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【摘要】本文结合我台调频发射台易受雷击导致设备受损情况，通过对发射台所处地理位置雷电风险评估，进而形成防雷技术方案。
【关键词】 防雷 风险评估 方案
一.概况
海峡台有一调频发射台位于厦门岛内一高山顶，根据厦门市气象局资料显示，该台位于厦门市三条雷电多发带上，厦门市年平均雷暴日为47天，属于“高雷区”。据资料不完全统计，2012年以来厦门市有记录共发生雷灾6起，造成1死3伤及其他直接经济损失。从这几年的数据来看，厦门市每年雷灾次数都在10起左右，每年均有人员伤亡。
发射台天线塔位于62米山上铁塔高24米，为周边视觉最高点，因此雷击次数会更多，根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012第3.1.3.3条规定，年雷暴日大于40天不超过90天属于强雷区。根据GB50343-2012第4.3.1建筑物电子信息系统雷电防护等级的选择表中型通信枢纽、移动通信基站雷电防护等级应为B级，防雷工作非常重要。
2012年10月，雷击造成发射台接收机柜的卫星接收机、音频处理机、UPS电源和自备电源、值班机房多处生活用电设备损坏。
二.雷电风险评估
1.建筑物雷击风险评估
发射台天线塔位于62米山上，铁塔高24（形状为等边三角形边长0.4米），建筑物为彩钢瓦5×5×4米，铁塔与建筑物间距4米，电源为架空线1路，1公里外引入，信号线卫星2路，1路20米处引入，一路30米处引入。铁塔有波导管1路引入，长度约30米。
（1）雷击大地的年平均密度根据公式Ng=0.1×Td，
Td=47.4代入得Ng=4.74次/a.km2
（2）等效面积计算
总体建筑物分建筑物A和天线塔B两部分。A为彩钢瓦建筑物5×5×4m，天线塔横截面为每边长0.4米等边三角形，高为24米。
式扩展宽度D= [H（200-H）]1/2 计算得：
DA=28m DB=65m
分析，建筑物总体等效面积等于B天线塔的等效面积。
公式Ae≈π（R+ DA）2×10-6
用R=0.2，DA=65m，代入得Ae=0.013km2
（3）建筑物年预计雷击次数
根据公式N1=k.Ng.Ae用k=2，Ng=4.74，Ae=0.013
代入得 N1=0.123次/a
根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》该建筑物属重要建筑物。
因为N1≥0.05，所以列为第二类防雷建筑物。
2.建筑物电子信息系统雷击风险评估及雷电防护等级
（1）从上述建筑物雷击风险评估可知，发射台年预计雷击次数N1=0.123次/年，其年平均密度Ng=4.74次/a.km2。
（2）建筑物入户设施年预计雷击次数：
N2=Ng（Ae1/+Ae2/）
电源线入户设施的截收面积：
Ae1’=2000×L×10-6用L=1000代入得Ae1=2km2
两根卫星信号线入户设施的截收面积：
Ae2’=2×2000×L×10-6用L=25代入得Ae2=0.1km2
N2=Ng（Ae1/+Ae2/）=4.74×（2+0.1）=9.954次/年。
（3）建筑物及入户设施年预计雷击数N=N1+N2=10.077次/年。
（4）电子信息系统能承受的最大年平均雷击次数：
Nc=5.8×10-1/C
C=C1+C2+C3+C4+C5+C6=8.2
取C1=1 C2=1 C3=3 C4=1 C5=1 C6=1.2
Nc=0.071
（5）比较N和Nc
因N>Nc，应安装雷电防护装置。
（6）确定雷电防护等级
防雷装置拦截效率E=1-Nc/N=1-0.071/10.077=0.993
因为E大于9.8，所以雷电防护等级定为A级。
三.防雷方案
1.设计规范
（1）GB50057-94（2010年版）《建筑物防雷设计规范》
（2）GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
（3）广电技术规范要求及现场查勘资料
2.现场情况及防雷处理
（1）接地网
发射台地处石头山顶，周边只有简易地网接地满足不了设备的工作及防雷需要，需对接地网进行补充改造。
按防雷规范要求接地为综合接地，设计要求综合接地电阻≤4Ω。现有地面均为岩石，设计沿机房至油机房相关设备安装接地网，接地网材料水平接地体为40×4热镀锌扁钢，埋深500，垂直接地体为50×5×2000热镀锌角钢+降阻模块10块，降阻剂1吨，接地泄流板若干，垂直接地体安装的间距为打入深度的2倍，以上设计如仍达不到≤4Ω要求时可采用接地网延伸的方法，及其它辅助降阻措施来达到要求。
（2）接闪装置
