中波轉(zhuǎn)播臺接地技術(shù)

張前領(lǐng)+馬飛+陶鋒

摘 要： 接地在中波轉(zhuǎn)播臺司空見慣、老生常談，正是因為如此，部分地方會出現(xiàn)隨意性、經(jīng)驗性的草率接地方法方式，直接影響正常播出，嚴(yán)重的會發(fā)生安全問題。本文總結(jié)我們從事中波轉(zhuǎn)播工作十幾年的一些淺見，針對中波轉(zhuǎn)播臺接地方面闡述對接地技術(shù)的認(rèn)知，以供參閱指正。

關(guān)鍵詞： 接地接零；接地體；泄放；雷電；地網(wǎng)地阻

接地是中波轉(zhuǎn)播臺最重要的電氣安全措施。所謂接地，就是將設(shè)備、儀表儀器、電路等的某一部分通過接地裝置同大地緊密可靠連接起來，即設(shè)備、儀表儀器、電路等的某一部分與土壤間達成良好的電氣連接。就目前狀況來看，接地仍然是中波轉(zhuǎn)播臺最廣泛的電氣安全措施之一。接地主要應(yīng)用于：1.保障電力供電系統(tǒng)正常運行，防止人員受到電擊。2.發(fā)射天線、接受天線、輸配電線路防雷避雷和防止靜電危害的基本措施3.中波轉(zhuǎn)播臺信號源系統(tǒng)控制電磁干擾，保障音頻系統(tǒng)設(shè)備電磁兼容。4.中波廣播發(fā)射機的接地是設(shè)備安全運行、保障設(shè)備電磁兼容性，提高可靠性的重要技術(shù)措施。5.中波轉(zhuǎn)播臺安全保衛(wèi)視頻監(jiān)視系統(tǒng)接地直接影響其電磁兼容效果和運行成效。6.房屋避雷接地。幾十年的工作實踐證明，中波轉(zhuǎn)播臺接地技術(shù)雖然不是一門高精尖的科學(xué)，若要理論和實踐并重，難度相當(dāng)大、不易掌握。

中波轉(zhuǎn)播臺正常運行工作情況下，普遍應(yīng)用的接地具體包括：電氣接地、工作接地、保護接地、重復(fù)接地、共同接地、等電位接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、高頻接地、功率接地等等。接地裝置一般由：接地體、連接體、接地點組成。

眾所周知，大地能夠吸收無限電荷，因此大地的電位宏觀上視為零電位。實踐中，由于人工電場和大地自然電場的影響，大地各點的電位不同，工程實踐中將距離接地體20米遠處的地電位視為零電位。

一.供電系統(tǒng)接地和接零

中波臺低壓供電系統(tǒng)，存在接地和接零兩種電器安全措施。絕大部分中波轉(zhuǎn)播臺由國家電網(wǎng)10KV中性點不接地的降壓變壓器供電，在降壓變壓器低壓輸出側(cè)中性點是直接接地的TN-C（系統(tǒng)三相四線制）。國家電網(wǎng)對10KV中性點不接地的降壓變壓器采取保護接地，即將變壓器設(shè)備的外殼接地。這種將與電器設(shè)備帶電部分相絕緣的設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架經(jīng)連接體與接地體實現(xiàn)可靠良好金屬連接，稱為保護接地；而將與電器設(shè)備帶電部分相絕緣的設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架，經(jīng)導(dǎo)線直接和低壓配電系統(tǒng)的零線進行可靠良好連接，稱之保護接零。保護接地、保護接零運用不當(dāng)，會造成中波轉(zhuǎn)播臺供電系統(tǒng)故障、直接影響安全播出任務(wù)順利完成。實例：某中波轉(zhuǎn)播臺供電系統(tǒng)流程簡圖（圖一）

1.10KV降壓變壓器外殼由接地器（連接點、連接線、接地體）接地。

2. 降壓變壓器低壓側(cè)中性點經(jīng)導(dǎo)線與降壓變壓器外殼接地體可靠接地。

3. 降壓變壓器配電箱（耦合線圈、鑒相鑒幅漏電保護器、交流接觸器、空氣開關(guān)1和2）外殼接零保護，零線線排與外殼金屬連接。

4.配電室的低壓配電柜、穩(wěn)壓器外殼經(jīng)銅帶與配電室獨立接地井良好連接，零線線排與外殼金屬連接。

5.DAM10Kw中波發(fā)射機外殼經(jīng)銅帶與發(fā)射機房獨立接地井良好連接，DAM10Kw中波發(fā)射機AC輸入（380V、50Hz）XT5-2零線聯(lián)接到E14A（與14B、E15同電位）連接點，E14A為接地點。

