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干貨：電視臺（站）雷電解決方案: 發(fā)布時間:2020-01-01 15:43 　瀏覽次數：

電視臺（站）雷電解決方案（本文內容由社保電子網絡轉載只供參考，歸原創(chuàng)作者所有）

一、雷電概述
雷電是一種極具破壞力的自然現象，其電壓可高達數百萬伏，瞬間電流更可高達數百千安。千百年來，雷電所造成的破壞可謂不計其數。落雷后在雷擊中心1.5-2Km半徑的范圍內都可能產生危險過電壓，損害線路上的設備。在聯合國國際十年減災委員會公布的對人類造成最嚴重危害的十大自然災害中，雷暴由于其對人類生命、財產的巨大侵害，被列在了顯著的地位。
近些年來，伴隨著高新技術的發(fā)展，尤其是電子技術的飛速發(fā)展，各種先進的測量、保護中心、電信和計算機等電子產品正日益廣泛的應用于各行各業(yè)中，人類對電子產品尤其是計算機設備的依賴越來越嚴重。而電子元件的微型化、集成化程度越來越高，各類電子設備的耐過電壓能力下降，造成雷電和過電壓破壞的比例呈上升的趨勢。美國研究報告[AD-722675]指出：當雷電活動時，磁感應強度達到0.07GS時，無屏蔽的計算機會發(fā)生誤動作，當磁感應強度超過2.4GS時，計算機將發(fā)生******性損壞。也就是說，按安培環(huán)路定理估算，離無屏蔽的計算機800m處落一個100kA的雷，計算機就可能發(fā)生誤動作，距其83m處落一個100kA的雷，就要損壞。這些須實時運行而因中斷造成設備的癱瘓，必會帶來不可估量的直接或間接經濟損失。對于金融、證券、醫(yī)療、保險、航空、航天、國防、廣電等國家重要關鍵部門尤其是這樣，根據統(tǒng)計，雷電對微電子設備的破壞而造成的損失，遠遠超過雷擊火災的損失，已成為當今電子時代的一大公害。因此，如何設置防雷措施和接地，如何保障通信設備運行完好及人身安全，以及如何有效抑制雷擊過電壓和電磁干擾成為一個全新的課題，也是大多數信息中心技術人員迫切需要解決的問題。
中國作為雷電多發(fā)區(qū)，每年遭雷擊死亡數百人，傷幾千人，直接經濟損失達幾十億元，而且全世界每年的雷害損失逾100億美元。統(tǒng)計資料顯示：80%以上的雷害損失是由雷擊電磁脈沖造成的。因此，對雷電的防護，尤其是雷擊電磁脈沖的防護，已成為人們重點關注和防范的課題。我們不能帶有任何的僥幸心理，若因雷擊而導致生命和財產的重大損失是很難用時間和金錢來彌補的，因此針對雷電防護的專項工程應是刻不容緩的。
因此，為確保通信設施、計算機信息系統(tǒng)等微電子設備的運行安全，******限度地降低雷電災害給人們造成的直接和間接損失，國家、地方的相關部門相繼出臺了《中華人民共和國計算機信息系統(tǒng)安全保護條例》、《電子設備雷擊保護導則》、《山西省計算機信息系統(tǒng)安全管理辦法》和公安部《信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護辦法》等多項規(guī)定，要求各級部門切實做好對微電子設備的防雷措施，以免造成重大損失。
二、雷電侵入設備的途徑
直接雷擊：指雷電直接擊在建筑物、構架、樹木、動植物上，由于電效應、熱效應和機械效應等混合力作用，直接摧毀建筑物、構筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應，有可能使機房微電子設備遭受浪涌過電壓的危害。
根據建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-94估算，雷電直接擊中建筑物，雷電的不到50%的能量將會從引下線等外部避雷設施泄放到大地，另外50%的能量將通過建筑物的供電系統(tǒng)、
通信網絡線纜以及建筑物的其他金屬管道、纜線分流。
傳導雷（雷電波侵入）：在更大的范圍內（幾千米甚至幾十千米），雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路侵入設備。其中地電位反擊也是傳導雷中的一種：雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導致地電壓升高，并在周圍形成巨大的跨步電壓。雷電可能通過接地系統(tǒng)或建筑物間的線路入侵到建筑物內部設備形成地電位反擊。
感應雷擊（又稱二次雷擊）：指雷云之間或雷云對地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線或類似的傳導線路上產生感應電壓，該電壓通過傳導體傳送至設備，間接摧毀微電子設備。在周圍1000m左右范圍內（有資料為 500m或 1500m，距離應隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化）發(fā)生雷擊時，LEMP（電磁脈沖）在上述有效范圍內，在所有的導體上產生足夠強度的感應浪涌。因此分布于建筑物內外的各種電力、信息線路將會感應雷電而對設備造成危害。
三、方案設計原則
由于電子設備雷電防護系統(tǒng)對所保護系統(tǒng)的業(yè)務正常運行具有非常重要的作用，因此，雷電防護系統(tǒng)應具備先進性、可靠性、易維護、易升級等方面的突出特性。防雷工程設計及設備的選擇應遵從以下的原則：
1.可靠性原則
設計系統(tǒng)雷電防護工程應******考慮的問題就是可靠性。防雷保護技術是不斷發(fā)展變化的，所選產品必須符合國際標準、國家標準及行業(yè)標準。這樣才能對網絡的未來發(fā)展提供保證。
2.先進性、可擴充性原則
采用當今國內、國際上******進和成熟的技術，使新建立的系統(tǒng)能夠******限度地適應今后技術發(fā)展變化和業(yè)務發(fā)展變化的需要，從目前國內發(fā)展來看，系統(tǒng)總體設計的先進性原則主要體現在以下幾個方面：
