廣播電視工程接地技術的應用

聶春輝 白城廣播電視臺

伴隨著時代的發展，基于無線電、導線傳播的聲音、圖像等信息在群眾中日益普及，雖受到新興網絡媒體的影響，但廣播電視領域仍存在龐大的用戶群體。廣播電視相較網絡媒體存在一定的優勢，重視廣播電視工程的建設質量顯得尤為必要，廣播電視領域對持續、穩定的信號收發具有嚴格要求，應當盡可能地規避信號中斷、失真等風險，為觀眾提供優質的視聽服務。

一、常見接地方式

（一）保護接地

保護接地是針對絕緣層破損，或是儀器設備外殼為金屬下的觸電問題，人體接觸漏電區時，會因為接觸的帶電表面，以人體為導體，并與大地形成電勢差，進而對人體產生觸電效果，電勢差越大，遭到的瞬間傷害越大，甚至可以產生電火花，引發嚴重的電擊事故。廣播電視工程中的電氣設備較多，大致可以劃分為播控設備、接收設備、發射設備，不同類型的設備所要承擔的功能，及需要施加的運維保護多有不同，但為對保護設備、人，一般都是需要施加保護接地，從播控設備的角度來看，播控設備是節目錄制和信號處理的重要工具，作為廣播電視緊緊圍繞的信號質量問題，對信號源的精密度要求頗多，相關設備主要有攝像機、錄像機、放映機外，還包括衛星地面接收測試信號發生器、同步機、脈沖分配器、示波器等，為保證此類設備的正常運行，應當對存在潛在漏電風險的儀器設備進行保護接地，防止操作人員觸電，或是避免電荷累積對儀器設備造成損害，從接收設備來看，接收設備是將發射的信號轉化為聲音、圖像的重要部件，為切實提升信號的轉化質量，避免發生觸電事故，同樣應當注重保護接地工作，從發射設備的角度來看，為實現廣域覆蓋，并積極應對信號衰減問題，發射設備的功率普遍較高，對值機人員、維護人員，存在較大的觸電事故威脅，因而應當在使用時，需重視對發射機及相關設備的保護接地。

（二）工作接地

為了保證機器設備在正常情況下，或者在異常電流等作用下，能夠保持正常運行，一般會在電力系統上的某一點，直接或間接與大地進行連接，具有滿足電力系統運行、降低接觸電壓、降低絕緣壓力等作用，其中構建中性點等與大地之間的間接性設備，主要有消弧線圈、電阻等。工作接地形式主要有浮地、單點接地、多點接地、混合接地，介于浮地來看，簡而言之，浮地用以描述與大地無連接的接地方式，由于潛在的對地浮動差模信號等，往往需要考慮大地電性能問題，以及其他可能的共模噪聲，在此情景下可以運用浮地系統達到接地目的，介于單點接地，運用串聯、并聯、串并混合的形式，將各個電路的地線連接至共同的點，單點接地的優點在于，可以避免電路耦合問題的發生，但單點接地也會導致地線過長，進而增加地線線纜的整體阻抗，對接地效果的發揮存在一定影響，介于多點接地，多點接地是在接地時，各個接地點與接地平面單獨連接，并盡量最短，接地平面可以是設備框架、設備底板等，另外，由于共地阻抗問題，采取多點接地方式時，還應當注意接地平面的阻值問題，接地平面的阻值越小，受共地阻抗的負面影響也就越小，介于混合接地，混合接地是根據電力系統、信號系統特點，對系統各個點進行單點接地及多點接地混合使用的策略，一般單點接地適用于1MHZ以下，30MHZ以上需要使用多點接地，而在兩者之間便需要進行混合接地，混合接地時，若接地線的長度要大于工作信號波長的5%，則一般應用多點接地，反之單點接地。

