關(guān)于短波發(fā)射臺接地系統(tǒng)的認(rèn)識

張凱

摘 要：接地，在電力和電子技術(shù)中，既簡單，又復(fù)雜，而且還必不可少。按接地的作用，可分為工作接地、保護(hù)接地、過壓保護(hù)接地、防靜電接地、屏蔽接地、信號地等多種。文章通過接地系統(tǒng)的介紹，以及某短波發(fā)射臺接地系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)與應(yīng)用，有力的驗(yàn)證了接地系統(tǒng)在發(fā)射臺建設(shè)與使用中的重要作用。

關(guān)鍵詞：接地系統(tǒng)；接地極；環(huán)形地網(wǎng)；室內(nèi)接地系統(tǒng)

引言

地與電（信號），是一對形影不離的雙胞胎。接地，通常是指用導(dǎo)體與大地相連。可在電子技術(shù)中的地，可能就與大地毫不相關(guān)，它只是某一系統(tǒng)中的一個等電位面。如電視機(jī)、收音機(jī)中的地，它只是接收機(jī)線路里的電位基準(zhǔn)點(diǎn)。在短波發(fā)射臺站的建設(shè)中，以上幾種接地類型都會遇到。現(xiàn)結(jié)合某發(fā)射臺地線系統(tǒng)的實(shí)際情況對接地技術(shù)作一闡述。

1 主要接地系統(tǒng)的介紹

1.1 保護(hù)接地：是為防止絕緣損壞造成設(shè)備帶電危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)裝置，它有接地與接零兩種方式。按電力規(guī)定，凡采用三相四線供電的系統(tǒng)，由于中性線接地，所以應(yīng)采用接零方式，而把設(shè)備的金屬外殼通過導(dǎo)體接至零線上，而不允許將設(shè)備外殼直接接地。這在廣電系統(tǒng)的配電房中的開關(guān)設(shè)備，中央空調(diào)機(jī)、發(fā)射機(jī)等電源開關(guān)設(shè)備中尤為常見。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從地網(wǎng)中引出接地母線至各設(shè)備上，再將機(jī)器外殼用導(dǎo)體連至接地母線上。值得指出的是：接地線應(yīng)接在設(shè)備的接地專用端子上，另一端最好使用焊接。有時(shí)設(shè)備外殼會麻手，這是由于交流漏電而設(shè)備外殼沒接零線造成的。一般可將電源插頭拔出調(diào)換一下位置再插入即可解決。這在一些經(jīng)常移動的測試或存儲設(shè)備中，由于接零線常常被忽略，操作人員有可能會雙手同時(shí)接觸接零和不接零的設(shè)備，就有可能發(fā)生上述現(xiàn)象。

1.2 過壓保護(hù)接地：為防止雷電而設(shè)置的接地保護(hù)裝置。防雷裝置最廣泛使用的是避雷針和避雷器。避雷針通過鐵塔或建筑物鋼筋入地，避雷器則通過專用地線入地。避雷器每年雷雨季節(jié)來臨之前須檢驗(yàn)，以防失效。在防雷引下線上，絕不要連接其他設(shè)備的地線。防雷引下線只能單獨(dú)直接入地，否則雷電會通過引下線損壞其他設(shè)備。

1.3 屏蔽地：為防止電磁感應(yīng)而對視、音頻線的屏蔽金屬外皮、電子設(shè)備的金屬外殼、建筑物的金屬屏蔽網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)控制設(shè)備進(jìn)行接地的一種防護(hù)措施。在所有接地中，屏蔽地最復(fù)雜，有種說不清，道不明的感覺。因?yàn)槠帘伪旧砑瓤煞劳饨绺蓴_，又可能通過它對外界構(gòu)成干擾。屏蔽不良、接地不當(dāng)會引起干擾。

這些干擾主要有。

1.3.1 交流干擾，這主要由交流電源引起。對交流干擾的防護(hù)，通常對電源進(jìn)行濾波或在電源變壓器初次級間加屏蔽層并接地。在大的雜散電磁場外，為防電磁干擾進(jìn)行屏蔽接地十分必要。

