宿州發(fā)射臺(tái)新臺(tái)址接地系統(tǒng)介紹

孫 璐

安徽廣播電視臺(tái)宿州發(fā)射臺(tái) 安徽省 宿州市 234000

宿州發(fā)射臺(tái)整體搬遷至東二鋪是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)且十分復(fù)雜的工程，對(duì)機(jī)房、天線、地網(wǎng)、天調(diào)室、發(fā)射機(jī)前端設(shè)備等的接地有著嚴(yán)格規(guī)范的技術(shù)要求。整個(gè)臺(tái)區(qū)的接地系統(tǒng)與土建工程同步進(jìn)行，歷時(shí)8個(gè)月，陸續(xù)布設(shè)完畢。

雷電對(duì)人類和設(shè)備的危害眾所周知。由于廣播電視設(shè)施的特殊性，其受雷電的危害更為嚴(yán)重。沒(méi)有一種絕對(duì)有效的措施消除雷電災(zāi)害，人們只能是想盡一切辦法利用現(xiàn)有的防雷器件去預(yù)防它、避免它，盡可能的減輕它的危害。

1 天線的防雷接地

東二鋪臺(tái)區(qū)共架設(shè)96米自立塔兩座、76米自立塔一座。天線通常是周圍最高的物體，容易招引雷電，如果天線不能得到有效的保護(hù)，由它引入的雷電將對(duì)整個(gè)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。中波天線和電視調(diào)頻天線不同，其底部不是直接入地，而是完全和大地隔離，僅靠塔座底部的放電球進(jìn)行放電來(lái)完成。對(duì)于一個(gè)避雷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，接地電阻的高與低直接關(guān)系到放電效果如何。在做天線底座預(yù)埋時(shí)就充分地考慮到這一點(diǎn)。首先總接地電阻應(yīng)小于4Ω，對(duì)不同的防雷設(shè)施，地線的埋設(shè)方法也不同，但總的原則是埋設(shè)地點(diǎn)的土壤電阻系數(shù)愈小愈好，地線的接地體與接地線要選擇適當(dāng)，接地體與泥土的接觸面積要大、接觸要緊。在埋設(shè)方法上，為使接地電阻的阻值盡量的小，設(shè)計(jì)采用多根接地體并聯(lián)組成，進(jìn)行多點(diǎn)接地。如圖1所示。

圖1 發(fā)射塔地線埋設(shè)示意圖

以96米自立塔基礎(chǔ)底座為例，具體方法是：采用直徑長(zhǎng)2.5米、邊寬為60×60毫米的熱鍍鋅角鋼（熱鍍鋅角鋼防腐性強(qiáng)可以延長(zhǎng)使用壽命），下部做成尖端打入土中。埋設(shè)時(shí)，將角鋼組成邊長(zhǎng)為1.5米的等邊三角形打入土中。東二鋪臺(tái)區(qū)情況特殊，首先是新臺(tái)址的地勢(shì)比較低，海拔高度不超過(guò)24米，其次是臺(tái)區(qū)四周環(huán)水，最低處的海拔高度在23米左右。因此在做接地時(shí)，其土壤結(jié)構(gòu)比較理想。三個(gè)等邊三角形的接地端要以接近天調(diào)室的塔基座為準(zhǔn)，其角度可為120°，每個(gè)等邊三角形的三個(gè)邊長(zhǎng)為1.5米，三角形入地上端應(yīng)預(yù)留10～20厘米，以便與三個(gè)等邊三角形的入地上口相連。入地上口用40×5毫米的鍍鋅扁鋼焊接，另一端與三個(gè)塔基的接地端焊接相連，使三個(gè)塔基座上放電球的入地端能良好的入地泄放，也是給整個(gè)鐵塔底部打火間隙瀉放雷電做了一個(gè)通路。另外，塔基中心的等邊三角形的三個(gè)邊還要用200毫米×0.5毫米的銅帶分別與地網(wǎng)連接，其原因是一方面減小地網(wǎng)的接地電阻，天線的地網(wǎng)主要是給射頻信號(hào)提供回路，另一方面也是為雷電提供一個(gè)暢通的入地點(diǎn)?？傊?，地阻越小，分流越小。如圖2所示。

圖2 發(fā)射臺(tái)接地線埋設(shè)施工圖

2 天調(diào)室和發(fā)射機(jī)房系統(tǒng)的高頻接地系統(tǒng)

高頻接地是發(fā)射臺(tái)不可缺少的特殊接地系統(tǒng)，其目的就是有一個(gè)良好的高頻地電位，以減少各塔之間和發(fā)射機(jī)之間的串?dāng)_。發(fā)射臺(tái)新臺(tái)區(qū)的具體做法是：首先，在天調(diào)室下面挖一個(gè)長(zhǎng)6.5米、寬約1米、深2米的地坑，把5根60×60毫米、長(zhǎng)2.5米的熱鍍鋅角鋼按1.5米的間距一字型排開(kāi)打入土中，排列角鋼用40×5毫米的鍍鋅扁鋼焊接，扁鋼的另一端延伸出去，與天線基礎(chǔ)下接地端相連接，使之成為一個(gè)整體接地。5根角鐵的中間一根上面再焊接一塊面積約1平方米的T型紫銅板，增加銅板的目的就是解決高頻串?dāng)_的問(wèn)題。銅板要厚一點(diǎn)的相對(duì)更好，銅板的焊接應(yīng)與中心角鐵直立焊在一起，銅板的上口中央引出一段銅帶與天調(diào)室內(nèi)的屏蔽層、網(wǎng)絡(luò)架相連接。為了保證有良好的高頻接地，直立銅板應(yīng)地埋在1米以下最適宜。如圖3所示。

