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发射机房综合防雷技术探讨

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摘 要 随着科技的进步,计算机控制系统、数字发射机等精密电子设备被广泛采用,对发射机房威胁最大的是感应雷,对感应雷的防护应注重从计算机系统、电源系统、信号系统、接地系统等方面着手,尤其是要做好机房的接地,它是防雷的关键所在。

关键词 防雷 感应雷 直击雷

中图分类号:TP307 文献标识码:A

随着科技的进步,计算机控制系统、数字发射机等精密电子设备被广泛采用,发射机房的信号接收设备和计算机集中控制设备都有大量的集成电路和微电子器件,由于这些系统和设备的抗干扰性能较差,耐压偏低,雷电产生的高电压,大电流电磁脉冲如果窜入的话,对这些系统和设备将造成严重损坏,甚至威胁到工作人员的人身安全,直接影响发射台的安全播出,因此解决发射机房的雷电防护问题非常重要。

1雷电的分类及其特征

自然界的雷击通常分为直击雷和感应雷。直击雷是雷云对大地和建筑物的直接放电现象,它以强大的冲击电流,炽热的高温,猛烈的冲击波强烈的电磁辐射损坏放电通道上的物体,造成房毁、人伤、火灾等严重后果,危害极大。感应雷是由于雷云之间和雷云与大地之间放电时,在放电通道周围产生的电磁感应,雷电电磁脉冲辐射以及雷云电场静电感应。使建筑物上的金属部件如管道、钢筋、电源线、信号传输线、天馈线等感应出雷电高电压,通过这些线路进入室内的线缆,走线桥架等引入室内造成放电,损坏设备,甚至整个系统瘫痪。感应雷虽然没有直击雷猛烈,但对发射机房来说,遭受感应雷的雷击概率要远大于直击雷的概率。

2发射机房容易遭到雷击的环节及其防护措施

2.1直击雷的防护

广播电视发射的天馈系统以及建筑主体易遭受直击雷破坏,直击雷的防护主要使用避雷针、墙避雷带、导地体和接地网,再加上发射机房主体钢筋,形成一个笼式框架,即所称的 “法拉第网气”控制雷击点 (采用大保护范围的避雷针 ),通过尖端放电的原理 ,把雷电对大地的放电引向避雷针,放电入地。避雷针所能保护的范围会因发射机房的高度不同而受影响。在不超过20米高度的情况下 ,所有在其45度角方圆范围内的物体都会得到保护,而随着高度的增加,保护范围会减少。卫星天线等外部设备应置于45度角方圆范围保护区内。

2.2发射机房自身建筑的防雷

由于发射机房距铁塔很近只有二十多米,为两层小楼,建筑面积总共600平方米,高7米。楼顶上的设备体型也都不大,完全在发射铁塔的保护之下,所以没必要再单独设避雷针。其他措施有:楼顶环绕女儿墙全部设有避雷带为 20mm的圆钢由三条引下线从不同方位引下与接地体相接,引下线为40?mm的扁钢。避雷带、引下线都与楼体内部结构钢筋多部位焊接,实现了从避雷带、引下线、楼体内部结构钢筋到接地体的等电位连接。

2.3感应雷的防护

目前,直击雷造成的灾害己明显减少,而随着无人值守计算机控制系统和数字化播出设备的普及 ,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。据国外一家保险公司统计,在各种灾害造成的损害中,感应雷击造成的损害高居榜首,占全部灾害损失的33.8%。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷,而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及各种微电子设备,轻则引起系统失灵,重则导致系统或元器件永久损坏。感应雷主要是透过电源线、信号线或数据线等入侵而破坏电子设备,为此要设计发射机房防雷方案应查清可能的雷电通道,如进入机房的架空线、天线、地线、埋地电缆、金属管等,查清线路进入设备的情况 ,外线与设备的接口形式,以及外线的电参数,如电压、信号幅值、频率、阻抗特性等。根据其可能的入侵路径,在电源、信号或数据线的各进出端口安装性能可靠的专用防雷器 ,并采取相应的防雷措施。

3发射机房易受感应雷击的环节及其防护措施

(1)设置在楼顶上的卫星信号接收天线,调频信号接收天线,GPS时钟信号接收头等设备,必须可靠接地,并经常检查,不能有虚接现象,连接点一定不能生锈而且要紧固。与之相连的接收机也要良好接地,线缆接头要拧紧。

(2)进出机房的各种信号传输线包括同轴线,光纤,视频监控线缆,互联网网线等,根据信号线的种类,传输方式,接口类型将通信避雷器恰当的接在信号线路中,有效限载过压,保护相连发射机房的雷电防护。

(3)机房内部设备包括发射机,信号接收切换设备,计算机集中控制系统,视频监控系统等都应可靠接地。它们互相之间的传输线本身有屏蔽层的,将该线两端头附近的屏蔽层接地。没有屏蔽层的,最好穿在金属管槽内,并将金属管槽两端可靠接地。

(4)供配电系统的防雷应该按以下要求进行:电力电缆应有金属屏蔽层,埋地进出机房,屏蔽层在机房内外分别接地。在配电系统接入合适的浪涌保护器。

需要强调的是:防雷地网应与铁塔地网、机房地网相连接构成一个共同地网,地网的接地电阻越小越好,不能超过4 ,接地电阻越小说明接地系统与大地的融合越好,雷电泄放的就越顺畅速度越快,残余的电压就越低,防雷效果就更好。

参考文献

[1] GB50057-94(2000版),建筑物防雷设计规范[S].

[2] GB50174-93,电子计算机机房设计规范[S].

[3] GB2887-89,计算站场地技术要求[S].