淺談廣播電視工程中的接地技術(shù)和防雷技術(shù)

王愛紅

摘 要：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。隨著電視微波傳輸、廣播發(fā)射機(jī)、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等廣播電視設(shè)備的迅速發(fā)展，防雷問題也顯得愈加突出。

關(guān)鍵詞：廣播電視；工程；接地技術(shù)；防雷技術(shù)

一、廣播電視系統(tǒng)的接地技術(shù)應(yīng)用

1.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)備中得到越來越廣泛的應(yīng)用，我們說的“接地”就是指在系統(tǒng)與某個電位基準(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)為大地的電勢為零棗以大地作為零電位，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“信號地”。

2.接地方式的主要種類。接地方式的分類主要有以下幾種：

（1）按電器設(shè)備分類，接地方式主要分為三種。一是安全接地。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)電路動作而切斷電源，以保護(hù)工作人員的安全。二是工作接地。工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準(zhǔn)電位。這個基準(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)為是相對的零電位。但零電位通常是不穩(wěn)定的，它會隨著外界電磁場的變化而改變，從而導(dǎo)致設(shè)備工作不穩(wěn)定。有時(shí)不合理的工作接地反而會使設(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)備的共同端沒有正確連接而產(chǎn)生的低頻環(huán)流干擾等。

（2）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還是數(shù)字信號分為數(shù)字地和模擬地，按電路處理信號的強(qiáng)弱分為信號地和功率地等幾種類型。

（3）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，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)將不會存在電場，相當(dāng)于殼內(nèi)帶電體的電場被屏蔽起來了。另一類是交變電場屏蔽：通常也是用完整的金屬屏蔽體將帶電導(dǎo)體包圍起來，并將金屬屏蔽體接地，可以有效地減少交變電場對敏感電路（比如多級放大電路、RAM、ROM電路）的耦合干擾電壓。

（4）廣播電視工程中接地應(yīng)注意的問題。在工程系統(tǒng)安裝與調(diào)試過程中，有些地方由于有大功率設(shè)備的使用，可能存在比較嚴(yán)重的電場和磁場干擾，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、電磁場輻射3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)：

一是要注意系統(tǒng)信號地和其他接地的連接次序。特別是對于音頻和視頻設(shè)備，要注意系統(tǒng)信號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，而信號地的接地電阻可以稍大，如果不注意這些則可能對系統(tǒng)處理信號帶來一些麻煩。

二是要注意機(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)備越來越多，導(dǎo)致數(shù)字地線、模擬地線、信號地線、功率地線和機(jī)柜外殼地線也變得多起來，對此，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)各信號地就近接到信號地母線上，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；信號地母線接到信號地螺栓上；母線的電氣性能要良好，電阻要盡可能小。

三是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?，甚至?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，地線周圍最好全部采用炭粉實(shí)埋，用來增強(qiáng)導(dǎo)電性。

二、廣播電視系統(tǒng)的防雷技術(shù)

1.防直擊雷。由于廣播電視信號的發(fā)射，接收和傳輸轉(zhuǎn)播設(shè)施大多安裝在高山、高樓或高架鐵塔上，因此遭受直擊雷的概率較大通常采用的措施是架設(shè)一定高度的避雷針，通過避雷針把閃電吸引到接閃器上，而后把閃電傳導(dǎo)入地。把直擊雷的能量耗散到地下，從而保護(hù)了地上的建筑物。

2.電源線路防雷。由于雷電能量主要集中在小于40kHz的低頻段，供電50kHz的工頻線路，最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波，加上交流電網(wǎng)大而面廣，雷電波比較容易從電源線路途經(jīng)破壞電子電器設(shè)備。

3.天饋線路防雷。戶用天線、共用天線、電視接收衛(wèi)星地球站、電視發(fā)射機(jī)等，由于對收發(fā)信號的需求特點(diǎn)，天饋系統(tǒng)大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上，電子設(shè)備由天饋系統(tǒng)引入得雷擊幾率很大。

4.信號線路防雷。當(dāng)今電子技術(shù)正向高頻率、高速度、高可靠性、超小型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展，電磁干擾對這些設(shè)備和系統(tǒng)的影響也就越來越突出，特別是雷電電磁干擾的發(fā)生與傳輸對于廣電微電子接受、傳輸設(shè)備造成的失效與損壞事故日益增長。

5.防地電位反擊。由于避雷針引雷入地也會在接地體處產(chǎn)生大于1kv以上的沖擊過電壓，而土壤的沖擊擊穿場強(qiáng)約為200—1000kv/m，平均值為600kv/m，因此在接地體3m以內(nèi)的土壤會產(chǎn)生大的新沖擊電流。更遠(yuǎn)處則會由于土壤中的暗流及各種地下管道、導(dǎo)體的傳導(dǎo)諸多原因，會受到不同程度的波及。

6.接地。在工作地與其他接地之間安設(shè)一個低壓隔離避雷器，當(dāng)兩地間電位差超過保護(hù)值時(shí)，瞬間接通，接成等地電位，待二地電位差低于保護(hù)值時(shí)，二地間又恢復(fù)隔離狀態(tài)。