圖3 天調(diào)室高頻接地設(shè)計(jì)圖

發(fā)射機(jī)房的高頻接地與天調(diào)室的高頻接地一樣，其使用的材料和制作方法完全一樣。唯一的區(qū)別是：將銅板上方引出的銅帶引入機(jī)房的地溝，同地溝內(nèi)鋪設(shè)的銅帶相連接，供發(fā)射機(jī)高頻接地用。

3 機(jī)房接地系統(tǒng)

機(jī)房的接地也是整體接地的重要組成部分。接地體的好壞，是用“接地電阻”的大小來(lái)衡量的。“接地電阻”通常認(rèn)為是地線和大地之間的接觸電阻。接地電阻的大小除了接地體與土壤接觸面積大小、埋設(shè)深度以及接觸緊密程度有關(guān)以外，還與埋設(shè)地點(diǎn)的土壤電阻有一定的關(guān)系。我們?cè)谧鰴C(jī)房接地時(shí)就充分的考慮到上述問(wèn)題。在做機(jī)房接地時(shí)首先要選擇有利路由，考慮到機(jī)房整體防雷，根據(jù)機(jī)房四周環(huán)水和土壤比較潮濕的有利條件，做好防雷接地設(shè)施。其次是采用多點(diǎn)接地和分點(diǎn)接地的方法盡可能降低電阻，達(dá)到機(jī)房整體防雷效果。具體做法是：在機(jī)房四周的四個(gè)墻角分別用60mm×60mm×2500mm的鍍鋅角鋼按等邊三角形打入土中，三角形三個(gè)邊的距離分別為1.5米，然后用4毫米×40毫米的鍍鋅扁鋼相連接，三角形連接完再用扁鋼在四個(gè)對(duì)應(yīng)墻角的三角形的整體相連，使之成為一個(gè)完整的四邊形，完成上述工作后，再將四個(gè)墻角的三角形接地體同機(jī)房構(gòu)造柱或地圈梁中的鋼筋對(duì)焊，最后再選擇對(duì)應(yīng)機(jī)房?jī)?nèi)地溝位置引入機(jī)房，使外接地體和機(jī)房接地完全形成一個(gè)總接地體，以達(dá)到機(jī)房整體防雷效果。如圖4、圖5所示。

圖4 機(jī)房周圍接地布設(shè)圖

圖5 機(jī)房接地系統(tǒng)施工圖

4 供電系統(tǒng)的接地

在供電系統(tǒng)中，為了保證后續(xù)各種設(shè)備的安全，認(rèn)真做好接地設(shè)施也是有效防止雷電襲擊的重要途徑，要盡可能利用現(xiàn)有的自然有利屏障，完善系統(tǒng)接地設(shè)施，確保各項(xiàng)設(shè)備的安全運(yùn)行。供電系統(tǒng)中分高壓接地和低壓接地。高壓接地是給變壓器高壓端上避雷器提供泄放的空間，低壓接地是給變壓器低電壓相位上提供一項(xiàng)零線供各種設(shè)備用。要嚴(yán)格按照供電規(guī)范的要求做好接地系統(tǒng)。在做供電接地系統(tǒng)時(shí)，我們采取的方法是：如圖6所示，在變壓器的下方用5根60mm×60mm×2500mm的鍍鋅角鋼在距離地面以下1.5米深處一字形排開(kāi)，每根間距為1.5米打入地中，然后用4mm×40mm的鍍鋅扁鋼相連焊接，延伸出的扁鋼一方面供變壓器的高壓避雷器泄放使用，另一方面供變壓器低壓和機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)射機(jī)等設(shè)備做零線使用。

圖6 供電系統(tǒng)接地施工圖

結(jié)束語(yǔ)

做好天線、天調(diào)室、機(jī)房的接地，其主要目的就是達(dá)到有效的防雷及高頻信號(hào)的侵入。但是在雷雨季節(jié)到來(lái)之前，應(yīng)對(duì)接地及防雷設(shè)施進(jìn)行全面的檢查，檢查項(xiàng)目包括各接地點(diǎn)的對(duì)地電阻的阻值，避雷設(shè)施是否達(dá)到技術(shù)要求，以及避雷設(shè)備是否對(duì)地開(kāi)路損壞等等，使發(fā)射機(jī)和其它設(shè)備始終保持有良好的接地阻值，達(dá)到安全運(yùn)行的目的。下表為施工完成后實(shí)際測(cè)量的接地電阻值。

接地電阻測(cè)試值表