兄亍?/p>

1 永川廣播電視發(fā)射臺(tái)防護(hù)現(xiàn)狀

1.1 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)作為防雷系統(tǒng)外部防雷措施，是整個(gè)防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)、最重要一環(huán)，只有具有一個(gè)完善、有效的綜合接地系統(tǒng)，臺(tái)站防雷設(shè)施才能真正發(fā)揮好作用。

永川廣播電視發(fā)射臺(tái)在2009年臺(tái)站改造中建有互不相連的4處獨(dú)立地網(wǎng)，2020年防雷接地測(cè)試時(shí)電阻最高值為6.6 Ω?，F(xiàn)有接地網(wǎng)接地電阻雖能暫時(shí)滿(mǎn)足直擊雷防護(hù)要求，但無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)房?jī)?nèi)的電子信息系統(tǒng)的接地電阻要求（≤1 Ω）。而且，永川區(qū)及周邊區(qū)域工業(yè)發(fā)達(dá)，酸雨侵蝕嚴(yán)重，加之設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，多處接地引下線(xiàn)、接地體、均壓帶、斷接卡均存在表面銹蝕現(xiàn)象，部分位置已嚴(yán)重銹蝕并脫落，接地電阻值反彈風(fēng)險(xiǎn)較大。2020年4月委托具有防雷檢測(cè)資質(zhì)單位對(duì)發(fā)射臺(tái)防雷設(shè)施進(jìn)行測(cè)試，站內(nèi)各接地點(diǎn)電阻值差異較大，接地網(wǎng)間有分割現(xiàn)象，接地網(wǎng)未聯(lián)合組網(wǎng)。

1.2 直擊雷防護(hù)現(xiàn)狀

永川廣播電視發(fā)射臺(tái)發(fā)射塔高80 m，依據(jù)“滾球法”計(jì)算，發(fā)射鐵塔可以有效保護(hù)站內(nèi)所有建筑物、發(fā)射設(shè)備和人員。但部分建筑物如配電房和機(jī)房未設(shè)置屋頂避雷帶和接地引下線(xiàn)，或避雷帶存在銹蝕嚴(yán)重和脫落現(xiàn)象，引下線(xiàn)均未設(shè)置斷接卡，不利于日常防雷檢測(cè)。

1.3 感應(yīng)雷防護(hù)現(xiàn)狀

實(shí)踐證明，廣播電視發(fā)射臺(tái)（站）雷擊事故大部分是由供電系統(tǒng)雷電侵入引起的，由感應(yīng)過(guò)電壓產(chǎn)生高峰值浪涌對(duì)設(shè)備造成破壞的現(xiàn)象尤為常見(jiàn)。永川廣播電視發(fā)射臺(tái)在總配電柜、分配電箱、發(fā)射機(jī)電源箱中分別安裝有電源浪涌保護(hù)器，但浪涌保護(hù)器存在使用年限過(guò)長(zhǎng)，規(guī)格形制不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，部分浪涌保護(hù)器顯示告警失效等問(wèn)題。站內(nèi)新增視頻監(jiān)控未安裝視頻浪涌保護(hù)器，雷雨季節(jié)期間頻繁出現(xiàn)視頻監(jiān)控設(shè)備損壞現(xiàn)象和畫(huà)面中斷現(xiàn)象。圖1、圖2所示電源防雷器已處于失效狀態(tài)。

圖1 總配電柜整體式防雷器失效狀態(tài)

圖2 分配電箱浪涌保護(hù)器失效且存在線(xiàn)間相互感應(yīng)

1.4 等電位、屏蔽防護(hù)現(xiàn)狀

機(jī)房?jī)?nèi)有完善的S型等電位連接，機(jī)房設(shè)置有總接地端子排，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備接地線(xiàn)均與總接地端子排可靠連接；進(jìn)出機(jī)房的電源、信號(hào)、天饋線(xiàn)均采用屏蔽電纜，屏蔽電纜屏蔽層進(jìn)入機(jī)房前與室外接地端子排可靠連接。

