［提要］本文以中央人民廣播電臺3套調頻節(jié)目在南京地區(qū)無線落地覆蓋為發(fā)展機遇，對南京廣播電視集團所屬老鷹山發(fā)射臺進行全面系統(tǒng)改造。針對原有高山發(fā)射臺易遭雷擊的情況，建設者在新建鐵塔、機房、配電房等基礎設施的過程中，對防雷接地進行系統(tǒng)設計和精心施工，為高山發(fā)射臺的人員設備安全提供了切實保障。
　　［關鍵詞］防雷，接地，人工接地，地網(wǎng)，接地電阻
　　一、 概述
　　本文就中央人民廣播電臺節(jié)目無線覆蓋工程中對防雷接地的探討和實踐作一總結。
　　二、一般工程建設中對防雷接地的探討
　　1、接地
　　在廣電工程設計接地時，通常不僅有防雷接地，還有交流電源接地、設備安全保護接地、直流工作接地等。為了防止各系統(tǒng)之間的互相干擾，以往都強調將各種接地各自獨立，它的好處是不會造成互相干擾，但獨立接地必然引起各接地系統(tǒng)不同的電位，尤其是發(fā)生雷擊的時候各系統(tǒng)的接地點的電位可能相差很大，而過大的電位差正是電子設備工作失常和損壞等事故的起因。
　　當發(fā)生雷電時，在防直擊雷接地網(wǎng)上產生很高的地電位（如該地網(wǎng)接地電阻為1Ω，雷電流為100kA，則地網(wǎng)的沖擊電壓可達100kV），當雷電流通過防雷接地極向大地作半球形散開時，在附近距接地極不等的地方必定存在電位梯度（電位差），那么在同一臺電子設備的電路板上分別與電源、通信和外殼相接的各部分就承擔各地網(wǎng)之間的高電壓而被擊穿。而如果采用共用接地，雷電流在沖擊接地電阻上產生的高電壓，將同時存在各系統(tǒng)的接地線上，各系統(tǒng)地線之間不存在上面講到的高電位差，也不存在同一臺設備的各接地系統(tǒng)之間的擊穿問題。
　　2、聯(lián)合接地
　　接地系統(tǒng)包括接地裝置和連接網(wǎng)絡兩部分。接地裝置的主要任務是盡可能多地將雷電流導入土壤中，同時不在接地裝置上產生危險的電位差。等電位連接網(wǎng)絡的主要任務是消除建筑物上及建筑物內所有設備之間危險的電位差并減小建筑物內部的磁場強度。
　　3、合理布局
　　過去，在討論接地裝置的時候，以往人們總是要求接地電阻小于多少歐姆上，總認為接地電阻越小避雷效果就越好，被保護的對象就越安全。但是，近十幾年來理論和實踐證明，與其說接地網(wǎng)接地電阻值重要不如說接地網(wǎng)的結構更重要。從電氣安全要求來看，過大的電位差是造成人身電擊和機電設備工作失常和損壞等事故的起因，這已為國內外無數(shù)電氣事故所證實。環(huán)形接地網(wǎng)較之帶狀接地網(wǎng)可以使到界面以內的電場分布比較均勻，減少跨步電壓對人的危害，也減少室內在被雷擊時由于地面電位梯度大而容易產生對設備高壓反擊的危險。而長度較長的帶形接地裝置，由于電感的作用，當超過一定長度時，沖擊電阻將不再減少（這個極限長度稱為有效長度）。《雷擊磁脈沖的防護》（IEC61312）指出：“為了將雷電流散流入大地而不在接地裝置上產生危險的過電壓，接地裝置的形狀及尺寸比接地體電阻的具體數(shù)值更為重要。然而，通常還是建議接地體要有低的電阻值”。因此，在設計制作接地裝置時，不僅要考慮接地裝置的接地電阻，更要注意接地裝置的形狀和尺寸。
　　三、本工程具體實施
　　根據(jù)老鷹山發(fā)射臺以往遭遇過的雷擊類型，如：直擊雷、滾雷、感應雷、引入雷等，我們在工程建設中對防雷接地重點從以下幾個方面加以實施：一是盡可能地增加接地棒數(shù)量及與土壤的接觸面積，以減少接地電阻，使雷電能得到盡快泄放；二是接地做成環(huán)形接地網(wǎng)，減少跨步電壓對人的危害，也減少室內在被雷擊時由于地面電位梯度大而容易產生對設備高壓反擊的危險；三是將機房做成法拉第式的屏蔽機房，有效阻擋滾雷、感應雷擊對機器設備的侵襲；四是將所有外線（動力電線、光纜線等）入地，避免引入雷損壞機器設備。
　　1、 利用建筑物基礎作為接地體
　　根據(jù)發(fā)射臺鐵塔、機房、配電房、生活用房結構基礎平面圖，充分利用基礎地基的鋼筋，在基礎地梁平面下利用50mm×5mm熱鍍鋅扁鋼鋪設成3m×3m的均壓輔助地網(wǎng)，并與基礎地梁內的鋼筋進行可靠焊接后用50mm×5mm的鍍鋅扁鋼引出與人工環(huán)形地網(wǎng)聯(lián)接，以增加接地面積。
