廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)與微波站公共接地措施與探討

嚴(yán) 燕 段 恒

一般來(lái)說(shuō)，廣播電視的轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站同時(shí)兼作發(fā)射臺(tái)的作用，大多選擇建設(shè)于城市附近的自然高點(diǎn)或人工高大建筑頂層上，因此，遭到雷擊或受到雷電有的幾率較大，影響到實(shí)際的工作狀態(tài)和運(yùn)行安全。而最有效的防范措施，就是要讓轉(zhuǎn)播臺(tái)或微波站充分接地，一方面，可以將雷擊的強(qiáng)大電流引向大地，避免人員和設(shè)備設(shè)施的更大損失；另一方面，可以通過(guò)雷電時(shí)排泄設(shè)備設(shè)施的感應(yīng)電流，保證設(shè)備設(shè)施的安全運(yùn)行狀態(tài)。

1 公共接地的價(jià)值和意義

1.1 接地的概念

所謂接地，從物理學(xué)意義簡(jiǎn)單理解，就是將電氣設(shè)備的金屬外殼或電路線(xiàn)路的某些節(jié)點(diǎn)采用金屬導(dǎo)體和大地充分連接，形成聯(lián)通良好的電氣傳輸通路，將設(shè)備與大地整合為一體，電位保持一致。對(duì)用電設(shè)備采用系統(tǒng)接地的方式，是對(duì)人員以及設(shè)備進(jìn)行必要保護(hù)的一種有效技術(shù)措施。

1.2 公共接地的意義

對(duì)廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站進(jìn)行接地，目的有兩個(gè)：一是為了抑制靜電干擾，確保轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站機(jī)房的電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性；二是為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站的工作人員以及設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行安全，避免雷雨天氣對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響和危害。雷擊是一切通信設(shè)備設(shè)施的最大天敵，若是對(duì)雷擊的嚴(yán)重性估計(jì)不足，沒(méi)有采取必要的防護(hù)措施，或防護(hù)措施力度不夠，都會(huì)有巨大的損失和風(fēng)險(xiǎn)，其中包括維修和更換受損和毀壞的設(shè)備設(shè)施所付出的人力和資源，以及因此導(dǎo)致停機(jī)等故障性問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)性損失，都是非常巨大和難以承受的。

2 廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站機(jī)房接地的分析

機(jī)房接地依據(jù)實(shí)際用途通常可以分為兩種方式：一是保護(hù)性接地，二是功能性接地。保護(hù)性接地又包括防靜電接地、防雷接地、安全保護(hù)接地。功能性接地也可以分為三種接地方式，分別為交流接地、直流接地、屏蔽接地。下面分別就這幾種接地方式加以討論。

2.1 直流接地

直流接地在工程上也可稱(chēng)作邏輯接地、信號(hào)接地。具體來(lái)說(shuō)，就是機(jī)房的設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的全部邏輯電路的共同零電位參考點(diǎn)保持與大地相連接，即邏輯地。邏輯電路屬于弱電處理單元，其電平保持在較低的位置，信號(hào)電壓起伏的幅度較小，非常容易被地電位差及外界電磁場(chǎng)的作用干擾，保持良好穩(wěn)妥的直流接地，可以避免地電位差以及電磁場(chǎng)對(duì)電路工作的影響。

2.2 交流接地

交流接地又可以稱(chēng)作功率接地，因?yàn)榻涣麟姷囊恍┦褂锰卣鳎跈C(jī)房中的幾乎全部設(shè)備都需要交流電作為電源。為保證交流電的穩(wěn)定供電，用電線(xiàn)路和設(shè)備必須按進(jìn)行接地處理，將交流電中三相四線(xiàn)制的中線(xiàn)充分接地。

2.3 屏蔽接地

屏蔽接地是要把對(duì)機(jī)房電氣設(shè)備的干擾源直接轉(zhuǎn)向大地，進(jìn)而抑制不需要的外部電磁干擾的影響。同時(shí)，也更多是考慮降低機(jī)房?jī)?nèi)部各個(gè)設(shè)備之間因?yàn)樽陨碓驅(qū)е碌谋舜穗姶鸥蓴_，這時(shí)進(jìn)行的接地都屬于屏蔽接地。

2.4 防靜電接地

靜電是造成設(shè)備損毀的重要源頭之一，尤其對(duì)于射頻設(shè)備來(lái)說(shuō)，高頻跳變的電壓電流會(huì)感應(yīng)出非常多的靜電電荷，一旦這些累積的電荷短時(shí)釋放，會(huì)造成打火等問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備的損壞。具體來(lái)說(shuō)，其危害的表現(xiàn)主要是對(duì)系統(tǒng)的視頻服務(wù)器元器件的損傷，并會(huì)給傳輸設(shè)備的信號(hào)通信帶來(lái)不同強(qiáng)度和形式的干擾，使數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤碼，信號(hào)失真。而接地就是對(duì)機(jī)房進(jìn)行靜電防護(hù)的最基本措施，將設(shè)備進(jìn)行安全接地，能夠及時(shí)消除設(shè)備設(shè)施在金屬外殼表面累積聚集的所有靜電電荷。并且，當(dāng)帶靜電的物體觸及機(jī)房系統(tǒng)設(shè)備的外機(jī)殼時(shí)，其上帶有的靜電可以借助接地導(dǎo)入大地，不會(huì)影響到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2.5 安全保護(hù)接地