啟動供電系統(tǒng)、開啟設(shè)備、發(fā)射機開滿功率，DAM10Kw中波廣播發(fā)射機整機掉電，約十五秒后恢復(fù)供電，發(fā)射機自動開機。以上故障重復(fù)四、五次后，自10Kv變壓器低壓配電箱以后的負載全部斷電。故障重復(fù)動作是降壓變壓器低壓側(cè)配電箱內(nèi)鑒相鑒幅漏電保護器動作引起，因其具有；1. 鑒相功能2. 鑒幅功能3.二次重合閘速跳閘功能4.三相供電中有兩相或一相漏電，保護器必跳閘5.全相位360度保護等功能。我們知道，大功率大電流供電系統(tǒng)接地，不能將部分設(shè)備外殼接地，再將另一部分設(shè)備外殼接零。因為若接地保護的設(shè)備有一相電碰觸外殼，故障電流就會經(jīng)該設(shè)備外殼、接地連接體和接地器流入大地，再經(jīng)大地的降壓變壓器中性點接地器、接地連接體返回降壓變壓器低壓側(cè)的中性點。該電流流經(jīng)兩處的接地電阻后，零線電位會升高，發(fā)生觸電危險和鑒相鑒幅漏電保護器動作。本故障是因為發(fā)射機三相電源的其中一相壓敏電阻故障、AC輸入（380V、50Hz）XT5-2零線聯(lián)接到E14A（與14B、E15同電位）連接點，E14A為接地點所引起，中波轉(zhuǎn)播臺將所有該配電線路改為獨立接地保護后，設(shè)備運行正常。

二.中波發(fā)射天線系統(tǒng)接地。

中波發(fā)射天線系統(tǒng)接地包括：防避雷接地、屏蔽接地、防靜電接地。中波轉(zhuǎn)播臺普遍使用76米斜拉桅桿式天線和120米、76米自立塔天線，中波發(fā)射天線的技術(shù)要求，中波發(fā)射天線成為周邊最高金屬構(gòu)筑物，容易遭受雷電侵害。雷電具有

1.頻譜極寬：含有直流成分和交流成分，交流頻率自幾赫茲到數(shù)千兆赫茲甚至更高。

2.高電壓強電流，雷電云團電壓數(shù)萬伏甚至更高，中和放電時能產(chǎn)生數(shù)千安培的電流，能量極大。

3.雷電分直擊雷、地滾雷、感應(yīng)雷， 感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。雷電具體落點和大小難以預(yù)測。

4.雷電強大的電流、灼熱的高溫、超強的沖擊波、強烈電磁輻射和劇變電磁場使其極具毀滅性?；诶纂娺@些性質(zhì)，中波發(fā)射天線系統(tǒng)防避雷主要以泄放為主，將雷電強大的能量經(jīng)接地器泄放到地球大地。中波發(fā)射天線系統(tǒng)防避雷接地分為； 1.發(fā)射天線地網(wǎng)接地2.天調(diào)網(wǎng)絡(luò)接地3放電球接地。

雷電對于中波發(fā)射天線，沿經(jīng)接閃器（避雷針）、連接體（天線塔體）、接地器泄放入大地。中波發(fā)射天線的避雷接地器應(yīng)當(dāng)與發(fā)射天線基底的地網(wǎng)匯接銅帶可靠金屬連接，埋深不得小于4米，幾何結(jié)構(gòu)形狀比較多樣，但有效接地面積應(yīng)大于8平方米，實測天線地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)當(dāng)小于1歐姆。天線地網(wǎng)接地不良，不但影響雷電泄放，還會引起天線電壓駐波比升高，嚴(yán)重時能導(dǎo)致發(fā)射機保護關(guān)機或燒毀功放；同時還影響天線的輻射效果。若出現(xiàn)這種情況，介紹兩種補償措施：1.在部分或全部發(fā)射天線地網(wǎng)線終端纖入地下一根2米左右的鋼筋，鋼筋頂端與地網(wǎng)線終端可靠金屬連接。2.將部分或全部發(fā)射天線地網(wǎng)線終端與同材質(zhì)的導(dǎo)線焊接串聯(lián)，構(gòu)筑圓形或扇形地網(wǎng)終端連接線。而天調(diào)網(wǎng)絡(luò)具有天線阻抗匹配、阻塞他頻、陷波等作用，接地不良將導(dǎo)致天調(diào)網(wǎng)絡(luò)功效缺失，危害安全播出。多頻共塔或者大功率的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，必須再配置一個接地井，井深大于4米、接地器有效接地面積大于4平方米、連接體不小與寬200mm＼厚1mm銅帶，井內(nèi)填充鹽、碳等降阻劑。關(guān)于傳統(tǒng)的放電球接地。我們知道，不論是自立塔還是斜拉桅桿式天線，天線的根部均安裝半球式放電球，雷電瞬時，天線底部產(chǎn)生高電壓，由尖端放電原理，放電球?qū)Φ匦狗爬纂妷?。若天線的輸入阻抗為ZA=R+JX，那么：endprint