1.3.2 高頻干擾，這類干擾來自各類無線發(fā)射臺的變頻或超變頻信號，它們竄入電子設(shè)備后在機(jī)內(nèi)得到非正常解調(diào)而形成聲頻干擾。信號頻率越高，建筑物或設(shè)備的金屬網(wǎng)孔眼就應(yīng)越小，信號線屏蔽層的編織就應(yīng)越密，否則將失去屏蔽作用。對頻繁拔插的信號線，應(yīng)防止屏蔽層在插頭處松動和脫落。因有時(shí)儀器設(shè)備的屏蔽是通過信號線的屏蔽入地的（它們通過插頭插座聯(lián)接起來），若屏蔽脫落，則很容易造成干擾。

1.4 信號地：在電子設(shè)備的電路中，都有一個基準(zhǔn)電位點(diǎn)，這個基準(zhǔn)電位點(diǎn)就是信號地。同一設(shè)備的信號輸入端地與信號輸出端地不能聯(lián)在一起，而應(yīng)分開；前級（設(shè)備）的輸出地只有與后級（設(shè)備）的輸入地相連。否則，信號可能通過地線形成反饋，引起信號浮動，導(dǎo)致儀器或設(shè)備無法使用。

2 接地系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用與改進(jìn)

2.1 在國內(nèi)早期建設(shè)的短波發(fā)射臺站地線系統(tǒng)大多沿用前蘇聯(lián)、西歐等國的技術(shù)體系，鋪設(shè)過程中，僅在相應(yīng)的發(fā)射機(jī)或某些特殊設(shè)備下方埋放一塊大面積的銅板，同時(shí)對土壤進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理，增強(qiáng)導(dǎo)電，以達(dá)到接地、防雷、防干擾的目的。而近期，某短波發(fā)射臺在設(shè)備改造中，首次引進(jìn)了瑞士理念的“高頻地”體系，該體系包含接地極、環(huán)形地網(wǎng)、室內(nèi)接地系統(tǒng)以及等電位端子板等四大部分。

首先，對發(fā)射機(jī)房、天線開關(guān)室以及冷凝器室等有設(shè)備的場所，在室內(nèi)地面上敷設(shè)不大于5m（最優(yōu)為2m）的銅網(wǎng)，網(wǎng)線交叉部分使用銀焊進(jìn)行牢靠連接，同時(shí)從銅網(wǎng)中引出若干銅線與各發(fā)射設(shè)備進(jìn)行緊密連接，為了阻止短波間的相互干擾，因?yàn)楫?dāng)前短波發(fā)射臺的最大波長約為3×108（光速）/3×107（30M頻率）=10m，故5m的網(wǎng)格已能滿足技術(shù)要求；并且須將各網(wǎng)格的末端穿墻而出，便于與后續(xù)的環(huán)形地網(wǎng)連接。

其次，在該建筑物外圍1m處的地下1m處鋪設(shè)一環(huán)形銅帶，形成一張環(huán)形地網(wǎng)，并與所有穿墻而出的銅線進(jìn)行緊密連接，同時(shí)預(yù)留銅線與后續(xù)的接地極進(jìn)行連接。

再次，在每組設(shè)備（以發(fā)射機(jī)劃分）周邊設(shè)置一個等電位端子板，將室內(nèi)接地系統(tǒng)、保護(hù)接地、保護(hù)接零等多個系統(tǒng)通過等電位端子板進(jìn)行連接。

最后，這一體系的最大亮點(diǎn)是接地極的設(shè)計(jì)。將三根6m長，直徑100mm的銅棒，通過專用工具將其豎直插入地下，組成間距2m的正三角形，然后將三根銅棒末端用100mm×1mm的銅皮焊接在一起，隨后用銅線引接至機(jī)房環(huán)形地網(wǎng)，構(gòu)成密不透風(fēng)的地線系統(tǒng)。