　　2、 做人工環(huán)形地網(wǎng)
　　在建筑結構基礎地網(wǎng)外3m處做人工環(huán)形地網(wǎng)，每3m為間隔增加人工接地棒。為有效增加接地面積，減小接地電阻，在人工環(huán)形地網(wǎng)內也以3m為間隔的田字結構形式結點處增加人工接地棒。
　　垂直接地棒采用L50mm×50mm×5mm，長度為2000mm的熱鍍鋅角鋼，水平接地采用50mm×5mm的熱鍍鋅扁鋼。整個基礎地網(wǎng)和人工環(huán)形地網(wǎng)全部用低電阻率的田土回填。
　　3、基礎接地聯(lián)網(wǎng)
　　本工程對新建機房基礎接地、新建配電房基礎接地、新建生活用房基礎接地都參照新建鐵塔基礎接地的方式進行，即利用建筑物基礎作為接地體以外再增加人工環(huán)形地網(wǎng)，人工接地的垂直接地棒共有一百多根。各建筑物基礎接地系統(tǒng)之間水平均采用兩根50mm×5mm的熱鍍鋅扁鋼可靠連接，加上同老機房聯(lián)接在一起的接地面積達到近1000平米。
　　4、發(fā)射機房接地
　　發(fā)射機房的防雷接地是整個系統(tǒng)防雷工程的重中之重，機房建筑物外墻采用植入不銹鋼網(wǎng)屏蔽、門窗也進行了防雷接地，將機房做成法拉第式的屏蔽機房，防止?jié)L雷、感應雷擊對機器設備的侵襲。在機房內，將信號地線、配電保護線、設備外殼、防雷接地、屏蔽地線、地板支架、金屬管道、金屬門窗等分別單獨用導線或扁鋼引入基礎接地網(wǎng)，避免雷電引下時對機器和信號設備的沖擊，最大限度地保護機房內部人員的人身安全。
　　5、外線入地
　　以往老鷹山發(fā)射臺所遭受的雷擊大多為外線引入所致，由于以前動力電纜線為架空到變壓器前端，發(fā)生過在山下三相電纜架空裸線遭雷擊使得山上變壓器遭到燒毀的情況，光纜線架空進入機房，光纜線遭雷擊后也引起光端機被擊壞。在本次工程建設中，將所有外線（包括動力電線、光纜線等）距機房和配電房50m處入地通過電纜溝進入機房和配電房，光纜線的加強筋在進機房前先進行接地處理。
　　6、施工工藝要求
　　（1）所有焊接點涂兩遍紅丹漆和銀粉漆進行防腐防銹處理。
　　（2）工程結束后，做好土壤回埋，現(xiàn)場清理，原貌恢復等。
　　（3）回土時，不得將雜物填入溝內。回土過程中應將填入的土夯填嚴實,夯填次數(shù)不小于三次,土質干燥夯實時應澆水。
　　（4）室外連接點如采用螺栓連接，要保證連接點接觸可靠。
　　四、本工程實施時的討論
　　1、關于降低接地電阻
　　考慮到高山臺地質情況，原方案設計中為了有效降低接地電阻，垂直人工接地極采用L2000mm的高效銅接地棒，采用鉆孔法每隔3m在溝槽底部分別打孔安裝1根L2000mm的高效銅接地棒，在溝槽內以及孔洞內采用降阻劑，將溝槽及孔洞填滿并夯實。雖然該方案實施起來也可非常有效地降低接地電阻，但工程費用非常昂貴，不到萬不得以是不能采用如此辦法。后來我們采用增加接地面積的辦法，并在工程實施工藝上嚴加控制，也同樣達到了有效降低接地電阻的目的。
　　2、 關于增加附屬避雷鐵塔
　　原方案曾有建議在山頭四角各建一十幾米高的避雷鐵塔來有效防止直擊雷或感應雷擊對人體和設備的襲擊。然而，國內廣電系統(tǒng)有高山臺進行過類似試驗，其效果反而是更加遭致雷電的襲擊，所以經過討論，我們取消了該方案的實施。通過計算，我們新建鐵塔的高度105米（含避雷針）其有效保護范圍已涵蓋了山頭建筑設施。
　　五、案例工程防雷接地效果
　　1、在工程建設過程中，我們請江蘇省防雷中心對防雷接地進行跟蹤檢測，如果實際接地效果達不到我們預先的設計方案，將隨時調整施工方案。最終實測接地電阻值遠遠小于我們的預期，鐵塔、機房整個接地系統(tǒng)電阻均小于0.6歐姆，遠好于國家規(guī)定的防雷接地標準值。
　　2、建成以來，3年已過去，到目前為止，發(fā)射臺已經歷過多次雷電天氣，新的防雷接地系統(tǒng)效果得到了成功驗證。
　　
　　參考文獻：
　　《雷擊磁脈沖的防護》(IEC61024-1-2)