某部天线基地防雷接地网的设计方案...

1  引  言
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之一，全球每年因雷击造成的人员伤亡和财产损失严重。
    雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等特点。随着现代化高新电子技术的迅速发展和广泛运用，雷电灾害跟踪而至，还呈现出新的特点：受灾面大大扩展，特别容易侵入与高新技术最密切的领域，损失和危害程度大大增加。近年来，随着大量的数据设备和精密仪器应用的范围日益广泛，雷电损害造成的事故有逐年上升的趋势。由于电子对抗中，通讯计算机网络精密设备内部结构的高度集中化，使设备耐受过电压、过电流的能力下降，更易遭受雷电破坏。轻者可造成计算机终端和通信设备的接口损坏，使通信中断，大量信息丢失或无法传输；严重者使网络主机损坏，导致网络瘫痪，工作无法进行。促使电子对抗不成功，甚至失败。
     随着电子信息技术的发展，各种现代军事电子信息系统越来越普遍地应用电子器件、集成电路和计算机网络来处理信息，而各种电磁脉冲对现代军事电子信息系统的破环日益严重，因此现代军事电子信息系统的电磁脉冲防护问题日益为军方所重视。雷电电磁脉冲和核电磁脉冲可以通过天线、电缆连接处和金属管道等进入电子设备的内部产生感应电流，使电子设备遭受破坏。使用电子计算机为主的军事电子信息设备处理着非常重要的信息，如果防护不当，轻则使设备工作失灵，对其处理的信息的安全性造成巨大的威胁，重则使设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡、运行事故。因此，军队的建设必须高度重视防雷系统的建设。
     防雷接地，是我们非常熟悉的东西，每一个电子系统都会有包括雷电防护地、工作地、保护地、逻辑地、信号地等在内的地线装置。但尽管是熟悉常见的装置，人们往往容易忽视其重要性，以至发生许多因地线问题造成的损失。如：计算机网络系统受干扰甚至瘫痪，通信设备被雷电击穿，无线电台发射效率低等。
     由于历史和技术的原因，目前许多电子系统设施的地线系统采用的都是相对落后的技术。这些技术包括两类，一类是木碳+食盐+金属接地体，这种技术由于盐的腐蚀性很大，通常两三年后，金属接地体严重腐蚀氧化造成地电阻逐渐增大，远远超过新安装的初始指标，这类技术目前已较少使用。另一类技术是采用固态降阻剂+金属接地体，所谓固态降阻剂系采用碳素粉、磷、铅、铜、锌等主要矿物质加稀土和凝固添加剂配制而成。如贵州生产的CJZ-III型防腐长效接地降阻剂、北京东辰生产的LRCP长效降阻防腐剂、成都生产的富兰克林长效降阻剂等。这些降阻剂降阻剂使用寿命不等，通常10-20年，由于金属接地体在焊接、安装过程中工艺质量不一，造成地线系统最终有效期仅5-10年。这两种技术共同缺点是，工程量很大，一般需挖很大的坑或很长很深的沟，在恶劣环境实现很难，为降低地阻需要大量的钢材或铜材做金属接地体。
     基于高新科技的现代地线技术是指施工量小、安装简便、寿命长、环境适应性强、可现场安装接地极的新技术。目前国内外已开发出实用产品，如四川中光生产的ZGD型系列低电阻接地模块，四川成都桑莱特科技股份有限公司生产的SWL-M系列物理接地模块等许多厂家，它们的电阻率较小、有效期可超过20年，最大的特点是安装简便，施工量小，只需挖掘面积与接地模块大小、深0.8米深坑，将接地模块放入坑中，用专用回填土填充即可。
     其中标准鉴定使用寿命可达25年，实际使用年限已超过30年，适用于各种环境。且它的电阻率随时间推移回大幅度下降，一年后基本能稳定不变。

2  现场勘察
     到现场勘察，天线发射场基地处于城郊，长几百米，宽近百米的荒地，地面潮湿，可能含有电解质、酸、碱、盐等成分，这些水份和电解质对接地装置产生腐蚀，极大影响装置的使用寿命，腐蚀会造成接地网局部断裂，接地线与接地网脱离，形成严重的接地隐患或构成事故，要求接地电阻≤1Ω；针对这种状况，接地体的材料的选择就考虑选择低电阻接地模块。
 
3  接地装置的优化措施
     接地模块采用ZGD型获得国家专利的低电阻接地模块，外形尺寸500 mm×400 mm×60mm，重量20kg，
室温下电阻率≤3.5Ω.m  Rj≈0.16ρ 当土壤电阻率40Ω.m，工频接地电阻6Ω。
接地模块性能特点：
(1) 耐腐蚀、无毒害、使用寿命长、安装方便；
(2) 能吸湿保湿、接地电阻低，要比相同尺寸的钢管接地体低22%～40%；
(3) 耐大电流冲击、阻值不增大，也无变硬、发脆、断裂现象；
(4) 在高土壤电阻率地层接地，能有效地降低接地电阻；
(5) 接地电阻受季节影响小，阻值能保持长期稳定。
由于本接地模块内置有金属极芯，将其与被保护对象的地线相连接，使入地电流泄放到大地，能获得低的接地电阻，其机理：增大了接地体本身的散流面积，减少了接地体与土壤层间的接触电阻，具有强吸湿保湿能力，充分发挥模块材料的导电作用。
     采取优质施工工艺，接地体的埋一定要达到0.6 m以上，并用合格细土回填，分层夯实，防止采用碎石和建筑垃圾回填，对焊接头的焊口长度，焊接质量严格把关，不能有虚焊、假焊现象，对焊口要刷防腐剂进行处理。
   对引出地面的接地线，尤其从地面上1 m处，最容易发生腐蚀，从地下与水平接地体连接处，刷防腐剂和防锈剂2遍，直到地面上与设备连接处。测试结果，达到接地电阻≤1Ω，通过几年的跟踪，接地电阻始终保持≤1Ω以下，效果特好。
敷设方法，按照田字形布置，（其中一方格见下图所示）通常选取d=0.05m；b=0.04m；t=0.5m；a=5m

4  结束语
接地网是防雷工程中最基本的重要手段，一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证，它对泄放雷电流、操作过电压、过电流、减少电位差起着关键的作用，在对特别是在重要场所的现代化的电子对抗设备区，一个合理、经济的、采用新材料的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。