陈志华

福建莆田电视台

【提要】在“村村通”广播工作中，解决电力线感应雷等对广电设备的损害是一个重要的课题。本台综合运用改善变压器接地电阻，使用铠装电缆替代架空明线，妥善处理避雷地、设备保护地、电源中性线等五条措施，保证了广电设备不遭感应雷的损害。

【关键词】防范感 应雷措施 效果

目前全国广电系统正为“村村通”广播而努力。这些“村村通”广播的对象，由于地处边远，交通不便，地形复杂，有些还可能是雷区。在解决“村村通”广播中必须解决防雷害问题，以保证设备安全工作。

广播电视设备遭受雷害主要有两种，一是直击雷，二是电力线感应雷。前者损坏较严重，而后者感应雷尽管对设备造成的损坏不比直击雷严重，但它足以造成经常停播，人心恍恍。本台原来也是感应雷害的受害者，经过多年的反复摸索，不断完善，杜绝了感应雷的危害，本文就如何防范感应雷，介绍点滴实践体会。

１.感应雷造成机损的迹象

感应雷：当电力架空明线处于雷云和大地所形成的电场中，导体上就会感应出与雷云符号相反的大量电荷，雷云放电后，云与大地之间的电场消失，导体上的电荷如不立即流散就会产生很高的电位，称为静电感应。当雷电流通过导体，它的周围空间就会产生强大的电磁场，感应发生强大的电动势称为电磁感应，这两种感应称为感应雷。架空明线感应雷电流（电压）沿着导线窜入机房，导致相关元件损坏，一般而言，在雷击期间，损坏在射频输出部分的，大部分因直击雷引起，而损坏在电源相关部分，如调压器、稳压器部分，则因感应雷引起，这是感应雷害的基本特征。雷击期间，感应雷电流（电压）会从架空明线、机房避雷针、房屋避雷带等不同路径几乎同时引入机房，于是避雷地线、电源零线、设备保护地间就会存在一定电位差，这电位差通过各自的“地”反射在设备机架内，引起“反击”，损坏迹象表现为雷击期间尽管设备还是停机休息，但仍爆低压稳压电源盒保险丝及令自备三相发电机失磁等。

２.防范感应雷措施

（１）保证接地装置的接地电阻符合规范要求。三相四线制电力线进机房的一般方式如图１所示。

图1 三相四线制电力线进机房的一般方式

当高压侧存在感应雷电流（电压）时，该感应雷电流（电压）首先经高压避雷器向“地”泄放，其残压经变压器耦合，一部分通过低压避雷器向“地”泄放，另一部分沿着低压电力线窜入机房。因此变压器接地电阻是否符合规范要求和避雷器是否真正发挥作用，是保证变压器安全和广播电视设备免遭雷害的条件之一，也是防范感应雷的第一道关口。

当变压器接地（中性点直接接地）电阻不满足规范要求时，应进行加固，雷区地带更应如此。地质复杂时可参照《电力工程设计手册》（上海科技出版社出版）P390～392方法计算；变压器选放在土壤电阻率低的地方时，可参考表２处理。

（２）每年定期检验高低压避雷器，尤其在雷雨季节之前做好检验，防止避雷器形同虚设。

（３）机房电力进线改架空明线为铠装电缆。

为了进一步削弱高压侧感应雷耦合到低压侧的能量，平滑浪涌的感应雷电流（电压）脉冲，同时又防止低压侧感应雷直接窜入机房，当全线采用埋地电缆有困难时，可采用长度不小于５０ｍ的铠装电缆直接埋地引入，其入户端电缆金属外皮与接地装置连接，在电缆与架空线连接处，应装阀型避雷器并与电缆金属外皮和绝缘子铁脚连在一起接地。本台低压侧全线（２４０ｍ）采用铠装电缆埋设，并使电缆两端金属外皮与接地装置保证良好接触。示意图见图２所示。

图2 电力进线改为铠装电缆

（４）在室内配电屏的三个相线上分别加装阀型避雷器及在发射设备上加装阀避雷器或压敏电阻，进一步防范感应雷对发射设备的损害。

３.防范“反击”造成设备损害的措施

避雷地是防止直击雷袭击机房，将避雷针、避雷带通过引下线与避雷地连接，使雷电流通过该“地”尽快泄放。

设备保护地是电气设备的金属外壳由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种情况危害人身安全，将正常情况下不带电的金属外壳同接地体或电源零线相连接（称接地、接零）。

电源地（中性线、零线）则是与变压器或发电机直接接地的中性点连接的中性线，在单相电路中构成回路，也称零线，俗称电源地线。

在雷击期间，由于与雷云接闪、感应路径不同，它们通过各自“地”向大地呈半球形散开，实践证明，离接地体20m以外的地方，实际上没有什么电阻存在，不再有什么电压降，换句话讲，该处电位已近于零。由于以上这三点“地”间既没有经过特殊绝缘处理，况且它们之间又很难保证间距在40m以上，这样在泄放直击雷、感应雷电流瞬间它们之间就存在电位差，并通过“地”反映在发射设备机架内的相关部分，于是“反击”损害发生，使耐压较低的器件损坏，发电机失磁。为了防止“反击”事故，IEC规范推荐把防雷接地和电气设备的保护地连在一起，这是采取等电位的方法防止反击。

４.效果

由于本台发射机房地处周边是开阔地中间独立凸起的海拔710m的山头上，这里经常有感应雷光顾，原来也是感应雷受害者，经过多年雷害——改造——再雷害——全面完善阶段，杜绝了感应雷的损害。如山上原来自用的50kVA变压器（接地电阻9.8Ω）扩容为125kVA时，参照电力设备接地装置的接地电阻****允许值，应该进一步完善。以变压器为中心，往不同方向新埋设三条放射线，每条25m，在放射线上每间隔5m与垂直简易接地体焊接（敷设成一排时接地体利用系数η0.79～0.83取0.80），简易接地体选用50mm×50mm×5mm角钢，长2.5m（单根地极k值34.85×10-4），地质沙土土壤电阻率ρ为3×104Ω·ｃｍ，即采用简易接地体ｎ＝16根。对于一般以接地体为主的接地装置，在计算中可以不单独计算水平接地体的接地电阻，考虑到它的作用，接地捧一般可减少10%左右。这时接地电阻为：

ｎ≥0.9Ris×b/(R×η)

Ris×b＝k×ρ＝34.85×10-4×3×104＝104.55  Ｒ＝7.352（Ω）

与原地网并网加固后实测接地电阻为3～8Ω，符合规范值，同时重新加固了引下线，因扩容在原地网基础上进行接地加固，更要考虑接地效率，这是因为垂直接地体组并非单一接地体，它是由多根垂直接地体组成，由于垂直接地体埋设过程中，它们之间的距离一般只等于该长度或数倍距离。因此，在泄放雷电流时，它们将产生屏蔽作用，使地网作用打折扣，为此，在加固时应让新、旧放射线间距大于5m。经改造，有效解决了扩容后而接地尚未加固的那一阶段，每逢电力线感应雷袭来时，轻则掉高压跌落式开关，重则击穿高压避雷器等所引起的停播，并使机房避雷地、设备保护地、电源地（中性线、包括自备三相发电机中性线）三点共“地”，消除了因电位差引起“反击”的事故重演，综合运用以上介绍的5条措施，经10年来的实践检验，杜绝了感应雷对广播电视设备的危害，保障了电视发射、微波传输、调频广播等设备安全运行。