发射台供配电系统改造研究

摘 要 本文主要论述了基于山区发射台供配电系统改造的实践，介绍了供配电线路、发电机组、UPS电源、防雷接地系统等在设备器材、配置选用、施工规范等方面的整修，阐述了应当注意的问题和要求。

关键词 发射台;供配电线路;UPS电源;防雷;接地系统

万州区广播电视台周家坝发射台位于万州区天生城山顶，海拔467米，占地面积约4亩，建有高度30米发射天线铁塔一座，2010年开始承担万州人民广播电台交通广播频率的发射，发射频率91MHz，发射功率300W;2017年开始承担中央广播电视节目无线数字化覆盖地面数字电视两个频道的补点发射任务，每个频道发射功率500W。发射台所在地天生城山势呈南北走向，北窄南宽，四面悬崖峭壁，市政公路只能到达山脚，台站基础设施条件较为艰苦，供水、供电等基础保障设施只能到达山脚。

鉴于发射台承担的发射任务日益繁重，为确保圆满完成安全播出任务，我台依据《广播电视安全播出管理规定》无线发射转播台实施细则和相关标准规范对发射台的技术系统配置和运维与技术管理工作进行了自查工作，对供配电系统、防雷接地系统等进行了整改和完善，本文重点论述发射台供配电系统的配置和完善。

1发射台原有供配电系统配置情况

发射台原有一路外电，供电公司线路位于山脚电杆电表处，电表后端至发射台的低压供配电线路由我台自行敷设，受初建发射台时各项条件所限，供电线路选用LJ35纯铝裸导线敷设，通过5根低压电杆架空到达发射台室外配电箱，总长约为525米。导线经过长年累月的日晒风吹雨淋，且穿越树林，存在安全隐患，曾发生过大风导致电线断裂的停电事故。发射台配置了一台20KVA UPS电源，配备12V 100AH铅酸免维护蓄电池2组，共60只，L1、L2和L3三相的平均负载率约为71%，略微偏高。因部分电池老化，内阻严重超标、接线端子腐蚀、漏液，电池供电时间已严重不足，一旦出现外电中断，容易引起停播事故。

2发射台供配电系统改造实施方案

依据《广播电视安全播出管理规定》无线发射转播台实施细则“三级保障发射台”技术系统配置的相关要求，结合我台的实际情况，采用以下方式对发射台的供配电系统进行整改和完善：①对由山脚至发射台架空敷设的纯铝裸导线进行更换;②购置发电机功率为80kW/100KVA的柴油发电机组，作为自有电源;③对UPS电源进行扩容，将原广电大楼闲置的一台30KVA UPS电源搬迁至发射台，并对两台UPS电源的后备电池组进行更换[1]。

2.1 低压供配电线路的改造

受当地条件所限，从山脚至发射台的低压供配电线路仍需沿用架空敷设方式，只能将纯铝裸导线更换为绝缘电缆来提高低压供配电线路的安全性。经过对发射台的工艺设备和动力设备的负载情况进行测算，并充分考虑业务拓展的需求，决定采用JKLGYJ-1*50/8/1KV绝缘架空电缆（JK：系列代号—架空电缆;L：导体材料代号—铝导体;G：内芯材料代号—钢芯;YJ：绝缘材料代号—交联聚乙烯绝缘;8：内芯标称截面积8平方毫米;50：导体标称截面积50平方毫米，1KV：额定电压为1KV）用于山脚至发射台的低压供配电线路的敷设。采用绝缘架空电缆主要有以下优点：①绝缘性能更好，可使人身触电伤亡事故大为减少;②防腐蚀性能更好，由于外层有绝缘层，比纯铝裸導线受氧化腐蚀的程度小，抗腐蚀能力较强;③有效防止外力破坏，可减少受树木，飞飘金属膜和灰尘等外在因素的影响，减少相间短路及接地事故;④抗拉强度较纯铝裸导线更高。由于更换的绝缘电缆更粗更重，在更换线路的同时，对途中的拉线、电杆的受力情况进行了检查，对不能达到受力标准的电杆和拉线进行了更换加固，特别是电杆1、2和电杆4、5之间，跨度分别为200米和100米，需保证电杆和拉线的足够强度。