2 提質(zhì)升級(jí)設(shè)計(jì)與方法

防雷設(shè)施不完善導(dǎo)致永川廣播電視發(fā)射臺(tái)在每年雷雨季節(jié)期間，信號(hào)保障、臺(tái)站值班人員和電氣設(shè)備安全面臨巨大安全隱患，因此發(fā)射臺(tái)站需要優(yōu)化防雷專(zhuān)項(xiàng)整改方案，“整體考慮、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)、專(zhuān)業(yè)高效、重在提質(zhì)”，在雷雨季節(jié)到來(lái)前對(duì)臺(tái)站防雷系統(tǒng)進(jìn)行提質(zhì)升級(jí)。

2.1 方案配置特點(diǎn)

接地系統(tǒng)配置使用新型非金屬碳合金接地材料，與傳統(tǒng)接地體相比，具有降阻效率高、接地電阻值穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、抗腐蝕、無(wú)毒環(huán)保、運(yùn)輸便捷、施工安裝方便、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于發(fā)射臺(tái)站接地場(chǎng)景。

2.2 提質(zhì)升級(jí)方法

2.2.1 接地系統(tǒng)

根據(jù)《通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50689-2011）要求，廣播電視發(fā)射臺(tái)接地網(wǎng)應(yīng)由機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)、值班室地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)組成[2]。在原有接地網(wǎng)外圍沿發(fā)射臺(tái)圍墻區(qū)域增設(shè)環(huán)形接地體，形成主接地網(wǎng)，在主接地網(wǎng)和發(fā)射塔四方布設(shè)向外延展的水平接地體，以擴(kuò)大接地體與大地連接面（見(jiàn)圖2）。為加強(qiáng)對(duì)雷電流的散流作用，抑制地點(diǎn)位升，可以附加垂直接地體，使綜合接地網(wǎng)接地電阻值≤4 Ω[2]。

圖3 新建站內(nèi)環(huán)形接地網(wǎng)及連通原有四處獨(dú)立地網(wǎng)

在發(fā)射臺(tái)沿圍墻內(nèi)新敷設(shè)50 mm×5 mm熱鍍鋅扁鋼，以形成閉合環(huán)形接地網(wǎng)，環(huán)形接地共計(jì)570 m。環(huán)形接地網(wǎng)引兩根相同規(guī)格接地線(xiàn)與原有四處獨(dú)立接地網(wǎng)可靠連接。由于機(jī)房、配電房、鐵塔原有接地線(xiàn)銹蝕嚴(yán)重，重新從環(huán)形接地網(wǎng)引兩根接地線(xiàn)與機(jī)房及所有房屋接地引下線(xiàn)、接地匯流銅排相連。

永川廣播電視發(fā)射臺(tái)海拔高，土壤電阻率較高，垂直接地體選用50 mm×5 mm熱鍍鋅角鋼及非金屬接地模塊，以增加與土壤接觸面[3]。所有扁鋼和銅排連接點(diǎn)搭接長(zhǎng)度需不小于接地材料寬度的一半，搭接點(diǎn)實(shí)行三面整體覆蓋焊接，焊接牢固后清除藥皮，在焊接處刷兩遍防銹漆。

新建環(huán)形接地網(wǎng)每隔5 m鋪設(shè)一個(gè)接地模塊和50 mm×5 mm熱鍍鋅角鋼，共計(jì)點(diǎn)位75個(gè)，新建環(huán)網(wǎng)開(kāi)挖埋設(shè)深度超過(guò)0.8 m。重新使用鍍鋅圓鋼敷設(shè)發(fā)射機(jī)房和臺(tái)站發(fā)電房屋頂避雷帶，屋頂避雷帶與環(huán)形接地網(wǎng)需要有至少兩處引下線(xiàn)連接，所有引下線(xiàn)與主地網(wǎng)連接線(xiàn)需設(shè)置斷接卡，并在斷接卡表面用黃綠相間的防腐油漆作標(biāo)志，懸掛標(biāo)志牌和編號(hào)。接地模塊與物理降阻劑搭配安裝，降阻劑與水按1∶1比例在容器內(nèi)均勻攪拌成漿體狀，將降阻劑敷設(shè)于接地溝或接地模塊表面，使降阻劑均勻包裹接地模塊表面，待降阻劑完全瀝干12 小時(shí)后使用細(xì)土回填夯實(shí)。敷設(shè)扁鋼時(shí)如有跨越道路，跨越部分扁鋼使用塑料管套完全包裹后敷設(shè)，敷設(shè)完成后進(jìn)行土方回填，恢復(fù)道路和標(biāo)志牌等。

