廣播電視系統(tǒng)中接地技術(shù)的應(yīng)用

梁炯

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)廣播電視業(yè)不斷取得新的成就。文章論述了目前我國(guó)廣播電視工程中接地技術(shù)的概念及其具體應(yīng)用，提出了提高廣播電視系統(tǒng)中接地技術(shù)的幾點(diǎn)應(yīng)用措施，旨在促進(jìn)我國(guó)廣播電視工程的良好發(fā)展，為從業(yè)人員提供理論參考。

關(guān)鍵詞：廣播電視;接地技術(shù);應(yīng)用

0 引言

廣播電視系統(tǒng)中通過(guò)微電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用在一定程度上保障了電臺(tái)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，另一方面卻對(duì)于廣播電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量有很大干擾，同時(shí)，對(duì)廣播電視中心相關(guān)工作人員造成一定的健康危險(xiǎn)。而接地技術(shù)的運(yùn)用可以有效解決這些問(wèn)題，為廣播電視系統(tǒng)安全運(yùn)行提供有利保障。因此，熟練掌握接地技術(shù)并且在廣播電視系統(tǒng)中科學(xué)規(guī)范應(yīng)用，具有十分重要的意義。

1 接地技術(shù)以及常見(jiàn)類型概述

接地技術(shù)在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，在廣播電視工程中指的是廣播電視系統(tǒng)與某一電位基準(zhǔn)直接形成一個(gè)低電阻通路，在相同的接地點(diǎn)段直接通過(guò)地線進(jìn)行連接。接地技術(shù)分為兩類：第一類是將電子設(shè)備直接連接大地，以地球點(diǎn)位做為零電位，電路基準(zhǔn)以及電子設(shè)備與大地相連，以此對(duì)電子設(shè)備以及電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。第二類并非是真正與大地相連，優(yōu)點(diǎn)是可以使得廣播電視系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，能夠提高其電磁兼容性，在某些特殊情況下還可以與大地連接。在廣播電視系統(tǒng)中的接地方式有單點(diǎn)接地形式，一般對(duì)于連接線路簡(jiǎn)單的環(huán)境下和低頻電子設(shè)備采用單點(diǎn)接地的形式，對(duì)于復(fù)雜的線路系統(tǒng)和高頻率電子設(shè)備則需要采用多點(diǎn)接地形式，有些復(fù)雜的線路系統(tǒng)中電路較多并且分布在不同位置，這時(shí)需要采用最短接地形式[1]。在實(shí)際的線路系統(tǒng)中，往往會(huì)依據(jù)實(shí)際情況采用單點(diǎn)、多點(diǎn)混合接地的形式。

接地技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。首先，能夠保證系統(tǒng)中電子設(shè)備的良好運(yùn)行，提高其傳輸信號(hào)時(shí)的抗干擾能力，免受自然環(huán)境的影響。其次，可以有效避免因線路老化出現(xiàn)短路問(wèn)題造成的人員傷害，為工作人員提供安全保障。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備內(nèi)部信號(hào)的有效連接，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 接地策略及要求

接地有多種形式，具體的接地策略由系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)所決定。常見(jiàn)的接地策略有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地幾種方式。

2.1 單點(diǎn)接地

單點(diǎn)接地指的是將電路中的地線接到公共地線的同一點(diǎn)，單點(diǎn)接地又可以分為串聯(lián)和并聯(lián)單點(diǎn)接地兩種形式。其最大的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單，沒(méi)有地環(huán)路。然而，由于單點(diǎn)接地中有較長(zhǎng)的地線，因此會(huì)導(dǎo)致地線產(chǎn)生較大阻抗。單點(diǎn)接地可以為多個(gè)電路提供一個(gè)公共電位參考點(diǎn)，這種接地方法可以使得信號(hào)在不同的電路之間進(jìn)行傳輸。如果沒(méi)有公共電位參考點(diǎn)，將會(huì)造成信號(hào)傳輸無(wú)法正常進(jìn)行。單點(diǎn)接地具體要求是每個(gè)電路在同一點(diǎn)，并且只接地一次。同一點(diǎn)通常采用地球?yàn)閰⒖键c(diǎn)。因?yàn)橛星覂H有一個(gè)參考點(diǎn)，因此不存在地環(huán)路，因而也就不存在干擾的相關(guān)問(wèn)題。值得注意的是，串聯(lián)單點(diǎn)接地往往會(huì)有公共阻抗耦合問(wèn)題，對(duì)此理論上可以通過(guò)并聯(lián)單點(diǎn)接地來(lái)解決。然而，并聯(lián)單點(diǎn)接地涉及大量的地線，實(shí)施起來(lái)非常復(fù)雜也不切合實(shí)際。因此，比較容易實(shí)施又能夠解決該問(wèn)題的方法是：首先，按照信號(hào)特性的不同進(jìn)行不同電路的分組，將電路之間不會(huì)產(chǎn)生干擾現(xiàn)象的歸為一組;再將同一組電路用串聯(lián)單點(diǎn)接地法進(jìn)行接地;最后，再用并聯(lián)單點(diǎn)接地法將這些不同組的電路進(jìn)行接地。如此一來(lái)，不僅能夠有效解決串聯(lián)單點(diǎn)接地中的公共阻抗耦合問(wèn)題，又可以避免地線過(guò)多的問(wèn)題。

