接地技術(shù)及在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

董文華

（作者單位：湖北廣播電視臺播控中心動力部）

1 研究背景

接地，指電力系統(tǒng)和電氣裝置的中性點(diǎn)、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分經(jīng)由導(dǎo)體與大地相連，可以分為工作接地、防雷接地和保護(hù)接地。

工作接地一般指電力系統(tǒng)某一點(diǎn)（如發(fā)電機(jī)或變壓器中性點(diǎn)等）通過接地裝置與大地直接或間接相連。在廣播電視供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)及變壓器中性點(diǎn)直接與地網(wǎng)相連。

防雷接地是為消除線路直接雷擊或感應(yīng)雷過電壓危及設(shè)備及人身安全而設(shè)的接地。在建筑物合適位置應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。在高壓線路及設(shè)備上應(yīng)裝設(shè)避雷器，防浪涌設(shè)備。

保護(hù)接地是將配電裝置的金屬架構(gòu)、電氣設(shè)備的金屬外殼等部分通過導(dǎo)體與接地體相連。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞時，能通過接地體降低金屬部分對地電壓，降低人體觸電電流，達(dá)到保護(hù)人員的目的，同時能促使保護(hù)裝置動作，盡早排除故障。

2 接地技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 防雷接地

防雷對于各廣播電視系統(tǒng)，尤其是高山臺站非常重要。直接雷擊主要依靠天線或建筑物頂端的避雷針、導(dǎo)體、接地體，將雷電電流引入大地。高山臺站宜使用限流避雷針，其具有保護(hù)范圍大，提高保護(hù)物保護(hù)概率，降低雷電電流等特點(diǎn)。間接雷擊主要進(jìn)入供電系統(tǒng)，尤其是高壓系統(tǒng)中。因雷電電流強(qiáng)度大，宜設(shè)置多級避雷器和防浪涌裝置。信號電纜一般有網(wǎng)線、音視頻信號、控制線纜、數(shù)據(jù)線纜等，為避免因通信電纜引入雷電的可能性，這些信號線路在進(jìn)入設(shè)備前首先接入信號避雷器，信號避雷器的選擇，應(yīng)根據(jù)線路的工作頻率、傳輸介質(zhì)、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數(shù)，選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的信號避雷器。宜選用有金屬屏蔽層的電纜，并埋地敷設(shè)。電纜金屬屏蔽層應(yīng)做等電位連接并接地，信號避雷器的接地端及電纜內(nèi)芯的空線對應(yīng)接地。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定獨(dú)立的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于10 Ω。

2.2 保護(hù)接地

在廣播電視系統(tǒng)中，為保證用電安全，減少人員觸電事故發(fā)生，減低觸電事故傷害，應(yīng)安裝保護(hù)接地裝置。如發(fā)電機(jī)、變壓器、配電機(jī)柜等設(shè)備金屬底座或外殼均應(yīng)接地。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定獨(dú)立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于4 Ω。

2.3 工作接地

在廣播電視系統(tǒng)中，工作接地主要分為電源系統(tǒng)工作接地和弱電系統(tǒng)工作接地。

第一，電源系統(tǒng)工作接地主要是變壓器、發(fā)電機(jī)、UPS等設(shè)備中心點(diǎn)直接與大地相連。對于電源系統(tǒng)而言，中性點(diǎn)接地可以有效消除零序電壓偏移，保持三相對地電壓相對穩(wěn)定，可方便地使用單相電源。在單相電源系統(tǒng)中，將一相工作接地，可降低系統(tǒng)成本。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相對地短路故障時，短路電流較大，保護(hù)裝置動作及時，可迅速切除故障點(diǎn)。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定獨(dú)立的交流工作接地電阻應(yīng)不大于4 Ω。

第二，弱電系統(tǒng)工作接地主要是各種視音頻、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信號公共基準(zhǔn)地線，廣播電視接地系統(tǒng)中最復(fù)雜，要求最高的接地系統(tǒng)。根據(jù)行業(yè)相關(guān)規(guī)定弱電工藝系統(tǒng)工作接地電阻應(yīng)不大于1 Ω。