机房房体为彩钢瓦但未接地，机房边的天线塔有避雷针可以保护到建筑物，卫星天线也可以被天线塔顶的避雷针保护到。
为了防止球形雷，机房彩钢瓦应按照规范要求可靠接地，架空线的支撑电杆拉线接地，每根电杆均安装避雷短针并应接地。 （3）接地线
现有设备由室外简易地网引入接地线，需增加接地线。对设备机房、自备电源机房补充接地引入线，接地引入线材料为BV35mm2铜线。
（4）屏蔽等电位连接、安全间距
发射台内等电位接地不规范，各相关设备需增加接地均压排，设备按照规范要求等电位接地，小系统按S型接地处理。
（5）浪涌过电压保护器
A.电源浪涌过电压保护器
电源浪涌过电压保护器是此次改造的重点，发射台内设备机房、自备电源机房，按照A级防雷配置至少安装三级浪涌过电压保护器。
第一级电源浪涌过电压保护器为德国菲尼克斯，型号VAL80/3+1FM，每线雷电通流量为80KA（8/20μS），UP≤1.85KV，响应时间≤25ns。连接导线相线为BVR16mm2，接地线为BVR25mm2，配置3P100A空气开关。为了防止雷电对自备电源油机ATS检测线路的破坏，该级浪涌过电压保护器应安装于线路的开关前。
第二三级电源浪涌过电压保护器为菲尼克斯浪涌过电压保护器组合，型号VAL230IT/3+1+VAL320/3+1+退藕电感，每线雷电通流量为40KA（8/20μS），UP≤1.2KV，响应时间≤25nS，模块具有损坏脱扣显示功能，更换方便，连接导线相线为BVR16mm2，接地线为BVR16mm2，配置3P60A空气开关。
设备级电源浪涌过电压保护器利用设备现有配置。
为了防止油机发电时雷击的反向引入，在油机房开关输出端安装一组菲尼克斯浪涌过电压保护器型号为VAL230IT/3+1。
为了防止值班机房反向引入雷电设计在配电箱开关输出端安装一组菲尼克斯浪涌过电压保护器型号为VAL320/3+1。
B.信号浪涌过电压保护器
对卫星接收机机房端安装浪涌过电压保护器。加装1台同轴馈线浪涌过电压保护器d4 CN-UB-280DC，在视频监控机房端安装3台BNC接口的浪涌过电压保护器d7 C-UFB-5DC/E。
四.结束语
本文给出了雷电风险评估相关数据和方法步骤、结合实际形成防雷技术方案，并按方案进行了工程施工，对于高山发射台，工程施工难点在于接地网的良好接地，施工中，对地网铺设进行延伸处理，使实际接地电阻符合设计规范。防雷系统安装后，有效减少了雷击损坏设备的频数，同时，本文对其他类似的发射台、传输站点或设于高山的电子信息系统单位具有一定的参考价值。
【关键词】 防雷 风险评估 方案
一.概况
海峡台有一调频发射台位于厦门岛内一高山顶，根据厦门市气象局资料显示，该台位于厦门市三条雷电多发带上，厦门市年平均雷暴日为47天，属于“高雷区”。据资料不完全统计，2012年以来厦门市有记录共发生雷灾6起，造成1死3伤及其他直接经济损失。从这几年的数据来看，厦门市每年雷灾次数都在10起左右，每年均有人员伤亡。
发射台天线塔位于62米山上铁塔高24米，为周边视觉最高点，因此雷击次数会更多，根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012第3.1.3.3条规定，年雷暴日大于40天不超过90天属于强雷区。根据GB50343-2012第4.3.1建筑物电子信息系统雷电防护等级的选择表中型通信枢纽、移动通信基站雷电防护等级应为B级，防雷工作非常重要。
2012年10月，雷击造成发射台接收机柜的卫星接收机、音频处理机、UPS电源和自备电源、值班机房多处生活用电设备损坏。
二.雷电风险评估
1.建筑物雷击风险评估
发射台天线塔位于62米山上，铁塔高24（形状为等边三角形边长0.4米），建筑物为彩钢瓦5×5×4米，铁塔与建筑物间距4米，电源为架空线1路，1公里外引入，信号线卫星2路，1路20米处引入，一路30米处引入。铁塔有波导管1路引入，长度约30米。
（1）雷击大地的年平均密度根据公式Ng=0.1×Td，
Td=47.4代入得Ng=4.74次/a.km2
（2）等效面积计算
总体建筑物分建筑物A和天线塔B两部分。A为彩钢瓦建筑物5×5×4m，天线塔横截面为每边长0.4米等边三角形，高为24米。
式扩展宽度D= [H（200-H）]1/2 计算得：
DA=28m DB=65m
分析，建筑物总体等效面积等于B天线塔的等效面积。
公式Ae≈π（R+ DA）2×10-6
用R=0.2，DA=65m，代入得Ae=0.013km2
（3）建筑物年预计雷击次数
根据公式N1=k.Ng.Ae用k=2，Ng=4.74，Ae=0.013
代入得 N1=0.123次/a
根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》该建筑物属重要建筑物。
