發(fā)射臺雷電風(fēng)險評估及防雷方案設(shè)計(jì)

1、發(fā)射臺雷電風(fēng)險評估及防雷方案設(shè)計(jì)【摘要】本文結(jié)合調(diào)頻發(fā)射臺易受雷擊導(dǎo)致設(shè)備受損情況，通過對發(fā)射臺所處地理位置雷電風(fēng)險評估，進(jìn)而形成防富技術(shù)方案。一. 【關(guān)鍵詞】防雷風(fēng)險評估方案概況海峽臺有一調(diào)頻發(fā)射臺位于廈門島內(nèi)一高山頂，根據(jù)廈門市氣象局資料顯示，該臺位于廈門市三條雷電多發(fā)帶上，廈門市年平均$暴日為47天，屆于“高富區(qū)”。據(jù)資料不完全統(tǒng)計(jì)，2012年以來廈門市有記錄共發(fā)生$災(zāi)6起，造成1死3傷及其他直接經(jīng)濟(jì)損失。從這幾年的數(shù)據(jù)來看，廈門市每年$災(zāi)次數(shù)都在10起左右，每年均有人員傷亡。發(fā)射臺天線塔位于62米山上鐵塔高24米，為周邊視覺最高點(diǎn)，因此雷擊次數(shù)會更多，根據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)防富技術(shù)規(guī)范

2、GB50343-2012第3.1.3.3條規(guī)定，年雷暴日大于40天不超過90天屆于強(qiáng)富區(qū)。根據(jù)GB50343-201挽4.3.1建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級的選擇表中型通信樞紐、移動通信基站雷電防護(hù)等級應(yīng)為B級，防$工作非常重要。2012年10月，雷擊造成發(fā)射臺接收機(jī)柜的衛(wèi)星接收機(jī)、音頻處理機(jī)、UPS電源和自備電源、值班機(jī)房多處生活用電設(shè)備損壞。雷電風(fēng)險評估芝筐物A沖'銀,AI1. 建筑物雷擊風(fēng)險評估發(fā)射臺天線塔位丁62米山上，鐵塔高24(形狀為等邊三角形邊長0.4米)，建筑物為彩鋼瓦5X5X4米，鐵塔與建筑物間距4米，電源為架空線1路，1公里外引入，信號線衛(wèi)星2路，1路20米處引入

3、，一路30米處引入。鐵塔有波導(dǎo)管1路引入，長度約30米。(1) 雷擊大地的年平均密度根據(jù)公式Ng=0.1XTd,Td=47.4代入得Ng=4.74次/a.km2(2) 等效面積計(jì)算總體建筑物分建筑物A和天線塔B兩部分。A為彩鋼瓦建筑物5X5X4m,天線塔橫截面為每邊長0.4米等邊三角形，高為24米。式擴(kuò)展寬度D=H(200-H)1/2計(jì)算得：DA=28mDB=65m分析，建筑物總體等效面積等丁B天線塔的等效面積。公式A/冗(R+DA2X10-6用R=0.2,DA=65m代入得Ae=0.013km2(3) 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)根據(jù)公式N1=k.Ng.Ae用k=2,Ng=4.74,Ae=0.013

4、代入得N1=0.123次/a根據(jù)GB50057-2010建筑物防$設(shè)計(jì)規(guī)范該建筑物屆重要建筑物。因?yàn)镹信0.05,所以列為第二類防富建筑物。2. 建筑物電子信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險評估及雷電防護(hù)等級(1) 從上述建筑物雷擊風(fēng)險評估可知，發(fā)射臺年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1=0.123次/年，其年平均密度Ng=4.74次/a.km2(2) 建筑物入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)：N2=Ng(Ae1/+Ae2/)電源線入戶設(shè)施的截收面積：AeT=2000XLX10-6用L=1000代入得Ae1=2km2兩根衛(wèi)星信號線入戶設(shè)施的截收面積：Ae2'=2X2000XLX10-6用L=25代入得Ae2=0.1km2N2=Ng(

5、Ae1/+Ae2/)=4.74X(2+0.1)=9.954次/年。(3) 建筑物及入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊數(shù)N=N1+N2=10.07砍/年。(4) 電子信息系統(tǒng)能承受的最大年平均雷擊次數(shù)：Nc=5.8X10-1/CC=C1+C2+C3+C4+C5+C6=8.2取C1=1C2=1C3=3C4=1C5=1C6=1.2Nc=0.071(5) 比較N和Nc因N>Nc,應(yīng)安裝雷電防護(hù)裝置。(6) 確定雷電防護(hù)等級防雷裝置攔截效率E=1-Nc/N=1-0.071/10.077=0.993因?yàn)镋大于9.8，所以雷電防護(hù)等級定為A級。二. 防富方案1. 設(shè)計(jì)規(guī)范(1) GB50057-94(2010年版)建

