何琳琳(國家新聞出版廣電總局763臺,吉林樺甸 132400)

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發(fā)射電臺建筑物防雷系統(tǒng)的安裝事項與維護措施

何琳琳
(國家新聞出版廣電總局763臺,吉林樺甸 132400)

【摘 要】本文針對發(fā)射電臺地理環(huán)境的特點,對發(fā)射電臺常用防雷裝置的組成部分進行詳細介紹,并對建筑物防雷系統(tǒng)容易存在的問題進行舉例說明,按照防雷系統(tǒng)設計規(guī)定要求,提出安裝防雷裝置需要注意的事項,根據(jù)日常維護的經驗制定完善的維護措施,徹底消除發(fā)射電臺建筑物防雷系統(tǒng)出現(xiàn)的潛在隱患,提高防雷系統(tǒng)的使用可靠性,為安全播出工作保駕護航。

【關鍵詞】建筑物防雷系統(tǒng) 防雷裝置分析 注意事項 日常維護

1 前言

發(fā)射電臺絕大多數(shù)都處于偏遠山區(qū),有的建筑物建設在山腳下,極易遭受雷擊,雷電產生的沖擊電流通過被擊物體形成幅值很高的沖擊電壓波,使被擊物體遭受嚴重的破壞。建筑物防雷系統(tǒng)成為發(fā)射電臺安全播出必不可少的一個保障措施。由于人們對防雷知識的缺乏,如新建筑物安裝防雷系統(tǒng)不合格,修繕建筑物及做屋頂防水時防雷系統(tǒng)遭到人為破壞等,這些都為發(fā)射電臺的安全播出埋下較大的隱患,輕則損壞建筑物內的電氣設備,重則造成人員傷亡。因此,我們應提高防雷工作的認識,做好防雷系統(tǒng)的日常維護,確保防雷系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠,保障建筑物內人與電氣設備的安全。

2 發(fā)射電臺防雷系統(tǒng)介紹概況

發(fā)射臺防雷系統(tǒng)分為發(fā)射電臺建筑物外部和內部防雷系統(tǒng),外部防雷系統(tǒng)顯而易見是指防雷裝置安裝在建筑物外的系統(tǒng),其防雷裝置由接閃器、引下線和接地體三部分組成。其中,接閃器是接受雷電流的金屬導體,接閃器主要常見的有避雷針、避雷帶(線)、避雷網等,其主要功能一樣。當雷電來襲時,接閃器把雷雨云所帶的異種電荷引導到自身上來,避雷針尖端放電,經過引下線和接地裝置向大地中泄放,從而保護建筑物及屋內設備與人員的安全。

發(fā)射電臺衛(wèi)星天線區(qū)的防雷系統(tǒng),一般采用獨立避雷針。下面以常用的避雷針型接閃器為例,對防雷保護范圍進行計算分析,一般情況下,避雷針的保護范圍呈近似圓錐形,其范圍可通過公式進行計算,以單支避雷針的保護范圍來說,如圖1所示。

避雷針有一定的保護范圍,在地面上保護范圍的半徑按下式計算:r=1.5h

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)。當保護物高度為hb時,避雷針在水平面上保護半徑rb按以下兩種方式計算:

(1)當hb＞h/2時:rb=(h-hb)P=haP,(2)當hb＜h/2時:rb= (1.5h-2hb)P。

圖1 單支避雷針的保護范圍

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(shù),h＜30m時P=1,30m ＜h＜120m時P=5.5/避雷針的保護范圍是在避雷針下面45°-60°的傘形區(qū)域,當建筑物正處于該保護范圍內時,就能受到保護。避雷針架設越高,保護區(qū)域的范圍就越大。

發(fā)射機房建筑物采用避雷帶型接閃器,它是沿建筑物頂層四周的女兒墻或屋脊和房檐上敷設的條形長帶導體。當屋頂面積非常大時,在避雷帶的中間縱橫敷設金屬網格,即構成避雷網,作為接閃器的避雷帶、避雷網都采用鍍鋅扁鋼或圓鋼制作。避雷帶及避雷網的防護作用是,當建筑物受雷擊時,接閃器率先接閃,將強大的雷電流引入大地,從而使建筑物得到保護。接閃器與接地體的連接部分稱引下線,引下線又稱引流器,引下線的作用是將接閃器“接”來的雷電流引入大地,并保證雷電流通過而不被熔化。一般情況下,引下線沿建筑物的外墻明敷設,固定于埋設在墻里的支持卡子上。為保持建筑物的美觀,引下線也可暗敷設,但截面應加大。引下線必須是整根線,中間不許有接頭,不僅要求敷設路徑應盡可能短而直,并要做好防腐處理。接地體是防雷工程的最重要部位,按照接地電阻的標準,埋入適合深度土壤中或混凝土中直接與大地接觸的金屬導體即為接地體,埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼,在接地體(地網)周圍和回坑泥土中加入一定比例的食鹽、鐵屑、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等,以使地網周圍的土壤電阻率降低,因雷電波是沖擊波,要求防雷系統(tǒng)的沖擊電阻越小越好,使地網接地電阻符合要求。