安全保護(hù)接地就是將用電設(shè)備的導(dǎo)電外露部分實(shí)施接地處理，保證該裸露部分處于接地的零電位。這樣，當(dāng)用電設(shè)備的帶電部分外部的絕緣保護(hù)發(fā)生損壞，就能降低或避免電擊的可能危害。一般情況下，用電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分，大多都是該設(shè)備的外殼，因此，可以將這種安全保護(hù)接地的方式也可稱(chēng)其為外殼接地。

除以上五種常規(guī)接地用途情況外，防雷接地對(duì)廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站有更重要的影響，下面將專(zhuān)門(mén)針對(duì)防雷接地進(jìn)行分析和論述。

3 廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)與微波站的防雷接地分析

3.1 雷電形成機(jī)理

雷電的主要產(chǎn)生機(jī)理是因?yàn)閺?qiáng)對(duì)流天氣導(dǎo)致云團(tuán)和空氣劇烈相對(duì)運(yùn)動(dòng)，高速大范圍的摩擦在云團(tuán)內(nèi)累積了大量電荷，且各云團(tuán)間所帶的電荷極性相反，或存在巨大電勢(shì)差。兩個(gè)云團(tuán)間會(huì)形成一個(gè)巨大的電容，當(dāng)距離達(dá)到一定的程度，就會(huì)發(fā)生大規(guī)模放電現(xiàn)象，形成雷電。如果放電的另一側(cè)是大地，形成的就是對(duì)地放電，也就是雷擊。雷電主要包括兩種，分別是直擊雷和感應(yīng)雷。

3.1.1 直擊雷

當(dāng)雷電直接擊中某建筑物或者某電子設(shè)備上，瞬間產(chǎn)生的大量熱能不能散去，就會(huì)燒壞或劈裂建筑和設(shè)備，直擊雷發(fā)生雷擊的概率大約占全部的10%左右。

3.1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷不會(huì)像直擊雷那么猛烈，但感應(yīng)雷發(fā)生的概率要遠(yuǎn)高于直擊雷，其雷擊的發(fā)生概率約占全部雷擊的90%左右。

3.2 對(duì)雷擊的防護(hù)措施

3.2.1 對(duì)直擊雷的防護(hù)措施

通常，對(duì)直擊雷的防護(hù)會(huì)采用以接閃器、引線(xiàn)和接地體共同組成的引雷系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)的直接目的是將雷電的大部分能量流泄到大地中。重點(diǎn)把握幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：第一，要注重對(duì)發(fā)射塔的防雷保護(hù)，發(fā)射塔是廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)與微波站在附近區(qū)域的最高點(diǎn)，因而是雷擊的最可能目標(biāo)。進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)中，塔的最上端安裝避雷針，通過(guò)鐵塔與塔基直接相連，之后與塔基周邊的接地網(wǎng)繼續(xù)連接。對(duì)接地網(wǎng)的直接要求就是保證電流的貫通，接地電阻設(shè)置為4 Ω。第二，要注重對(duì)天饋線(xiàn)的雷擊防護(hù)，天饋線(xiàn)是附近區(qū)域的第二高點(diǎn)，也是所有信號(hào)的出入通道。包括進(jìn)入室內(nèi)的所有發(fā)射信號(hào)設(shè)備的天調(diào)和饋線(xiàn)，裝吊反饋管的固定鋼絞線(xiàn)，以及過(guò)橋和電源線(xiàn)等。第三，在雷電高發(fā)的天氣里，信號(hào)引線(xiàn)的外皮非?？赡軐⒏袘?yīng)雷引進(jìn)機(jī)房，形成巨大的破壞作用，須運(yùn)用必要的措施實(shí)現(xiàn)電氣阻塞。

3.2.2 對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施

感應(yīng)雷是靠過(guò)電壓方式損毀電子設(shè)備，對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)就是采取有效手段來(lái)進(jìn)行電位差的消除，主要的技術(shù)措施包括三種：等電位連接、屏蔽以及裝設(shè)浪涌保護(hù)器。首先，高壓部分電力傳輸線(xiàn)對(duì)地電壓不高于6 000 V，低壓線(xiàn)路要采取過(guò)壓保護(hù)措施。其次，廣播電視信號(hào)基本選擇光纜和微波等通信設(shè)備進(jìn)行傳輸，并且進(jìn)入機(jī)房信號(hào)線(xiàn)纜加裝對(duì)地避雷器，電纜空線(xiàn)接地，嚴(yán)格做好線(xiàn)纜的屏蔽接地。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)和微波站進(jìn)行接地處理是保證設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵步驟，不能稍有含糊，后果非常嚴(yán)重。為此，業(yè)內(nèi)人員要加強(qiáng)責(zé)任心和使命感，通過(guò)切實(shí)努力，做好公共接地工作，為廣播電視信號(hào)的穩(wěn)定輸送貢獻(xiàn)自己的力量。

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