6、筑物防$設(shè)計(jì)規(guī)范(2) GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防富技術(shù)規(guī)范(3) 廣電技術(shù)規(guī)范要求及現(xiàn)場查勘資料2. 現(xiàn)場情況及防富處理(1)接地網(wǎng)發(fā)射臺地處石頭山頂，周邊只有簡易地網(wǎng)接地滿足不了設(shè)備的工作及防富需要，需對接地網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充改造。按防雷規(guī)范要求接地為綜合接地，設(shè)計(jì)要求綜合接地電阻V4Q?，F(xiàn)有地面均為巖石，設(shè)計(jì)沿機(jī)房至油機(jī)房相關(guān)設(shè)備安裝接地網(wǎng)，接地網(wǎng)材料水平接地體為40X4熱鍍鋅扁鋼，埋深500,垂直接地體為50X5X2000熱鍍鋅角鋼+降阻模塊10塊，降阻劑1噸，接地泄流板若十，垂直接地體安裝的間距為打入深度的2倍，以上設(shè)計(jì)如仍達(dá)不到V4Q要求時可采用接地網(wǎng)延伸的方法，及其它輔

7、助降阻措施來達(dá)到要求。(2) 接閃裝置機(jī)房房體為彩鋼瓦但未接地，機(jī)房邊的天線塔有避富針可以保護(hù)到建筑物，衛(wèi)星天線也可以被天線塔頂?shù)谋芨会槺Ｗo(hù)到。為了防止球形$,機(jī)房彩鋼瓦應(yīng)按照規(guī)范要求可靠接地，架空線的支撐電桿拉線接地，每根電桿均安裝避$短針并應(yīng)接地。(3) 接地線現(xiàn)有設(shè)備由室外簡易地網(wǎng)引入接地線，需增加接地線。對設(shè)備機(jī)房、自備電源機(jī)房補(bǔ)充接地引入線，接地引入線材料為BV35mm2線。(4) 屏蔽等電位連接、安全間距發(fā)射臺內(nèi)等電位接地不規(guī)范，各相關(guān)設(shè)備需增加接地均壓排，設(shè)備按照規(guī)范要求等電位接地，小系統(tǒng)按S型接地處理。(5) 浪涌過電壓保護(hù)器A.電源浪涌過電壓保護(hù)器電源浪涌過電壓保護(hù)器是此次改

8、造的重點(diǎn)，發(fā)射臺內(nèi)設(shè)備機(jī)房、自備電源機(jī)房，按照A級防富配置至少安裝三級浪涌過電壓保護(hù)器。第一級電源浪涌過電壓保護(hù)器為德國菲尼克斯，型號VAL80/3+1FM每線$電通流量為80KA(8/20S),UP<1.85KV，響應(yīng)時間<25ns。連接導(dǎo)線相線為BVR16mm2接地線為BVR25mm2己置3P100A空氣開關(guān)。為了防止雷電對自備電源油機(jī)ATS檢測線路的破壞，該級浪涌過電壓保護(hù)器應(yīng)安裝于線路的開關(guān)前。第二三級電源浪涌過電壓保護(hù)器為菲尼克斯浪涌過電壓保護(hù)器組合,型號VAL230IT/3+1+VAL320/3+1破藕電感，每線雷電通流量為40KA(8/20S),UP<1.2KV

9、,響應(yīng)時間<25nS,模塊具有損壞脫扣顯示功能，更換方便，連接導(dǎo)線相線為BVR16mm2接地線為BVR16mm2,置3P60A空氣開關(guān)。設(shè)備級電源浪涌過電壓保護(hù)器利用設(shè)備現(xiàn)有配置。為了防止油機(jī)發(fā)電時雷擊的反向引入，在油機(jī)房開關(guān)輸出端安裝一組菲尼克斯浪涌過電壓保護(hù)器型號為VAL230IT/3+1。為了防止值班機(jī)房反向引入雷電設(shè)計(jì)在配電箱開關(guān)輸出端安裝一組菲尼克斯浪涌過電壓保護(hù)器型號為VAL320/3+1。B.信號浪涌過電壓保護(hù)器對衛(wèi)星接收機(jī)機(jī)房端安裝浪涌過電壓保護(hù)器。加裝1臺同軸饋線浪涌過電壓保護(hù)器d4CN-UB-280DC,在視頻監(jiān)控機(jī)房端安裝3臺BNC®口的浪涌過電壓保護(hù)器d7C-UFB-5DC/E。三. 結(jié)束語本文給出了雷電風(fēng)險評估相關(guān)數(shù)據(jù)和方法步驟、結(jié)合