（三）防雷接地

雷擊對天線等儀器設備會產生爆炸性、起火性等不可逆損傷，若周遭有人，同樣也可能會被波及。雷擊事故的發生主要是由直擊雷、感應雷、球形雷所造成，其中直擊雷是由于帶電云層聚集大量電荷，并在擊穿空氣等情況下，與大地、建筑物或是其他物體間構成回路，從而迅猛放電，以此形成的直擊雷，會從熱、力、電多個層面，對受波及的物體產生損傷，建筑物的突出部極容易在帶電云層的感應下，聚集大量異種電荷，感應電會直接對電子元件、設備造成損壞，此外，建筑物突出部聚集大量異種電荷下，極容易招引直擊雷，造成更大程度上的雷擊事故，球形雷主要是在雷暴下產生，由于其可以在空氣中獨立移動的特點，又俗稱滾地雷，球形雷的可移動特性導致球形雷可直接進入室內，同時球形雷與障礙物碰撞下又可能發生爆炸，因而威脅較大，但相比直擊雷、感應雷，球形雷較為不常見。一般而言，防雷接地裝置包括了接閃器、引下線、接地線、接地，其中接閃器上，顧名思義，接閃器是引雷并接受雷電的金屬桿，可以有效導引雷電，避免雷擊他處，對建筑物、設備等造成損壞，接閃器可以是金屬針、桿，也可是金屬帶、金屬網，或是其他樣式特殊的避雷器，其中引下線是導通接閃器和接地系統的導體，是將接收到雷擊電流向下轉移的重要媒介，其中接地線是連接引下線與接地體的導體，同樣起到的向下轉移的作用，其中接地體是與大地直接相連的導體，也是最終分散雷擊電流的最終導引裝置，為切實保證防雷效果，接地體的設計及安裝要充分考慮土壤電阻率、含水率等數值，以此確保雷擊能量能迅速消散。

（四）重復接地

重復接地是在中性點接地的基礎上，對零干線某點，或多點進行接地的手段，重復接地的優點較多，比方說可以降低故障持續時間，防范零線與相線反接，降低觸電電壓等。因使用方式的不同，重復接地的形式也會存在差異，大致包括防雷接地、工作接地、直流接地、屏蔽接地、功率接地等，其中直流接地是基于基準電位對機器設備的功效上，基準電位可以大幅度提升機器設備的工作穩定性，因而在可以利用導體，將機器設備以基準電位連接，以此達到直流接地目的，其中屏蔽接地上，屏蔽接地是針對電磁干擾對信號等產生噪音時，透過將環繞、包裹機器設備的屏蔽線、金屬管進行接地的形式，達到屏蔽干擾的目的，其中功率接地是為應對不同頻率電壓間干擾導致的機器設備運作不良問題，為了解決不同頻率電壓間的相互干擾問題，一般會安裝濾波器，對濾波器的接地便是功率接地。

二、接地技術的應用策略

（一）注意現實需求

基于現實需求進行接地防護工作，可以明確接地方案的設計方向、設計內容，以此可以指導接地技術的具體施用。整體來看，接地技術應用的現實需求主要表面在電流、信號上。從電流的角度來看，經由電源、雷電所形成的電流不僅會對機器設備產生較大損傷，同時還可以在絕緣層損壞，或是電擊穿下，對觸及人員產生健康損害，鑒于此，應當重視電流方面的接地保護工作，防雷防護時，需要根據當地雷擊特點，比方說雷擊頻次，及現場環境，包括建筑物材質、頂層特點、土壤成分，建筑物材質為鋼結構，或是頂層為鐵皮覆蓋，或頂層為大面積的平樓下，可以用避雷網、帶進行防雷，擴大接觸面積，同時還要將避雷裝置與鋼骨架等進行連通，不可忽視的是，接地時，還要對接地體接觸的土壤成分進行分析，了解電阻值、含水率等，若電阻值偏高，可以更換接觸面，或是對土壤進行一定程度的改造，以此降低土壤的電阻值，從信號的角度來看，廣播電視是為普羅大眾提供優質服務的重要媒介，若信號質量不佳，存在失真、缺失、卡頓、雜音、模糊等問題，則無疑大幅度降低視聽體驗，因而應當根據需要，對信號從制作到收發的整個過程進行信號保護，對潛在的電磁干擾進行屏蔽，對信號間的相互干擾進行濾波，以此綜合確保信號質量，比方說發射機強大的功率對音頻通路產生干擾，便可以運用金屬管對音頻線纜進行包裹，同時將金屬管進行接地，以此達到抗電磁干擾的目的[1]。