2.2 多點(diǎn)接地

多點(diǎn)接地指的是將電路中所有的地線就近接地，這樣地線就會(huì)很短，在高頻接地中往往采用多點(diǎn)接地法。但是由于多點(diǎn)接地法接地點(diǎn)比較多，會(huì)導(dǎo)致地環(huán)路的存在。例如，對(duì)于一個(gè)單獨(dú)設(shè)備來(lái)說(shuō)，所有電路都以機(jī)殼作為參考點(diǎn)，而不同的設(shè)備的機(jī)殼又會(huì)以大地作為參考點(diǎn)。如此一來(lái)可以保證電路中的地線都很短，多點(diǎn)接地中的多根地線通過(guò)并聯(lián)的方式進(jìn)行連接，可以有效降低接地導(dǎo)體總電感，因此可以大大降低接地阻抗。多點(diǎn)接地是高頻電路中必須采用的接地方式，對(duì)于接地線長(zhǎng)度也有很高的要求，要求其長(zhǎng)度小于二十分之一的信號(hào)波長(zhǎng)。

2.3 混合接地

混合接地顧名思義，就是同時(shí)包含了單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的特性，根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用單點(diǎn)或者多點(diǎn)。例如，對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的電源采用單點(diǎn)接地法，而對(duì)于射頻信號(hào)只能采用多點(diǎn)接地，這種情況下就可以通過(guò)混合接地來(lái)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，對(duì)于電容是開(kāi)路的、直流，采用的是單點(diǎn)接地;對(duì)于電容是導(dǎo)通的、射頻，采用的是多點(diǎn)接地。

接地技術(shù)要求主要有以下幾點(diǎn)：首先是安全接地。對(duì)于采用交流電的設(shè)備需要進(jìn)行安全接地，以避免設(shè)備外殼與其電源間電阻減小時(shí)導(dǎo)致的電擊現(xiàn)象造成的意外傷害。其次是雷電接地。很多設(shè)備需要避免被雷電擊中，因此會(huì)有雷電保護(hù)系統(tǒng)，在雷電保護(hù)系統(tǒng)中往往將電源作為參考地并且與地線的接地共用。最后是電磁兼容接地。一般設(shè)計(jì)對(duì)安全和雷電防護(hù)接地有明確要求，其他要求按照用戶對(duì)系統(tǒng)的電磁兼容要求進(jìn)行。

3 廣播電視系統(tǒng)中接地技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 保護(hù)接地技術(shù)的應(yīng)用

使用交流電的設(shè)備必須通過(guò)黃綠色安全地線接地，否則當(dāng)設(shè)備內(nèi)的電源與機(jī)殼之間的絕緣電阻變小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電擊傷害。保護(hù)接地技術(shù)主要應(yīng)用在廣播電視系統(tǒng)中的機(jī)柜與操作臺(tái)的管理過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可能使得設(shè)備金屬部分帶電，而人體一旦與其發(fā)生接觸就會(huì)因此觸電，造成人員傷亡的情況，這是極其危險(xiǎn)的。通過(guò)將機(jī)柜與操作臺(tái)與大地進(jìn)行連接，將電荷引入大地，可以起到重要的保護(hù)作用，防止設(shè)備漏電產(chǎn)生的人員觸電事故的發(fā)生，有效避免設(shè)備漏電現(xiàn)象。在具體實(shí)施時(shí)，必須按照低壓配電保安接地規(guī)范施工，通常采用單點(diǎn)接地的方式，接地電阻必須小于4 Ω。