采用的系統(tǒng)結構應當是先進的、開放的體系結構；
采用的技術應當是可擴充的，能滿足今后日益擴充的需要。
3.經濟實用性原則
本著一切從用戶實際角度出發(fā)，配置防雷保護系統(tǒng)的目的，在保證系統(tǒng)的正常運行下，整個防雷保護的建設要堅持實用為主，根據投資的強度結合實用價值，應盡可能選擇可靠性高，可維護性好的性能價格比高的產品，以便節(jié)省投資，以******成本來完成系統(tǒng)設備雷電防護的建設。
四、方案設計思想
一個完整的防雷系統(tǒng)包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應雷擊的防護。
直接雷擊的防護主要使用避雷針、避雷網（帶）、避雷線和接地系統(tǒng)。它直接接閃，犧牲自己保護建筑物。要求保護范圍能保護到整個建筑物，且接地要良好。
感應雷擊的防護主要使用感應雷擊防雷器。建筑物本身防雷狀況良好的同時，并不能保證建筑物內部電子設備不受影響。而且，往往是因為避雷針（或避雷帶）遇到雷擊，雷電流沿引下線泄放到大地時，電源線路、信號線路被感應雷電而產生瞬態(tài)過電壓，進而損壞設備。一般來說，雷擊過電壓對樓內部設備的損害主要有以下三個途徑：
① 進出建筑物的電源線和通信線纜等在大樓外受直擊雷或感應雷而加載的雷電壓及過電流沿線路侵入室內。
② 雷電流沿建筑物引下線入地時，在引下線周圍產生磁場，引下線周圍的供電線路、信號通道電纜等各種金屬管線上，經感應而產生過電壓。
③ 直擊雷經過接閃器（如避雷針、避雷帶、避雷網等）入地時，導致地網地電位上升，高電位由設備接地線引入電子設備造成地電位反擊。
因此，我們必須對以上三種途徑入侵的雷電壓及過電流采用等電位連接、分流、接地、屏蔽和過電壓保護等方法進行防護，并應把電源線、天饋線,網絡線進入的端口或變電室的低壓側作為一級防護，樓層配電箱應作為二級防護，設備前端作為三級防護，把雷電壓達到其設備端子的殘壓控制在電子設備不被雷電損壞的范圍之內。
五、設計依據
＆#61548;        GB50057-1994《建筑物防雷設計規(guī)范》（2000年版）
＆#61548;        GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》
＆#61548;        GA267-2000《計算機信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護規(guī)范》
＆#61548;        IEC 61024 《建筑物防雷》
＆#61548;        GB/T 50314-2000《智能建筑設計標準》
＆#61548;        YD/T926-1~3(2000)《大樓綜合布線總規(guī)范》
＆#61548;        GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》
＆#61548;        GB2887—89《計算機場地安全要求》
＆#61548;        GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)國內工程技術規(guī)范》
＆#61548;        GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》
＆#61548;        GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
六、防雷方案
1、直擊雷防護
（一）發(fā)射天線塔和建筑物防雷措施
無論廣播電視發(fā)射臺或微波站都設有發(fā)射天線或天線塔，一般鐵塔和天線位置是臺站地面建筑的******點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體，因此，它是臺站防雷的第一關。
（1）按照國家94年頒布的《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057—94）及其它標準設置好天線塔避雷針。鐵塔接地網形狀，密度可根據地形、防雷等級、天線塔種類來設計。重要發(fā)射臺或微波樞紐站天線塔接地電阻要≤5歐。一般臺站要≤10歐。條件允許的臺站可安裝AR限流避雷針。
（2）認真計算天線塔避雷針的保護范圍并留有充分余地，當其它建筑物不在保護范圍時，可考慮設計多支（等高或不等高）避雷針保護方案。在一些地形突出的高山發(fā)射臺（站），帶雷云層又低時，天線塔避雷針防雷是有限的。可采用設置避雷針和消雷器相結合的方案（消雷器在石嶺關微波站安裝后收到很好的效果），并且在房頂女兒墻、房角或利用圍墻、柵欄裝設閉合的避雷帶、均壓網。引流線應視建筑物結構和布局進行設計。一般說，均壓網格不宜大于5M。均壓網、避雷帶應接有多根引流線，在建的房屋可考慮與建筑結構內的鋼筋良好連接。
（二）一般情況下，建筑物安裝有避雷針或避雷帶、避雷網，但是雷電的活動規(guī)律是，對于發(fā)生過雷擊的地點和入侵通道，下次雷擊時，更容易再次遭受雷擊。如果外部防雷某一個環(huán)節(jié)做的不好，就會影響整體的防雷效果。如果外部防雷不能擔負直擊雷防護的任務，那么它將是一個“引雷工程”，而不是“防雷工程”，設備反受其害。直擊雷防護的完善與否，關系到感應雷防護的基礎是否牢固。因為直擊雷防護是感應雷防護的基礎。
在直擊雷比較完善的情況下，電視臺部分設備仍然遭受雷電流的光顧，足以說明，防雷是一項系統(tǒng)工程。它包括屏蔽、等電位聯結、安裝浪涌保護器等等措施。全方位的防護中，感應雷的防護不可或缺啊。

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