中波轉播臺接地技術

張前領+馬飛+陶鋒

摘 要： 接地在中波轉播臺司空見慣、老生常談，正是因為如此，部分地方會出現隨意性、經驗性的草率接地方法方式，直接影響正常播出，嚴重的會發生安全問題。本文總結我們從事中波轉播工作十幾年的一些淺見，針對中波轉播臺接地方面闡述對接地技術的認知，以供參閱指正。

關鍵詞： 接地接零；接地體；泄放；雷電；地網地阻

接地是中波轉播臺最重要的電氣安全措施。所謂接地，就是將設備、儀表儀器、電路等的某一部分通過接地裝置同大地緊密可靠連接起來，即設備、儀表儀器、電路等的某一部分與土壤間達成良好的電氣連接。就目前狀況來看，接地仍然是中波轉播臺最廣泛的電氣安全措施之一。接地主要應用于：1.保障電力供電系統正常運行，防止人員受到電擊。2.發射天線、接受天線、輸配電線路防雷避雷和防止靜電危害的基本措施3.中波轉播臺信號源系統控制電磁干擾，保障音頻系統設備電磁兼容。4.中波廣播發射機的接地是設備安全運行、保障設備電磁兼容性，提高可靠性的重要技術措施。5.中波轉播臺安全保衛視頻監視系統接地直接影響其電磁兼容效果和運行成效。6.房屋避雷接地。幾十年的工作實踐證明，中波轉播臺接地技術雖然不是一門高精尖的科學，若要理論和實踐并重，難度相當大、不易掌握。

中波轉播臺正常運行工作情況下，普遍應用的接地具體包括：電氣接地、工作接地、保護接地、重復接地、共同接地、等電位接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、高頻接地、功率接地等等。接地裝置一般由：接地體、連接體、接地點組成。

眾所周知，大地能夠吸收無限電荷，因此大地的電位宏觀上視為零電位。實踐中，由于人工電場和大地自然電場的影響，大地各點的電位不同，工程實踐中將距離接地體20米遠處的地電位視為零電位。

一.供電系統接地和接零

中波臺低壓供電系統，存在接地和接零兩種電器安全措施。絕大部分中波轉播臺由國家電網10KV中性點不接地的降壓變壓器供電，在降壓變壓器低壓輸出側中性點是直接接地的TN-C（系統三相四線制）。國家電網對10KV中性點不接地的降壓變壓器采取保護接地，即將變壓器設備的外殼接地。這種將與電器設備帶電部分相絕緣的設備金屬外殼或構架經連接體與接地體實現可靠良好金屬連接，稱為保護接地；而將與電器設備帶電部分相絕緣的設備金屬外殼或構架，經導線直接和低壓配電系統的零線進行可靠良好連接，稱之保護接零。保護接地、保護接零運用不當，會造成中波轉播臺供電系統故障、直接影響安全播出任務順利完成。實例：某中波轉播臺供電系統流程簡圖（圖一）

1.10KV降壓變壓器外殼由接地器（連接點、連接線、接地體）接地。

2. 降壓變壓器低壓側中性點經導線與降壓變壓器外殼接地體可靠接地。

3. 降壓變壓器配電箱（耦合線圈、鑒相鑒幅漏電保護器、交流接觸器、空氣開關1和2）外殼接零保護，零線線排與外殼金屬連接。

4.配電室的低壓配電柜、穩壓器外殼經銅帶與配電室獨立接地井良好連接，零線線排與外殼金屬連接。

5.DAM10Kw中波發射機外殼經銅帶與發射機房獨立接地井良好連接，DAM10Kw中波發射機AC輸入（380V、50Hz）XT5-2零線聯接到E14A（與14B、E15同電位）連接點，E14A為接地點。