3.2 工作接地技術(shù)的應(yīng)用

在廣播電視系統(tǒng)中，通常高頻率大功率發(fā)送設(shè)備和音視頻信號(hào)源系統(tǒng)在同一強(qiáng)電磁環(huán)境內(nèi)，就一般而言，低頻電路常采用單點(diǎn)接地法而高頻電路常采用多點(diǎn)接地法，但高頻接地大多為大面積接地。低頻電路利用導(dǎo)線將各單元電路接地連接至機(jī)殼上的一點(diǎn)，便不會(huì)有一大回路產(chǎn)生。高頻電路的接地理論深受趨膚效應(yīng)影響，趨膚效應(yīng)指在高頻工作環(huán)境下導(dǎo)線的電流分布將會(huì)呈現(xiàn)趨于金屬表面的情形，這代表導(dǎo)線將不像導(dǎo)線、它將成為電抗。頻率愈高導(dǎo)線的電抗越大，這樣就應(yīng)該避免用導(dǎo)線去接地，因此高頻電路單元都各自找最近的大面積接地，直接以最短路徑連接，原則上是面積要夠大。對(duì)于高頻率大功率發(fā)送設(shè)備，如廣播、電視發(fā)射機(jī)，或機(jī)房整體高頻接地，有條件的應(yīng)采用一機(jī)一個(gè)接地井，高頻接地線采用20 cm的寬銅帶，與機(jī)器相連，各電路單元高頻接地也用銅帶與接地寬銅帶焊接，接地極采用銅板，埋深2～3 m，用降阻劑降阻，接地電阻小于2 Ω。音視信號(hào)源系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)做一個(gè)接地井，方法與高頻接地一樣，接地電阻小于? 2 Ω，將所有音視頻設(shè)備用銅帶與接地寬銅帶焊接，連接要可靠，面積要大，防止高頻感應(yīng)對(duì)音視頻設(shè)備的干擾。

3.3 防雷接地技術(shù)的應(yīng)用

我們知道，廣播電視系統(tǒng)中的發(fā)射天線和接收天線都易遭雷擊，而如果在運(yùn)行期間突然遭受雷電襲擊，雷電產(chǎn)生的巨大電流將會(huì)對(duì)發(fā)送和接收設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，影響廣播電視系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，防雷接地技術(shù)對(duì)于廣播電視系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有十分重要的保護(hù)作用，需要加強(qiáng)防雷接地技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)在發(fā)送設(shè)備的天饋線系統(tǒng)加裝多重的防雷裝置，在接收天線附近安裝避雷針。無(wú)論采用什么防雷的方法，最終都是將雷電引入大地。因此，必須有可靠的防雷接地，接地線可用粗導(dǎo)線或扁鐵，接地極可采用多點(diǎn)打地樁再焊接在一起的方式，接地電阻必須小于10 Ω[2]。在雷電襲擊的時(shí)候，避雷裝置將強(qiáng)大的電流導(dǎo)入大地，保證設(shè)備免受雷電襲擊，確保廣播電視系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也能夠保護(hù)工作人員的人身安全。

3.4 屏蔽接地技術(shù)的應(yīng)用

屏蔽接地技術(shù)主要用于提高廣播電視系統(tǒng)的抗電磁干擾性，從而保障信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。在廣播電視系統(tǒng)運(yùn)行中需要大量電子設(shè)備同時(shí)工作，而每一臺(tái)電子設(shè)備的運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，相互之間造成一定的電磁干擾。因此，為了避免電磁的影響，需要在電子設(shè)備表面采用金屬外殼防護(hù)措施，并將屏蔽體接地，對(duì)電磁場(chǎng)起到屏蔽的作用，保護(hù)電子設(shè)備的正常工作。由于廣播電視系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁輻射，會(huì)對(duì)電子設(shè)備的運(yùn)行造成一定的干擾，在實(shí)際的屏蔽接地技術(shù)應(yīng)用中，通常采用屏蔽接地用帶屏蔽層的信號(hào)線傳輸信號(hào)，或者選擇合適的屏蔽網(wǎng)進(jìn)行屏蔽等，通過(guò)一系列屏蔽接地技術(shù)的應(yīng)用，保障電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 ? 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)規(guī)范應(yīng)用接地技術(shù)對(duì)于廣播電視系統(tǒng)的安全運(yùn)行、數(shù)字信號(hào)傳輸質(zhì)量、工作人員人身安全具有十分重要的作用，需要加強(qiáng)接地技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用，確保接地技術(shù)操作的規(guī)范性，提高接地技術(shù)應(yīng)用效果，切實(shí)保障廣播電視系統(tǒng)中的電子設(shè)備安全、運(yùn)行環(huán)境安全、工作人員人身安全，從而促進(jìn)我國(guó)廣播電視工程的快速發(fā)展，增強(qiáng)廣播電視工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李昱輝.接地技術(shù)在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2020（21）：206-208.

[2]邵偉華.淺談數(shù)字廣播電視系統(tǒng)接地技術(shù)[J].科技傳播，2018（1）：72-73.

（編輯 姚 鑫）