由于該建筑物規(guī)模大、跨度大等多種因素影響，為了滿足建筑物中所有地點(diǎn)與接地極距離均等，須在建筑物周邊間距不大于100m內(nèi)設(shè)置多個接地極（直線距離）；而自動化控制室位于這一大建筑物的正中央，該房間四周都與其他建筑體相連，與環(huán)形地網(wǎng)的連接存在困難。為此，經(jīng)過技術(shù)人員嚴(yán)密論證，決定在建筑物中央，即自動化控制室庭院處單獨(dú)埋設(shè)一處接地極，同時(shí)將自動化控制室內(nèi)所有與發(fā)射有關(guān)的設(shè)備與之相連，達(dá)到防雷、防干擾的目的。除此之外，在施工過程中還須將穿墻的饋管外皮與環(huán)形地網(wǎng)進(jìn)行緊密連接，以防雷電的破壞。

2.2 在發(fā)射機(jī)使用21MHz頻率進(jìn)行播出，引起自動化控制室主控計(jì)算機(jī)屏幕及鼠標(biāo)的異常抖動。檢查發(fā)現(xiàn)，機(jī)房內(nèi)各設(shè)備均已接入“高頻地”網(wǎng)絡(luò)，通過近端、延長線、遠(yuǎn)端、電源等多方排查，發(fā)現(xiàn)是延長線由于無屏蔽層，將干擾信號引入發(fā)生的異常。機(jī)房隨后將設(shè)備間防靜電地板下裸露的播出用線纜均用銅管屏蔽，并將銅管兩端與高頻地連接，達(dá)到很好的屏蔽效果。

這一接地體系建成后，極大的促進(jìn)了發(fā)射臺站的安全播音，并且每年的接地電阻測試均不大于4歐姆，同時(shí)在每一接地極處預(yù)留有檢測口，每一穿墻口的位置在圖紙中都有相應(yīng)的標(biāo)記，以備在需要測試分段電阻值時(shí)，方便地進(jìn)行組合測試。

3 對接地系統(tǒng)的一些認(rèn)識

地線是很多用戶容易草率處理的問題。短波發(fā)射臺的地線至關(guān)重要，地線實(shí)際上是整個發(fā)射機(jī)、天饋線系統(tǒng)的重要組成部分。人們所說的地線，不是交流供電系統(tǒng)中的電源地或保安地。這里所說的地線是信號地，也稱高頻地。信號地一般不能接到電源地或保安地上，必須單獨(dú)埋設(shè)。埋設(shè)接地體時(shí)，必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，接地電阻不應(yīng)大于4歐姆。電臺的接地柱和接地體之間，必須用多股線銅、編織銅線或大截面優(yōu)良導(dǎo)體連接，才能起到良好的高頻接地作用。而良好的高頻接地是減小發(fā)射駐波和減小接收噪聲的必要前提。

保護(hù)接地、保護(hù)接零是供電系統(tǒng)為了保護(hù)人身安全而采取的一項(xiàng)技術(shù)措施，依供電中線接不接地，而產(chǎn)生的兩種保護(hù)方法。

高頻接地指產(chǎn)生高頻的設(shè)備的外殼接地或屏蔽接地。外殼接地也是為防人身安全事故，屏蔽接地卻是為了屏蔽掉高頻信號，使其減輕對自身或外部設(shè)備的影響。高頻接地應(yīng)符合一般電氣設(shè)備接地的要求，同時(shí)接地線還宜采用多股銅線或多層銅皮，以減小接地線自感和互感在其內(nèi)產(chǎn)生的渦流等。

總之，保護(hù)接地、保護(hù)接零和高頻接地是不同的概念，其實(shí)際的接線型式、要求、作用有一定的差別，對于不接地系統(tǒng)，接地和中性線是兩根不同性質(zhì)的線，不可隨意亂接，互相混用。對于三者來說，更不能互相亂接，這將導(dǎo)致電源里竄入高頻信號，污染了供電電源，影響其它電子設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)，也會導(dǎo)致高頻設(shè)備“地”將不“地”，影響高頻設(shè)備的自身安全。對于廣播、電視等高頻設(shè)備集中，運(yùn)行穩(wěn)定性要求高的場所，保護(hù)接地，保護(hù)接零和高頻接地三者更不能混淆。

參考文獻(xiàn)

[1]吳薛紅，等.防雷與接地技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008.endprint