淺談廣播電視工程中的接地技術(shù)

黑龍江 呂中石

淺談廣播電視工程中的接地技術(shù)

黑龍江 呂中石

接地技術(shù)在廣播電視工程中起著舉足輕重的作用，其接地系統(tǒng)性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的調(diào)試工作量及運(yùn)行質(zhì)量。

一、接地的概念

接地技術(shù)最先主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)，后來(lái)接地技術(shù)才延伸應(yīng)用到弱電系統(tǒng)中，并在現(xiàn)代電子設(shè)備中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，我們說(shuō)的“接地”就是指在系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)之間建立低電阻通路，相同接地點(diǎn)之間的連線被稱為“地線”。通常電子設(shè)備的“地”有兩種含義：一種是接“大地”以地球的電位為基準(zhǔn)，由于大地的電容非常大，一般認(rèn)為大地的電勢(shì)為零并以大地作為零電位，把電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準(zhǔn)點(diǎn)與大地相連，有保護(hù)設(shè)備和人員安全的作用，如保護(hù)接地、防雷接地等，通常稱之為“安全地”。另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”在弱電系統(tǒng)中的接地不一定是指真實(shí)意義上與地球相連的接地，有提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、屏蔽保護(hù)性以增強(qiáng)系統(tǒng)電磁兼容性的作用，在必要時(shí)也可做接“大地”處理，通常稱之為“信號(hào)地”。

二、接地方式的主要種類

接地方式的分類主要有以下幾種：

（一）按電器設(shè)備分類，接地方式主要分為三種：

1.安全接地

安全接地是將電器設(shè)備的外殼與大地連接，其作用是當(dāng)設(shè)備因絕緣損壞而使機(jī)殼帶電時(shí)，促使電源的保護(hù)電路動(dòng)作而切斷電源，以保護(hù)工作人員的安全。

2.防雷接地

當(dāng)電器設(shè)備遇雷擊時(shí)，不論是直接雷擊還是感應(yīng)雷擊，如果缺乏相應(yīng)的保護(hù)，設(shè)備都將受到很大損害甚至報(bào)廢。為防止雷擊，我們一般在高處(例如屋頂、煙囪頂部等)設(shè)置避雷針與大地相連，以防雷擊時(shí)危及設(shè)備和人員安全。安全接地與防雷接地都是為了給電器設(shè)備或者人員提供安全的防護(hù)措施，用來(lái)保護(hù)設(shè)備及人員的安全。

3.工作接地

工作接地是為電路正常工作而提供的一個(gè)基準(zhǔn)電位。這個(gè)基準(zhǔn)電位一般設(shè)定為零。該基準(zhǔn)電位可以是設(shè)備電路系統(tǒng)中的某一點(diǎn)、某一段或某一塊等。當(dāng)該基準(zhǔn)電位不與大地連接時(shí)，通常我們認(rèn)為是相對(duì)的零電位。但零電位通常是不穩(wěn)定的，它會(huì)隨著外界電磁場(chǎng)的變化而改變，從而導(dǎo)致設(shè)備工作不穩(wěn)定。如果該基準(zhǔn)電位與大地連接時(shí)，基準(zhǔn)電位即是大地的零電位，不會(huì)隨著外界電磁場(chǎng)的變化而改變。有時(shí)不合理的工作接地反而會(huì)使設(shè)備工作不穩(wěn)定，比如接地點(diǎn)不正確引起的干擾，電子設(shè)備的共同端沒(méi)有正確連接而產(chǎn)生的低頻交流干擾等。

（二）按照電路的性質(zhì)分類

為了有效控制電器設(shè)備中一些電路在工作中產(chǎn)生干擾，使之有更高的電磁兼容性，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，往往根據(jù)電路的性質(zhì)，可以將電路內(nèi)部工作接地按接地是否影響直流電位分為直流地和交流地，按電路處理模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)分為數(shù)字地和模擬地，按電路處理信號(hào)的強(qiáng)弱分為信號(hào)地和功率地等幾種類型。原則上每種相對(duì)的接地應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置，盡可能不要在一個(gè)電路里將它們混合在一起，例如數(shù)字地和模擬地通常不能共一根地線，否則兩種電路將產(chǎn)生較大的干擾，使電路工作異常。

（三）屏蔽接地的分類

屏蔽接地有兩類，一類是靜電屏蔽：通常是用完整的金屬屏蔽體將帶電導(dǎo)體包圍起來(lái)，并將金屬屏蔽體接地，這樣在屏蔽體的外側(cè)感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量同種的電荷將流入大地，金屬殼外側(cè)將不會(huì)存在電場(chǎng)，相當(dāng)于殼內(nèi)帶電體的電場(chǎng)被屏蔽起來(lái)了。另一類是交變電場(chǎng)屏蔽：通常也是用完整的金屬屏蔽體將帶電導(dǎo)體包圍起來(lái)，并將金屬屏蔽體接地，可以有效地減少交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路(比如多級(jí)放大電路、R A M、R O M電路)的耦合干擾電壓。在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體，或?qū)⒏蓴_源、敏感電路分別屏蔽，并將金屬屏蔽體良好接地，能減少交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓，這樣電路就能正常工作了。比如傳輸音頻信號(hào)的屏蔽電纜，傳輸有線電視射頻信號(hào)的同軸電纜，都可以有效地防止外界信號(hào)的干擾，同時(shí)減少信號(hào)的對(duì)外輻射，降低對(duì)別的電路或設(shè)備的干擾。屏蔽與接地合理配合使用，能起到良好的效果，既可以屏蔽靜電電荷的破壞和干擾，又可以大大減輕交變電磁場(chǎng)對(duì)其他敏感設(shè)備的干擾，提高整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性。