啟動供電系統、開啟設備、發射機開滿功率，DAM10Kw中波廣播發射機整機掉電，約十五秒后恢復供電，發射機自動開機。以上故障重復四、五次后，自10Kv變壓器低壓配電箱以后的負載全部斷電。故障重復動作是降壓變壓器低壓側配電箱內鑒相鑒幅漏電保護器動作引起，因其具有；1. 鑒相功能2. 鑒幅功能3.二次重合閘速跳閘功能4.三相供電中有兩相或一相漏電，保護器必跳閘5.全相位360度保護等功能。我們知道，大功率大電流供電系統接地，不能將部分設備外殼接地，再將另一部分設備外殼接零。因為若接地保護的設備有一相電碰觸外殼，故障電流就會經該設備外殼、接地連接體和接地器流入大地，再經大地的降壓變壓器中性點接地器、接地連接體返回降壓變壓器低壓側的中性點。該電流流經兩處的接地電阻后，零線電位會升高，發生觸電危險和鑒相鑒幅漏電保護器動作。本故障是因為發射機三相電源的其中一相壓敏電阻故障、AC輸入（380V、50Hz）XT5-2零線聯接到E14A（與14B、E15同電位）連接點，E14A為接地點所引起，中波轉播臺將所有該配電線路改為獨立接地保護后，設備運行正常。

二.中波發射天線系統接地。

中波發射天線系統接地包括：防避雷接地、屏蔽接地、防靜電接地。中波轉播臺普遍使用76米斜拉桅桿式天線和120米、76米自立塔天線，中波發射天線的技術要求，中波發射天線成為周邊最高金屬構筑物，容易遭受雷電侵害。雷電具有

1.頻譜極寬：含有直流成分和交流成分，交流頻率自幾赫茲到數千兆赫茲甚至更高。

2.高電壓強電流，雷電云團電壓數萬伏甚至更高，中和放電時能產生數千安培的電流，能量極大。

3.雷電分直擊雷、地滾雷、感應雷， 感應雷分為靜電感應雷和電磁感應雷。雷電具體落點和大小難以預測。

4.雷電強大的電流、灼熱的高溫、超強的沖擊波、強烈電磁輻射和劇變電磁場使其極具毀滅性?；诶纂娺@些性質，中波發射天線系統防避雷主要以泄放為主，將雷電強大的能量經接地器泄放到地球大地。中波發射天線系統防避雷接地分為； 1.發射天線地網接地2.天調網絡接地3放電球接地。

雷電對于中波發射天線，沿經接閃器（避雷針）、連接體（天線塔體）、接地器泄放入大地。中波發射天線的避雷接地器應當與發射天線基底的地網匯接銅帶可靠金屬連接，埋深不得小于4米，幾何結構形狀比較多樣，但有效接地面積應大于8平方米，實測天線地網的接地電阻應當小于1歐姆。天線地網接地不良，不但影響雷電泄放，還會引起天線電壓駐波比升高，嚴重時能導致發射機保護關機或燒毀功放；同時還影響天線的輻射效果。若出現這種情況，介紹兩種補償措施：1.在部分或全部發射天線地網線終端纖入地下一根2米左右的鋼筋，鋼筋頂端與地網線終端可靠金屬連接。2.將部分或全部發射天線地網線終端與同材質的導線焊接串聯，構筑圓形或扇形地網終端連接線。而天調網絡具有天線阻抗匹配、阻塞他頻、陷波等作用，接地不良將導致天調網絡功效缺失，危害安全播出。多頻共塔或者大功率的天調網絡，必須再配置一個接地井，井深大于4米、接地器有效接地面積大于4平方米、連接體不小與寬200mm＼厚1mm銅帶，井內填充鹽、碳等降阻劑。關于傳統的放電球接地。我們知道，不論是自立塔還是斜拉桅桿式天線，天線的根部均安裝半球式放電球，雷電瞬時，天線底部產生高電壓，由尖端放電原理，放電球對地泄放雷電壓。若天線的輸入阻抗為ZA=R+JX，那么：endprint