現(xiàn)場(chǎng)施工如圖4、5，環(huán)形接地網(wǎng)新建后接地電阻測(cè)試值為0.6 Ω。

圖4 接地模塊包裹降阻劑安裝

2.2.2 過(guò)電壓防雷保護(hù)

根據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）要求，在電源配電柜和配電箱中分別安裝第一級(jí)、二級(jí)電源防雷器保護(hù)裝置，以泄流供電系統(tǒng)在過(guò)壓來(lái)臨時(shí)承受的過(guò)電流。

圖5 接地引下線(xiàn)涂刷標(biāo)志制作

永川廣播電視發(fā)射臺(tái)原有浪涌保護(hù)器存在標(biāo)稱(chēng)放電電流In偏小[4]，安裝不規(guī)范，使用年限均超過(guò)5年，部分浪涌保護(hù)器損壞窗口告警等不利于過(guò)電流快速泄放問(wèn)題，因此將原有不合規(guī)浪涌保護(hù)器進(jìn)行拆除。臺(tái)站配電系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)按電源三級(jí)雷電防護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)化選型和設(shè)計(jì)[5]，分別在總配電房安裝標(biāo)稱(chēng)放電電流In60 kA、最大放電電流Imax120 kA的Ⅱ類(lèi)試驗(yàn)浪涌保護(hù)器2只，在分配電房、機(jī)房設(shè)置二級(jí)、三級(jí)滿(mǎn)足要求的浪涌保護(hù)器5只。在安裝于室外的視頻監(jiān)控和機(jī)房?jī)?nèi)的視頻監(jiān)控?cái)z像頭上安裝以太網(wǎng)供電信號(hào)類(lèi)浪涌保護(hù)器。所有防雷器接線(xiàn)均按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，接地引下線(xiàn)就近與匯流排或接地扁鋼牢固連接。

3 結(jié)語(yǔ)

在本次提質(zhì)改造升級(jí)中，永川廣播電視發(fā)射臺(tái)通過(guò)招投標(biāo)選取具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的專(zhuān)業(yè)防雷公司作為施工單位。施工單位嚴(yán)格按照合同要求與國(guó)家防雷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，安排豐富經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行施工?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理人員嚴(yán)格按照技術(shù)和施工要求進(jìn)行全程質(zhì)量監(jiān)督和驗(yàn)收，施工過(guò)程中，特別對(duì)地下隱蔽工程中接地網(wǎng)敷設(shè)、跨接套管、降阻劑包裹、接地模塊安裝、引下線(xiàn)折彎、標(biāo)志牌安裝、焊接工藝和防腐等關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督。施工后接地網(wǎng)接地電阻驗(yàn)收測(cè)試為0.6 Ω，工程質(zhì)量確定為優(yōu)良。

工程于2021年6月完工驗(yàn)收，經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間運(yùn)行，發(fā)射臺(tái)經(jīng)歷多次雷擊，特別是建成后當(dāng)年夏季幾次巨大雷暴天氣，永川廣播電視發(fā)射臺(tái)電子設(shè)備運(yùn)行正常，保障了轉(zhuǎn)播信號(hào)正常，工程順利經(jīng)過(guò)雷電檢驗(yàn)，真正達(dá)到了提質(zhì)改造升級(jí)目標(biāo)。