3 接地技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1 接地裝置的施工

接地裝置的施工應(yīng)符合國家和行業(yè)相關(guān)規(guī)定，根據(jù)地質(zhì)、氣象特點(diǎn)因地制宜選用合適的方法、材料進(jìn)行施工。項(xiàng)目驗(yàn)收時應(yīng)檢測接地電阻。

3.2 機(jī)房接地拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

一般機(jī)房可采用星形（樹形）單點(diǎn)接地方式。地線的長度應(yīng)適當(dāng)縮短，如地線較長時應(yīng)減小其阻抗（使用橫截面積較大的接地線），宜使用方形的接地線。

高頻線路機(jī)房如微波機(jī)房、衛(wèi)星收發(fā)機(jī)房、廣播電視發(fā)射機(jī)房應(yīng)采用網(wǎng)形多點(diǎn)接地方式，一般使用平面網(wǎng)結(jié)構(gòu)。樹形和網(wǎng)形示意圖如圖1所示。

3.3 工藝設(shè)備接地與電源系統(tǒng)接地

根據(jù)《廣播電視工程工藝接地技術(shù)規(guī)范》要求，在工藝機(jī)房內(nèi)應(yīng)使用工藝地線，而不是電源地線系統(tǒng)。因此在工藝機(jī)房內(nèi)，需將電源地線轉(zhuǎn)換為工藝地線，具體轉(zhuǎn)換方式如圖2所示。

3.4 多系統(tǒng)接地原則

若同一機(jī)房或機(jī)柜中有多種不同設(shè)備，會出現(xiàn)數(shù)字地線、模擬地線、機(jī)柜外殼地線較多的情況。這時應(yīng)全面分析實(shí)際情況，確定總體接地方案。宜敷設(shè)相互并行的接地母線，每臺機(jī)柜應(yīng)單獨(dú)引接地線至接地母線，嚴(yán)禁多機(jī)柜接地線串聯(lián)再接入接地母線；機(jī)房接地端子板的每一端子對應(yīng)一條接地母線，嚴(yán)禁多接地母線共用接地端子；接地母線及安裝固件應(yīng)于建筑地之間做絕緣處理。圖3為機(jī)房接地示意圖。

圖1 機(jī)房接地拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 工藝機(jī)房接地線轉(zhuǎn)換示意圖

圖3 機(jī)房接地示意圖

3.5 設(shè)備接地注意事項(xiàng)

設(shè)備應(yīng)同時采用兩種方法接地。

（1）通過單相三極插座中的PE線接至接地母線。

（2）通過設(shè)備專用接地端子接至接地母線。

設(shè)備不能通過如下方式接地：

（1）設(shè)備嚴(yán)禁通過設(shè)備中相線（零線）接地。

（2）設(shè)備嚴(yán)禁通過信號線或電源線的屏蔽層接地。

（3）設(shè)備不能通過機(jī)柜安放在地面等方式接地。

3.6 接地電阻測量周期

地網(wǎng)接地電阻大小嚴(yán)重影響接地效果，因此必須定期檢測接地電阻。根據(jù)國家和行業(yè)規(guī)定：供電機(jī)房接地接地裝置，每年1次；變壓器，發(fā)電機(jī)接地裝置，每2年1次；外線避雷裝置，開關(guān)柜避雷裝置，每2年1次；建筑物避雷裝置、發(fā)射天線避雷裝置，每5年1次；采用聯(lián)合接地方式的，按最短周期進(jìn)行。

接地電阻測量宜選擇土壤較干燥的季節(jié)進(jìn)行，這時土壤干燥，接地電阻較大。若此時接地電阻合格則說明全年接地電阻都在要求范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

接地技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中具有十分重要的作用。在廣播電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)等過程都應(yīng)重視接地。要根據(jù)廣播電視技術(shù)的發(fā)展不斷況創(chuàng)新接地技術(shù)；要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適接地技術(shù)；要認(rèn)真分析現(xiàn)有接地技術(shù)中存在問題，并提出改進(jìn)方案；要促進(jìn)接地技術(shù)更好發(fā)展，為廣播電視安全、高質(zhì)量保駕護(hù)航。