天線底部輸入電流 I= /2 PT為載波功率

天線輸入端電壓 U=I×

放電球間的間隙 d=u×1.2mm/kv（或1.5 mm/kv）

例如一中波臺1557KHZ/1098KHZ，10KW雙頻共塔天線，天線底部最大電壓為2366伏，那么放電球間隙為約30mm。（附加考慮天氣潮濕等因素）放電球接地，最好設置獨立的接地井，井深不少于5米、口徑0.5米，長2.5米40mm×40mm×5mm角鋼作為接地體，埋深1.5-2米。中波發射天線系統的饋線接地和天調室屏蔽接地也不能忽視。饋線接地可以通過其與發射機、天調網絡連接時實現，當饋線過長、饋線支撐鋼架或鋼絞線與饋線間隙時，感應的高頻電流放電擊毀饋線。為此，將饋線支撐鋼架或鋼絞線進行良好接地。天調室屏蔽接地接地不良會引起屏蔽網（銅皮、鐵皮）發熱而影響天調網絡，引起發射機天線零位升高。

三.音頻系統接地

中波轉播臺擔負諸多頻率節目的覆蓋任務，基于信號源信號不間斷和信號安全因素，信號源分別主備有光纖信號和衛星信號。諸如光端機、光纖解碼器、同步音頻衛星接收機、音頻處理器、綜合接入設備、矩陣/切換器、監聽接收機等等設備，都緊湊有序放置在音頻機柜內，并經各類連接線分別連接接受、轉換、處理和輸送音頻信號。這些音頻設備本身、設備電源電路、設備連接線以及設備電路的器件（如丙類放大器、檢波器、混頻器等）工作在非線性狀態時，將產生相互復雜的電磁干擾，嚴重影響播出效果和質量。要消除電磁干擾、達到電磁兼容，科學恰當的音頻系統接地至關重要。

1.每個音頻設備的外殼接地，應當獨立直接連接接地線排，不能與另外設備的外殼串聯。

2.每個音頻設備的電源保護接地都要獨立、直接連接在電源接地器上，不能與其它設備串聯混用。

3.每套節目的音頻設備外殼接地、電源接地、音頻接地等應當集中在同一點，否則，會因地電位懸浮影響節目播出質量。

4.設單獨的音頻系統接地井。井深6-8米、口徑0.5米，直徑150mm長2米的銅棒做接地體，厚1-1.5mm寬100mm銅帶做連接體，接地體埋深大于2米，地井填充氯化鈉、木炭碎、降阻劑等。音頻系統接地井距離音頻設備盡量不要超過6米。

四.發射機和發射機房接地

轉播覆蓋任務重、頻率多、功率大的中波轉播臺，特別是受發射天線數量制約、多頻共塔的中波轉播臺，發射機和發射機房接地至關重要。當下中波廣播發射機普遍使用全固態數字發射機，其功率放大部分使用場效應管IRFP350，場效應管耐壓僅幾十伏特、且電磁兼容要求高，這一部分的接地質量直接關系到功率輸出，否則，燒毀功放及功放合成。發射機音頻前端電路、激勵器屏蔽、機內調諧網絡等電容的電磁屏蔽也需要接地考量。建議實施“一機一接地井”。地井一般要求：井深不少于4米（關于地面下的地質特性和結構，沒有必要單純為了接地的技術要求而花費太大的經費精力進行詳盡的地質勘察勘測、能見到潮濕土壤為好），鋪設面積1平方米銅板作為接地體，厚1mm寬100mm銅帶作為連接體連接對應發射機， 地井填充氯化鈉、木炭碎、降阻劑等。條件允許的情況下，同一套節目的發射機機殼接地、射頻輸出接地、音頻設備接地最好集中到同一處，避免各個節目間的串擾而影響播出質量。

中波轉播臺接地技術乍看起來簡單，實際工作中并不容易，僅接地連接線、接地體、接地點的連接工藝就十分考究，精湛優質的連接工藝需要理論與實踐的結合積累，不同材質的接地、不同幾何形狀的接地器適用于什么設備、系統配用，我們還需進一步學習，本文不周欠妥之處，懇請專家同仁指點賜教。endprint