白石山防雷改造工程

摘 要：本文以白石山防雷系统的改造为例，阐述了雷电入侵特性，防雷分析根据机房的现状制定具体的施工方案，以及改造后的效果。

关键词：雷电特性；防雷措施

中图分类号：P843 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01

一、前言

河北省涞源县白石山，全国年雷暴日统计数30.7天应属多雷区，每年6、7、8、9月份是雷电高发期。我台地处白石山次顶峰海拔1830米山体岩石多、土壤层薄，机房建于70年代末，再加上近几年来基础设施的改造对原有防雷系统的破坏，播出设备经常遭受雷电的损坏，严重影响了安全播出，同时职工的人身安全受到极大的威胁，因此领导决定对防雷系统进行全面改造。

二、雷电的入侵特性

（一）直击雷

直击雷是云层与地面凸出物之间的放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。巨大的雷电流流入地下，令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。

（二）球形雷

球形雷是一种球形、发红光或极亮白光的火球，运动速度大约为2m/s。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。

（三）感应雷

感应雷是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。

三、防雷措施的分析

在高山发射台雷电的袭入途径以直击雷和感应雷为多，主要通过以下几种途径侵入：供电线路、信号线缆、地电位反击。

（一）总配到发射机房电源接地模式改造

根据国际电工委员会IEC62305及国标GB50057-94、GB50343及YD行业标准要求，进入机房电源接地模式应采用TN-S制，但目前进入机房接地模式为TT制。必须改造具体措施如（下图）

可以利用总配输出电缆的铠装层作为PE线，在总配间剥出铠装层与N线连接接地、进入发射机房前铠装层剥出入，作一次重复接地，然后引出PE线到PE排。N排与PE排应分开。理由：TT制供电接地方式进入发射机房容易引起：（1）总配机房与发射机房不等电位，容易引起反击；（2）发射机房N与PE同时接机壳，一旦PE线断开，产生操作过电压，机壳带电，容易引起触电事故。

（二）机房等电位连接具体改造

由于机房设备较少，对信号抗干扰要求高，应采取S型等电位连接，具体连接图如下：

注意：（1）机房内用40×4铜排做等电位排，接到室外B型接地网上，连接点应离避雷带引下接点，铁塔连接点至少5m距离。（2）机房内各设备机柜外壳应互相绝缘。

（三）共用接地

（1）1#发射塔接地网改造

因原有地网距离1#塔太远。改造方法：在铁塔底下挖出15m×15m×1m深的基坑，底部铺上2m×2m，40mm×4mm热镀锌扁钢，上面铺20cm降阻剂。然后再回填黄粘土夯实。再与两个基坑连上。连接干线深埋30cm以下，经人行道时应铺上5―8cm沥青防止跨步电压。使接地电阻达到

（2）2#发射铁塔接地网改造

原2#铁塔没有做接地网，改造方法：将铁塔外面挖出15m×15m×1m深的基杭，底部铺上2m×2m，40mm×4mm热镀锌扁钢，上面铺上20cm降阻剂，然后回填黄粘土夯实，与1#塔接地相连，连接线深埋30cm以下，经人行道时应铺上5―8cm沥青，防跨步电压。

（3）发射机房地网改造。

原发射机房没有做接地网，都是通过扁钢连到1#铁塔接地坑，不妥。

改造方法：在机房四周挖一条宽50cm，深50―80cm地沟，将40mm×4mm扁钢埋下，可以打垂直接地极的地方多打几组垂直接地，能多深就打多深。然后在扁钢上铺20cm降阻剂。回填黄粘土夯实。过人行道时应在接地线上铺设5―8cm沥青，以防跨步电压。避雷带引下线分别接到接地网上。离机房等电位接地点至少离开5m隔距。地网同时与1#，2#铁塔地网相联，连接扁钢深埋30cm以上，人行道口应加5―8cm沥青绝缘。以防跨步电压，与机房地网连接点，离机房等电位排连接点至少5m以上。原露出地面连接扁钢，应深埋或拆除。

（4）各级SPD的选择及安装

1）总配房1万伏/380 原SPDIn=120KA，很好，继续使用；2）油机房配电柜原采用DKIn=50KASPD，安装引线太长，太细。应重新安装，引线小于0.5m，接线截面积大于10mm2；3）机房配电柜原采用DKIn=30KASPD，安装引线太长、太细，应重新安装引线小于0.5m，接线截面积大于10mm2；4）发射机柜采用OBOIn=20KASPD，N线上没有安装应补上一片，安装引线小于0.5m；5）弱电设备（如计算机网络，电视机，传输信号，控制信号）根据重要性程度，确定是否安装SPD，如需安装，按照信号接口、传输速率、工作电平等参数配置合适信号SPD。

四、改造后的效果

经过两个多月的紧张施工，该造后的接地电阻3.8欧姆，经过两年的实际运行，遭受雷击的概率大大降低，两年来遭受雷击的设备都是小信号弱电设备，没有加装SPD的设备。

这是一个高山发射台防雷改造实际案例的总结，供同行们参考。