因为N1≥0.05，所以列为第二类防雷建筑物。
2.建筑物电子信息系统雷击风险评估及雷电防护等级
（1）从上述建筑物雷击风险评估可知，发射台年预计雷击次数N1=0.123次/年，其年平均密度Ng=4.74次/a.km2。
（2）建筑物入户设施年预计雷击次数：
N2=Ng（Ae1/+Ae2/）
电源线入户设施的截收面积：
Ae1’=2000×L×10-6用L=1000代入得Ae1=2km2
两根卫星信号线入户设施的截收面积：
Ae2’=2×2000×L×10-6用L=25代入得Ae2=0.1km2
N2=Ng（Ae1/+Ae2/）=4.74×（2+0.1）=9.954次/年。
（3）建筑物及入户设施年预计雷击数N=N1+N2=10.077次/年。
（4）电子信息系统能承受的最大年平均雷击次数：
Nc=5.8×10-1/C
C=C1+C2+C3+C4+C5+C6=8.2
取C1=1 C2=1 C3=3 C4=1 C5=1 C6=1.2
Nc=0.071
（5）比较N和Nc
因N>Nc，应安装雷电防护装置。
（6）确定雷电防护等级
防雷装置拦截效率E=1-Nc/N=1-0.071/10.077=0.993
因为E大于9.8，所以雷电防护等级定为A级。
三.防雷方案
1.设计规范
（1）GB50057-94（2010年版）《建筑物防雷设计规范》
（2）GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
（3）广电技术规范要求及现场查勘资料
2.现场情况及防雷处理
（1）接地网
发射台地处石头山顶，周边只有简易地网接地满足不了设备的工作及防雷需要，需对接地网进行补充改造。
按防雷规范要求接地为综合接地，设计要求综合接地电阻≤4Ω。现有地面均为岩石，设计沿机房至油机房相关设备安装接地网，接地网材料水平接地体为40×4热镀锌扁钢，埋深500，垂直接地体为50×5×2000热镀锌角钢+降阻模块10块，降阻剂1吨，接地泄流板若干，垂直接地体安装的间距为打入深度的2倍，以上设计如仍达不到≤4Ω要求时可采用接地网延伸的方法，及其它辅助降阻措施来达到要求。
（2）接闪装置
机房房体为彩钢瓦但未接地，机房边的天线塔有避雷针可以保护到建筑物，卫星天线也可以被天线塔顶的避雷针保护到。
为了防止球形雷，机房彩钢瓦应按照规范要求可靠接地，架空线的支撑电杆拉线接地，每根电杆均安装避雷短针并应接地。 （3）接地线
现有设备由室外简易地网引入接地线，需增加接地线。对设备机房、自备电源机房补充接地引入线，接地引入线材料为BV35mm2铜线。
（4）屏蔽等电位连接、安全间距
发射台内等电位接地不规范，各相关设备需增加接地均压排，设备按照规范要求等电位接地，小系统按S型接地处理。
（5）浪涌过电压保护器
A.电源浪涌过电压保护器
电源浪涌过电压保护器是此次改造的重点，发射台内设备机房、自备电源机房，按照A级防雷配置至少安装三级浪涌过电压保护器。
第一级电源浪涌过电压保护器为德国菲尼克斯，型号VAL80/3+1FM，每线雷电通流量为80KA（8/20μS），UP≤1.85KV，响应时间≤25ns。连接导线相线为BVR16mm2，接地线为BVR25mm2，配置3P100A空气开关。为了防止雷电对自备电源油机ATS检测线路的破坏，该级浪涌过电压保护器应安装于线路的开关前。
第二三级电源浪涌过电压保护器为菲尼克斯浪涌过电压保护器组合，型号VAL230IT/3+1+VAL320/3+1+退藕电感，每线雷电通流量为40KA（8/20μS），UP≤1.2KV，响应时间≤25nS，模块具有损坏脱扣显示功能，更换方便，连接导线相线为BVR16mm2，接地线为BVR16mm2，配置3P60A空气开关。
设备级电源浪涌过电压保护器利用设备现有配置。
为了防止油机发电时雷击的反向引入，在油机房开关输出端安装一组菲尼克斯浪涌过电压保护器型号为VAL230IT/3+1。
为了防止值班机房反向引入雷电设计在配电箱开关输出端安装一组菲尼克斯浪涌过电压保护器型号为VAL320/3+1。
B.信号浪涌过电压保护器
对卫星接收机机房端安装浪涌过电压保护器。加装1台同轴馈线浪涌过电压保护器d4 CN-UB-280DC，在视频监控机房端安装3台BNC接口的浪涌过电压保护器d7 C-UFB-5DC/E。
四.结束语
本文给出了雷电风险评估相关数据和方法步骤、结合实际形成防雷技术方案，并按方案进行了工程施工，对于高山发射台，工程施工难点在于接地网的良好接地，施工中，对地网铺设进行延伸处理，使实际接地电阻符合设计规范。防雷系统安装后，有效减少了雷击损坏设备的频数，同时，本文对其他类似的发射台、传输站点或设于高山的电子信息系统单位具有一定的参考价值。