淺談廣播電視工程中的接地技術和防雷技術

王愛紅

摘 要：接地技術在廣播電視工程中起著舉足輕重的作用，其接地系統性能的好壞直接影響到系統的調試工作量及運行質量。隨著電視微波傳輸、廣播發射機、電子設備、計算機網絡等廣播電視設備的迅速發展，防雷問題也顯得愈加突出。

關鍵詞：廣播電視；工程；接地技術；防雷技術

一、廣播電視系統的接地技術應用

1.接地的概念

接地技術最先主要應用于電力系統，后來接地技術才延伸應用到弱電系統中，并在現代電子設備中得到越來越廣泛的應用，我們說的“接地”就是指在系統與某個電位基準之間建立低電阻通路，相同接地點之間的連線被稱為地線。通常電子設備的“地”有兩種含義：一種是接“大地”以地球的電位為基準，由于大地的電容非常大，一般認為大地的電勢為零棗以大地作為零電位，把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連，有保護設備和人員安全的作用，如保護接地、防雷接地等，通常稱之為“安全地”。另一種是“系統基準地”在弱電系統中的接地不一定是指真實意義上與地球相連的接地，有提高系統穩定性、屏蔽保護性以增強系統電磁兼容性的作用，在必要時也可做接“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備的外殼與大地連接，其作用是當設備因絕緣損壞而使機殼帶電時，促使電源的保護電路動作而切斷電源，以保護工作人員的安全。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電位。這個基準電位一般設定為零。該基準電位可以是設備電路系統中的某一點、某一段或某一塊等。當該基準電位不與大地連接時，通常我們認為是相對的零電位。但零電位通常是不穩定的，它會隨著外界電磁場的變化而改變，從而導致設備工作不穩定。有時不合理的工作接地反而會使設備工作不穩定，比如接地點不正確引起的干擾，電子設備的共同端沒有正確連接而產生的低頻環流干擾等。

（2）按照電路的性質分類。為了有效控制電器設備中一些電路在工作中產生干擾，使之有更高的電磁兼容性，在設計電路時，往往根據電路的性質，可以將電路內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字信號分為數字地和模擬地，按電路處理信號的強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體包圍起來，并將金屬屏蔽體接地，這樣在屏蔽體的外側感應出與帶電導體等量同種的電荷將流入大地，金屬殼外側將不會存在電場，相當于殼內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注意的問題。在工程系統安裝與調試過程中，有些地方由于有大功率設備的使用，可能存在比較嚴重的電場和磁場干擾，在電源和導線之間形成相互耦合的干擾是比較突出的，它們往往表現為電容性耦合、電感性耦合、電磁場輻射3種形式，系統接地就是使系統建立與大地的連接，使設備能有效地抵抗這些干擾并正常工作。在廣播電視系統安裝調試時接地應注意以下幾點：

一是要注意系統信號地和其他接地的連接次序。特別是對于音頻和視頻設備，要注意系統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處理信號帶來一些麻煩。

二是要注意機房數字設備接地的規范性。當機柜內設備過多時，特別是現在廣播電視機房里的數字設備越來越多，導致數字地線、模擬地線、信號地線、功率地線和機柜外殼地線也變得多起來，對此，可以考慮敷設幾條互相并行并和系統外殼絕緣的半環型接地母線，一條為信號地母線，另一條為屏蔽地及機柜外殼地母線；系統內各信號地就近接到信號地母線上，系統內各屏蔽地及機柜外殼地就近接到屏蔽地及機柜外殼地母線上；兩條半環型接地母線的中部靠近安全接地螺栓，屏蔽地及機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電位保持零電位。在三相四線制電源供電時，由于各負載用電量和用電的不同時性，將導致三相不平衡，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備因為電壓偏高或偏低而不能正常工作，甚至會造成設備的損壞，因此保證電源中性線可靠接地，使三相電源中性點電位保持零電位，是十分重要的。機柜內的工作接地線應采用銅芯絕緣導線或電纜，一般不得利用沒有絕緣的扁鐵、扁銅帶或金屬絲編織管，因為這兩者難以實現地線間的互相絕緣；工作接地線與保護接地線必須分開，接地體不得利用金屬絲編織管直接埋設，埋設時，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埋，用來增強導電性。

二、廣播電視系統的防雷技術

1.防直擊雷。由于廣播電視信號的發射，接收和傳輸轉播設施大多安裝在高山、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，而后把閃電傳導入地。把直擊雷的能量耗散到地下，從而保護了地上的建筑物。

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生耦合諧波，加上交流電網大而面廣，雷電波比較容易從電源線路途經破壞電子電器設備。

3.天饋線路防雷。戶用天線、共用天線、電視接收衛星地球站、電視發射機等，由于對收發信號的需求特點，天饋系統大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上，電子設備由天饋系統引入得雷擊幾率很大。

4.信號線路防雷。當今電子技術正向高頻率、高速度、高可靠性、超小型化、網絡化和智能化方向發展，電磁干擾對這些設備和系統的影響也就越來越突出，特別是雷電電磁干擾的發生與傳輸對于廣電微電子接受、傳輸設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生大于1kv以上的沖擊過電壓，而土壤的沖擊擊穿場強約為200—1000kv/m，平均值為600kv/m，因此在接地體3m以內的土壤會產生大的新沖擊電流。更遠處則會由于土壤中的暗流及各種地下管道、導體的傳導諸多原因，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一個低壓隔離避雷器，當兩地間電位差超過保護值時，瞬間接通，接成等地電位，待二地電位差低于保護值時，二地間又恢復隔離狀態。