鄭 堅 李勝軍
(安徽廣播電視臺 合肥發射臺,安徽 合肥 231135)
中波發射臺的接地關系到發射系統的可靠工作,以及設備與人身的安全。接地系統的正誤與優劣,直接影響到安全播出。由于接地的重要性,本文結合接地的相關規范和相關書籍,探討中波發射臺接地系統的形式。
為了便于下面的分析與探討,本文先對接地的基本概念和分類做簡要說明。
1.1.1 地
地就是能供給或接受大量電荷可用來作良好的參考電位的物體,一般指大地。
1.1.2 接地
將電力系統或電氣裝置的某些導電部分,經接地線連接至“地”,通常指接地極。
1.1.3 接地極和接地極系統(接地裝置)
為提供電氣裝置至大地的低阻抗通路而埋入地中,并直接與大地接觸的金屬導體,稱接地極。由各接地極、總接地端子或接地母線及它們之間的連接導體組成的系統,稱接地極系統(接地裝置)。
1.1.4 接地線
電氣裝置的接地端子與總接地端子或接地母排連接的導體,稱接地線。
1.1.5 接地系統
接地線和接地系統的總和,稱接地系統。
1.2.1 功能性接地
用于保證設備(系統)的正常運行,或使設備(系統)可靠而正確地實現其功能,此種接地稱功能性接地。
1)工作(系統)接地
根據系統運行的需要進行的接地,如:電力系統的中性點接地,中波發射天線的地網。
2)信號電路接地
設置一個等電位點作為電子設備基準電位,又稱信號地。如:電子設備中的模擬地和數字地。
1.2.2 保護性接地
以人身和設備的安全為目的的接地。
1)保護接地
電氣裝置的外露導電部分、配電裝置的構架和線路桿塔等,由于絕緣損壞有可能帶電,為防止危機人身和設備安全而設的接地。
2)雷電防護接地
為雷電防護裝置向大地泄放雷電流而設計的接地,用以消除和減輕雷電危及人身和設備安全。
3)防靜電接地
將靜電導入大地防止其危害的接地。
結合中波發射臺的實際情況,可以把其接地分為防雷接地、配電接地、高頻接地和信號接地。這個分類是按照發射臺電氣設備及防護的對象,分為四大塊,每塊都可能包含功能性接地和(或)保護性接地。
中波發射臺的防雷,主要有建筑防雷、配電防雷、發射塔架防雷等。
2.1.1 建筑物防雷
由于中波發射臺多位于城市郊區或偏遠山區,周邊建筑物少,無高大物體,且發射臺站的重要性突出,建筑防雷顯得十分重要。根據GB50057《建筑物防雷設計規范》第2.0.1條及第2.0.4條,機房、超過15m高的水塔等孤立物體,可按三類防雷標準設計、實施防雷。由第3.4.3條,建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面板、梁、柱和基礎的鋼筋作為接閃器、引下線和接地裝置。當在建筑物周邊的無鋼筋的閉合條形混凝土基礎內敷設人工基礎接地體時,人工接地體的規格尺寸不應小于扁鋼4×20mm或圓鋼1×Φ10mm,一般以5m×5m網孔鋪設在建筑物下,距地面不小于0.5m處,人工接地網的接地電阻不應大于10Ω。機房接地網與配電房接地網應做接地連接,構成主接地網。接地裝置的一些具體要求,可參考GB50057的第四章第三節。
2.1.2 配電防雷
配電房防雷可參考本文2.1.1節,室外電氣設備的防雷,可采取獨立避雷針防雷。獨立避雷針的接地,可采用與主接地網接地相連或獨立接地裝置的形式。獨立接地人工接地體的規格和接地電阻應符合本文2.1.1的要求。并且,獨立接地極距離配電設備的接地(主接地網)的地中距離應不小于3米。
2.1.3 發射塔架防雷
發射塔架為金屬體,高度從幾十米到一百多米不等,在周圍沒有較高物體時,發射塔架就如同避雷針,成了發射臺站最容易落雷的地方。發射塔架的防雷接地,可用地網做為防雷接地。具體做法是:由地網導體的結合處連接出來,做防雷放電放電極的地,金屬塔架做為避雷針及防雷引下線,在絕緣底座上端引出一個放電極,利用空氣間隙放電,來泄放雷電流。
配電接地的接地裝置以配電房及機房人工接地網構成的接地網為主接地,由接地網引出一根接地母排,將全部配電接地,均連接至接地母排上。根據GB50065《交流電氣裝置的接地設計規范》6.1節,主接地接地電阻不應大于4Ω。低壓配電若采用TT系統的,可做獨立接地網,接地電阻也不應大于4Ω。
中波發射臺高頻接地,主要是發射機和天調系統接地。高頻接地不應與電力接地共用接地裝置。對中波發射臺,可在機房邊另做獨立的高頻接地裝置,接地裝置也應不大于4Ω。并用扁銅帶引入機房,在機房做高頻接地母排,高頻地分別接在高頻接地母排上。天調高頻接地可將地網和天調室地網連接,組成接地系統,通過饋線、饋管接地,與機房高頻接地相連,共同組成高頻接地系統。
信號接地主要是針對信號源系統的接地。信號源系統主要是音頻信號,頻率一般在20k以下,固信號接地不能與高頻地相連,可從機房主接地網上專門引出一個接地母線,接至信號源機柜。信號接地可接在此接地母線上。由于各接地的功能特性不同,共用接地網可以,但不應共用接地母排,各接地母排與接地網的連接點應有20m的電氣距離,這樣,就可以認為接地不互相影響。
由于多個用于不同目的的接地系統,使分開接地方式不同電位所帶來的不安全因素日益嚴重,不同接地導體間的耦合影響又難以避免,會引起互相干擾,這樣可以聯合接地的方式來解決。中波發射臺的接地系統,既有防雷,又有信號接地和配電接地,除高頻接地外,就可采用聯合接地的形式來解決可能出現的接地干擾問題。
結合上述,作為中波發射臺的接地系統,可采用高頻接地獨立接地,孤立建筑、避雷針接地等也可采用獨立接地,此外的所有接地,可采用聯合接地的形式,將機房、配電房下做上地網,將兩者在地下連接,形成統一接地網,分別從不同點接出接地母排,作為不同功能接地使用,從接地極接出的接地母排,不再互連,構成各自獨立的接地。給接地母排引出線與接地網連接點間應有20m的電氣距離,接地網構成的接地極接地電阻不應大于4Ω。這樣就形成了中波發射臺完整的接地系統。
[1]GB50057 建筑物防雷設計規范[S].
[2]GB50065交流電氣裝置的接地設計規范[S].
[3]任元會,卞鎧生,等.工業與民用配電設計手冊[S].3 版.