天線底部輸入電流 I= /2 PT為載波功率

天線輸入端電壓 U=I×

放電球間的間隙 d=u×1.2mm/kv（或1.5 mm/kv）

例如一中波臺1557KHZ/1098KHZ，10KW雙頻共塔天線，天線底部最大電壓為2366伏，那么放電球間隙為約30mm。（附加考慮天氣潮濕等因素）放電球接地，最好設(shè)置獨立的接地井，井深不少于5米、口徑0.5米，長2.5米40mm×40mm×5mm角鋼作為接地體，埋深1.5-2米。中波發(fā)射天線系統(tǒng)的饋線接地和天調(diào)室屏蔽接地也不能忽視。饋線接地可以通過其與發(fā)射機、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)連接時實現(xiàn)，當(dāng)饋線過長、饋線支撐鋼架或鋼絞線與饋線間隙時，感應(yīng)的高頻電流放電擊毀饋線。為此，將饋線支撐鋼架或鋼絞線進行良好接地。天調(diào)室屏蔽接地接地不良會引起屏蔽網(wǎng)（銅皮、鐵皮）發(fā)熱而影響天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，引起發(fā)射機天線零位升高。

三.音頻系統(tǒng)接地

中波轉(zhuǎn)播臺擔(dān)負諸多頻率節(jié)目的覆蓋任務(wù)，基于信號源信號不間斷和信號安全因素，信號源分別主備有光纖信號和衛(wèi)星信號。諸如光端機、光纖解碼器、同步音頻衛(wèi)星接收機、音頻處理器、綜合接入設(shè)備、矩陣/切換器、監(jiān)聽接收機等等設(shè)備，都緊湊有序放置在音頻機柜內(nèi)，并經(jīng)各類連接線分別連接接受、轉(zhuǎn)換、處理和輸送音頻信號。這些音頻設(shè)備本身、設(shè)備電源電路、設(shè)備連接線以及設(shè)備電路的器件（如丙類放大器、檢波器、混頻器等）工作在非線性狀態(tài)時，將產(chǎn)生相互復(fù)雜的電磁干擾，嚴(yán)重影響播出效果和質(zhì)量。要消除電磁干擾、達到電磁兼容，科學(xué)恰當(dāng)?shù)囊纛l系統(tǒng)接地至關(guān)重要。

1.每個音頻設(shè)備的外殼接地，應(yīng)當(dāng)獨立直接連接接地線排，不能與另外設(shè)備的外殼串聯(lián)。

2.每個音頻設(shè)備的電源保護接地都要獨立、直接連接在電源接地器上，不能與其它設(shè)備串聯(lián)混用。

3.每套節(jié)目的音頻設(shè)備外殼接地、電源接地、音頻接地等應(yīng)當(dāng)集中在同一點，否則，會因地電位懸浮影響節(jié)目播出質(zhì)量。

4.設(shè)單獨的音頻系統(tǒng)接地井。井深6-8米、口徑0.5米，直徑150mm長2米的銅棒做接地體，厚1-1.5mm寬100mm銅帶做連接體，接地體埋深大于2米，地井填充氯化鈉、木炭碎、降阻劑等。音頻系統(tǒng)接地井距離音頻設(shè)備盡量不要超過6米。

四.發(fā)射機和發(fā)射機房接地

轉(zhuǎn)播覆蓋任務(wù)重、頻率多、功率大的中波轉(zhuǎn)播臺，特別是受發(fā)射天線數(shù)量制約、多頻共塔的中波轉(zhuǎn)播臺，發(fā)射機和發(fā)射機房接地至關(guān)重要。當(dāng)下中波廣播發(fā)射機普遍使用全固態(tài)數(shù)字發(fā)射機，其功率放大部分使用場效應(yīng)管IRFP350，場效應(yīng)管耐壓僅幾十伏特、且電磁兼容要求高，這一部分的接地質(zhì)量直接關(guān)系到功率輸出，否則，燒毀功放及功放合成。發(fā)射機音頻前端電路、激勵器屏蔽、機內(nèi)調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)等電容的電磁屏蔽也需要接地考量。建議實施“一機一接地井”。地井一般要求：井深不少于4米（關(guān)于地面下的地質(zhì)特性和結(jié)構(gòu)，沒有必要單純?yōu)榱私拥氐募夹g(shù)要求而花費太大的經(jīng)費精力進行詳盡的地質(zhì)勘察勘測、能見到潮濕土壤為好），鋪設(shè)面積1平方米銅板作為接地體，厚1mm寬100mm銅帶作為連接體連接對應(yīng)發(fā)射機， 地井填充氯化鈉、木炭碎、降阻劑等。條件允許的情況下，同一套節(jié)目的發(fā)射機機殼接地、射頻輸出接地、音頻設(shè)備接地最好集中到同一處，避免各個節(jié)目間的串?dāng)_而影響播出質(zhì)量。

中波轉(zhuǎn)播臺接地技術(shù)乍看起來簡單，實際工作中并不容易，僅接地連接線、接地體、接地點的連接工藝就十分考究，精湛優(yōu)質(zhì)的連接工藝需要理論與實踐的結(jié)合積累，不同材質(zhì)的接地、不同幾何形狀的接地器適用于什么設(shè)備、系統(tǒng)配用，我們還需進一步學(xué)習(xí)，本文不周欠妥之處，懇請專家同仁指點賜教。endprint