建筑物內部防雷系統(tǒng),主要有等電位連接、合理布線、浪涌保護器等保護措施,一般是在電源進入的配電箱處宜裝設電源避雷器,此避雷器又稱作浪涌保護器也叫電涌保護器。正常時,電涌保護器的間隙保持絕緣狀態(tài),不影響系統(tǒng)正常運行; 當雷電沖擊波過電壓危及到線路上的設備絕緣時,浪涌保護器就會抑制傳導到線路的過電壓和過電流,從而強行截斷沖擊波。并通過電涌保護器將電流泄放到大地,避免設備遭高電壓雷電波襲擊而損壞。雷電流通過以后,電涌保護器又恢復絕緣狀態(tài),保證系統(tǒng)正常運行。機房建筑物內一些弱電設施的防雷,如電話線、有線電視、網線、光纖等,也最好采用電涌保護器來保護,防止雷電波通過對相關設備造成損壞。對于設備出現(xiàn)的地電位反擊現(xiàn)象,可以采取等電位連接措施防雷,使機房設備的工作接地、保護接地采取共用接地系統(tǒng),防止雷電流通過獨立接地體,造成各點電位不同,從而起到保護作用。

3 發(fā)射電臺建筑物防雷系統(tǒng)安裝注意事項

為了確保安全播出不間斷傳輸,必須保證發(fā)射電臺建筑物內所有電氣設備安全,所以在建筑物施工和維修過程中,要嚴格遵守防雷系統(tǒng)施工的具體技術要求,只有嚴把質量關,才能為日后的運行提供保障,下面歸納一下防雷系統(tǒng)在安裝敷設過程中應注意的事項:

(1)施工單位要具有防雷專業(yè)施工資質,防雷系統(tǒng)所使用的材料要符合國家規(guī)定標準。(2)施工單位在防雷系統(tǒng)設計時,應根據(jù)被保護物等特點來布置防雷保護措施,做到安全可靠、經濟合理。(3)新增建筑物和新安裝電氣設備時,都應該對防雷系統(tǒng)重新進行合理設計和安裝。(4)獨立避雷針及其接地裝置不能裝設在人員、牲畜經常通行的地方,并且要求避雷針與受保護物最小距離為5米。(5)避雷針要求接地裝置的接地電阻要符合標準,以免起不到避雷作用。(6)避雷針接地體距人行道路或建筑物應在3米以上。(7)建筑物上的避雷針和建筑物頂部的其他金屬物體必須焊接成一個整體,不得在避雷針構架上架設低壓線路或通訊線路等。(8)避雷帶安裝應符合設計要求,遵循實用與美觀相結合的原則,使建筑物與避雷帶形成有機的一體。(9)防雷引下線明裝敷設應避開建筑物的出入口和行人較易接觸地點。(10)接地體(線)的連接應采用焊接,焊接處焊縫應飽滿并有足夠的機械強度。(11)接地體埋設時應做好適合當?shù)貤l件的防腐蝕措施,在高土壤電阻率地區(qū),可采取降低接地電阻的措施。(12)建筑物周圍供測試接地電阻的測試點等處,應懸掛接地標志牌。

4 發(fā)射電臺建筑物防雷系統(tǒng)日常維護措施

發(fā)射臺建筑物外部防雷系統(tǒng)因暴露在室外,加上北方地區(qū)氣候寒冷,經多年使用后,逐漸老化銹蝕,如避雷帶的脫落,引下線脫焊斷開等,就失去了有效防雷的作用。如接地設施的銹蝕,地網連接扁鐵的斷裂及各處接地電阻的變大等,使防雷能力大打折扣。有的建筑物也因外墻及樓頂修繕或挖掘地面時遭到不同程度的人為破壞,為了能讓保證防雷設施真正起到作用,因此要制定完善的維護規(guī)定,有以下幾個方面:

(1)防雷系統(tǒng)應指定專人負責,做好防雷裝置的日常維護工作。(2)對防雷系統(tǒng)定期巡查,查看接地線焊接接頭、屋頂避雷帶有無脫焊,變形,防雷系統(tǒng)標示牌是否脫落等。發(fā)現(xiàn)防雷裝置存在隱患時,應當及時采取措施進行處理。(3)定期測試防雷系統(tǒng)的接地電阻,做好測試記錄。特別雷電天氣過后,要加強巡視檢查,檢查避雷系統(tǒng)有無損壞,消除雷電過后帶來的隱患。(4)在施工改造屋頂做防水及開挖路面的施工現(xiàn)場等,必須要有專人現(xiàn)場監(jiān)護,避免人為損壞避雷帶及大型機械在施工中損壞接地體。(5)防雷系統(tǒng)應由專業(yè)防雷公司定期檢測防雷設施,評估防雷設施是否符合國家規(guī)范要求。(6)保管好專業(yè)防雷部門安全檢測報告等防雷系統(tǒng)資料,對防雷系統(tǒng)的各種變動要及時做好記錄存檔備查?？傊?全方位防雷才能確保發(fā)射電臺建筑物安全。

5 結語

防雷系統(tǒng)不僅關系到建筑物內設備能否安全運轉,同時也關系到人員的安全。在進行防雷系統(tǒng)設計時,應當從經濟性、安全性、可靠性等多方面進行綜合的考慮,避免雷擊事故的發(fā)生不僅需要良好的防雷系統(tǒng),更需要加強日常的維護工作力度,制定科學的檢測維護方法,才能使電臺的建筑物防雷系統(tǒng)起到真正的保護功能,為安全播出起到保駕護航作用。

參考文獻:

[1]電工進網作業(yè)許可考試參考教材高壓類理論部分[M].北京:中國財政經濟出版社,2012.

作者簡介:何琳琳(1979—),女,湖北荊門人,本科,畢業(yè)于吉林大學,工程師,研究方向:無線發(fā)射技術、通信工程。