2.2 柴油发电机组的配置

柴油发电机组的配置最重要的就是功率的确定，功率确定有以下几点注意事项：①弄清KVA和KW的关系：KVA是视在功率，包括了有功功率和无功功率，KW则是有功功率，KW=KVA*功率因数，柴油发电机组的功率因数可以查看发电机铭牌，一般是0.8（滞后）;②弄清柴油机的基本功率和备用功率的关系，基本功率是柴油机长期稳定运行的输出功率，备用功率指柴油机最大的输出功率，一般是指超负荷运行时的输出功率，每12个小时之内有1个小时可在基本功率的基础上超载10%左右;③柴油机基本功率与发电机功率的关系，一般规定柴油机基本功率≥发电机功率10%，因为存在一定的机械损耗;④发电机功率和UPS功率的匹配，一般情况下发电机功率为UPS功率的两倍;⑤确定柴油发电机组的功率，不仅要把所有用电设备的功率简单相加，还要考虑用电设备的启动电流，常用的启动方式有直接启动和降压启动或变频启动，直接启动方式启动瞬间功率为工作功率的6倍，降压启动或变频启动的启动瞬间功率为工作功率的3倍。综上所述，我们选用了基本功率为86kW，备用功率为92kW的柴油发动机，发电机功率为80kW/100KVA，并配置了ATS自动倒换开关。

2.3 UPS电源的扩容升级

由于发射台2017年开始承担中央广播电视节目无线数字化覆盖地面数字电视DS-21、DS-42的补点发射任务，需增加4台发射功率为500W的数字电视发射机和其他附属设备。经测算，一台发射功率为500W的数字电视发射机的功耗至少为2.5kW，因此，发射台原有20KVA UPS（三进三出IN 380V：OUT 380V）已不能满足发射台工艺设备负载的要求。我们将原广电大楼闲置的一台30KVA UPS（三进单出IN 380V：OUT 220V）电源搬迁至发射台，实现对发射台UPS电源的扩容。在配备了柴油发电机组之后，我们只为UPS配置了少量后备电池以备切换时使用。

2.4 综合防雷接地系统建设

综合周家坝发射台所处的地理位置、历年的雷电资料等分析，发射台属于雷电灾害风险极高区域。根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，综合防雷系统划分为外部防雷和内部防雷，外部防雷系统包括空气截雷系统（即避雷针或避雷带）、引下线和接地系统，内部防雷系统主由等电位连接、共用接地装置、屏蔽、合理布线、浪涌保护器等几部分组成，主要用于减小和防护止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。结合行业标准GY/T5084-2011《广播电视工程工艺接地技术规范》，我们对照相关要求改进了原有综合防雷接地系统[2]。

（1）综合防雷的接地装置。接地装置作为系统共用，连接着防雷系统，机柜设备保护、电源系统保护等多个需要接地的系统，是最重要的基础性工程。本次发射台整修了接地装置，使用40mm*4mm热镀锌扁钢焊接连通组成环形接地网：①在发射天线铁塔的四周开挖沟槽埋置等电位带形成等电位均压环先进行等电位处理;②在发射台场地内选择适当的路径穿插做地网坑，坑与坑之间间隔4-5米，坑内埋入非金属碳合金接地模块，并加入高效降阻剂降低接地电阻;③各模块之间用40mm*4mm的热镀锌扁钢连接，并做好防腐处理，组成环状的接地系统，施工完成后经测试接地电阻为0.5Ω。

（2）电源部分的防护。低压供配电线路由户外引入发射台总配电柜中，采用三级的分流限压措施，在总配电柜处安装浪涌保护器作为第一级防雷保护，在机房设备、生活用电分配箱处安装浪涌保护器作为第二级防雷保护，接入UPS电源处安装浪涌保护器作为第三级保护，UPS电源出线处安装配电箱，配电箱至每个设备机柜布放2组BVR电缆，装配断路器开关控制。

（3）设备机房等电位连接系统。等电位的处理方式如下：①采用铜排制作汇流排;②采用30*3mm的铜排围绕机房制作一圈均压环，通过每米1個220V绝缘子支撑安装于地面与防静电地板之间;③机房设备机柜配备的接地铜带就近与均压环连接，连接点不少于两处，连接线采用10mm2的铜芯线进行铜鼻子压线连接;④各动力设备（如空调、UPS电池）等金属外壳及均压环与汇流排的连接采用16mm2的铜芯线进行铜鼻子压线连接;⑤汇流排与地网之间采用25mm2的铜芯线进行铜鼻子压线连接。

总之，发射台机房供配电系统、防雷接地的可靠稳定是安全播出的先决和基础条件，做好此项工作必须引起我们的高度重视，确保设备运行和人员安全。本文不足之处，恳请各位同行指正。

参考文献

[1] 陈斌.数据中心备用发电机组功率选型讨论[J].中国科技信息，2014，（5）：115-117.

[2] 白徐潮.高山发射台防雷方案的设计及具体防雷措施[J].有线电视技术，2017，（1）：107-109.

作者简介

林睿（1982-），男，重庆市万州区人;学历：大学本科，工学学士，工程师，现就职单位：重庆市万州区广播电视台，研究方向：广播电视工程。