三、廣播電視工程中接地應(yīng)注意的問(wèn)題

在工程系統(tǒng)安裝與調(diào)試過(guò)程中，有些地方由于有大功率設(shè)備的使用，可能存在比較嚴(yán)重的電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾，在電源和導(dǎo)線之間形成相互耦合的干擾是比較突出的，它們往往表現(xiàn)為電容性耦合、電感性耦合、電磁場(chǎng)輻射三種形式，系統(tǒng)接地就是使系統(tǒng)建立與大地的連接，使設(shè)備能有效地抵抗這些干擾并正常工作。在廣播電視系統(tǒng)安裝調(diào)試時(shí)接地應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（一）要注意系統(tǒng)信號(hào)地和其他接地的連接次序

特別是對(duì)于音頻和視頻設(shè)備，要注意系統(tǒng)信號(hào)地和其他接地的連接次序，安全地和功率地要求接地電阻比較小，而信號(hào)地的接地電阻可以稍大，如果不注意這些則可能對(duì)系統(tǒng)處理信號(hào)帶來(lái)一些麻煩。目前隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有些數(shù)字設(shè)備分別有獨(dú)立的模擬地和數(shù)字地時(shí)，要分別接地后再匯聚，盡量在靠近公共接地母線的地方接地；信號(hào)設(shè)備外殼采用設(shè)備外殼地線和機(jī)柜外殼相連；機(jī)柜外殼采用機(jī)柜外殼地線和系統(tǒng)外殼相連；對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，安全接地螺栓設(shè)在系統(tǒng)金屬外殼上，并保持良好的電氣連接；接地不應(yīng)該僅僅理解成設(shè)備外殼的簡(jiǎn)單連接。

（二）要注意機(jī)房數(shù)字設(shè)備接地的規(guī)范性

當(dāng)機(jī)柜內(nèi)設(shè)備過(guò)多時(shí)，特別是現(xiàn)在廣播電視機(jī)房里的數(shù)字設(shè)備越來(lái)越多，導(dǎo)致數(shù)字地線、模擬地線、信號(hào)地線、功率地線和機(jī)柜外殼地線也變得多起來(lái)，對(duì)此，可以考慮敷設(shè)幾條互相并行并和系統(tǒng)外殼絕緣的半環(huán)型接地母線，一條為信號(hào)地母線，另一條為屏蔽地及機(jī)柜外殼地母線；系統(tǒng)內(nèi)各信號(hào)地就近接到信號(hào)地母線上，系統(tǒng)內(nèi)各屏蔽地及機(jī)柜外殼地就近接到屏蔽地及機(jī)柜外殼地母線上；兩條半環(huán)型接地母線的中部靠近安全接地螺栓，屏蔽地及機(jī)柜外殼地母線接到安全接地螺栓上；信號(hào)地母線接到信號(hào)地螺栓上；母線的電氣性能要良好，電阻要盡可能小。

（三）要注意使三相電源中性點(diǎn)電位保持零電位

在三相四線制電源供電時(shí)，由于各負(fù)載用電量和用電的不同時(shí)性，將導(dǎo)致三相不平衡，如果中性線接地不好，將造成三相電源中性線電位偏移，有可能使單相供電的設(shè)備因?yàn)殡妷浩呋蚱投荒苷９ぷ鳎踔習(xí)斐稍O(shè)備的損壞，因此保證電源中性線可靠接地，使三相電源中性點(diǎn)電位保持零電位，是十分重要的。機(jī)柜內(nèi)的工作接地線應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線或電纜，一般不得利用沒(méi)有絕緣的扁鐵、扁銅帶或金屬絲編織管，因?yàn)檫@兩者難以實(shí)現(xiàn)地線間的互相絕緣；工作接地線與保護(hù)接地線必須分開，接地體不得利用金屬絲編織管直接埋設(shè)，埋設(shè)時(shí)，將接地極打入地表層一定深度并倒入鹽水（或降阻劑），地線周圍最好全部采用炭粉實(shí)埋，用來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電性；一般系統(tǒng)接地電阻小于4Ω，中性線接地(強(qiáng)電部分工作接地)電阻小于1Ω，弱電部分工作接地電阻不大于10Ω。

[1]蔡以松.廣播電視設(shè)施接地分析.廣播與電視技術(shù)，2004,1.

[2]趙維民.廣播電視技術(shù)人員必須熟記的接地問(wèn)題.西部廣播電視，2005,2.

（作者單位：黑河廣播電視臺(tái)）

（編輯 李艷華）