（二）規范化機房設施

機房內機器設備、連接音視頻線纜較多，若不能注意絕緣防護，很容易導致鄰近的線纜、設備之間產生電磁干擾，進而引發電流異常、信號異常，鑒于此，應當重視機房設施的規范工作。機房設施的規范化應當注意設計、仿真模擬、試運行。從設計來看，設計機房時，根據需要放置的機器設備，合理規劃出各自的位置，及相應的走線方式，在盡量避免相互干擾的同時，明確需要做好絕緣保護的區域，可以從設計階段，盡量創設各自獨立運作的環境，從仿真模擬來看，仿真模擬可以從理論層面，對機房內各個設備間的運行進行仿真分析，可以以近乎現實的環境的參數，得到較為符合現實的結論，可以對設計方案的可信性做出檢驗，了解是否存在電磁干擾，或是雷擊防控效果不佳的問題，從試運行的角度來看，試運行是透過實踐測試的形式，對安裝后的各個設備、線纜的具體運作進行測試，可以首先從信號的視角，檢查聲音、圖像信號從制作到收發整個過程中，是否存在失真、缺失等問題，其次便是檢查透過電流檢測儀器、設備，對絕緣層的防護效果進行測試，同時也可以在通電后，檢查儀器設備的金屬外殼是否帶電，在此情景下，可以判斷出信號、電流通路是否達到設計要求，若在試運行階段，發現存在信號失真等問題，并確定機房設計及布局存在的問題，便可以根據存在的問題積極應對，規范化機房內部設施[2]。

（三）注意接地效力保持

接地部件、設備要能切實發揮作用，需要對接地部件、設備的安裝及維護工作高度重視，以此充分保持接地效力。對接地效力存在影響的因素中，主要涉及安裝質量、維護方案、故障維修。從安裝質量的角度來看，接地效力的發揮有賴于異常電流、信號能夠被有效導引，以此保證正常電流、信號的運作，在此過程中，需要確保整個接地裝置的導通性，以此實現接地保護目的，鑒于此，應當注意對各個零部件的質量進行檢查，確保構件材質符合要求，隨之便是嚴格遵守操作規范，充分做好線路搭接、焊接，及接地體掩埋等工作，比方說，安裝精密設備時，靜電很容易對設備產生負面影響，為保證安裝質量，可以用接地的防靜電烙鐵及靜電泄放腕套，預防靜電損害問題，從維護方案來看，維護方案是針對機器設備的設計壽命、使用損耗、維修記錄，對接地裝置規劃適宜的維護方案，可以透過日常維護，改善接地裝置的工作環境，校正接地裝置的工作狀態，延長接地裝置的壽命，還可以透過日常檢查，及時識別安全隱患，也可以透過數據分析，進行部件報廢、替換等工作，以此綜合保證接地裝置能處于良好的工作狀態上，從故障維修的角度來看，由于腐蝕、老化、物理破損等原因，接地裝置可能發生故障問題，鑒于潛在的維修需要，應當注意維修人員管理，可以從職業道德、專業素養的角度，對維修人員做出嚴格要求，確保維修人員能充分適應工作崗位。此外，維修時，還應當要求維修人員做好維修記錄，方便后期維護時能夠有所參考[3]。

（四）設備防護及抗干擾

設備防護及抗干擾是接地技術應用時的重中之重，若不能注意設備防護及抗干擾工作，很容易對信號、電流的正常運行產生影響，其具體表現在節目錄制及信號收發效果不佳、機器設備壽命降低、觸電事故概率大幅度增加等，為切實的保證設備防護及抗干擾效果，應當注意技術改進、設備優化、接地方案優化等。從技術改進的角度來看，伴隨著時代的發展，接地技術也取得了諸多進步，因而在廣播電視工程中，應當注意新型接地技術應用于廣播電視工程中的研究，以此提升接地效果，比方說感應雷防范技術，應當注意把握科研領域有關感應雷預防技術的分析，可以在針對感應雷的特點做出針對性優化下，大幅度提升天線等設備對感應雷的防范效果，從設備優化的角度來看，應根據接地性能、功能需求，從材料、設備參數等方面保證接地裝置的效力，比方說為達到及時導引異常電流、信號的目的，可以在安裝接地裝置時，盡可能地選電阻值小的導體，同時還要對接地體接觸的土壤進行改良，以此降低土壤的電阻值，提升接地效果，從接地方案優化來看，接地方案的差異也會對接地效果的發揮產生影響，比方說，可以用鹽水降低土壤的電阻率。

三、總結

本文對廣播電視工程接地技術的應用進行分析時，首先從接地方式的角度，從保護接地、工作接地、防雷接地、重復接地四方面，對常見的接地方式進行簡單的淺述，其次便是從應用策略的角度出發，探討廣播電視工程接地技術的具體應用，并認為可以從注意現實需求、規范化機房設施、注意接地效力保持、設備防護及抗干擾四方面進行描述。