淺談有線電視前端系統的接地問題

王選選

摘 要：在有線電視前端，有很多問題都涉及到與地線有關，以往有很多刊物都刊登過一些，但本人認為不夠系統，概念模糊，下面就我本人在這方面的理解加以總結。

關鍵詞：接地 靜電 交流聲干擾 重復接地

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0024-02

1 接地的概念

接地就是將地面上的金屬或電子設備、電氣設備某個部分、建筑物等用金屬導體，對大地進行電氣連接。

2 系統進行可靠接地系統的原因

系統進行可靠的接地，可以極大限度地降低以下因素的破壞和影響。

2.1 自然界雷擊的破壞

雷電是自然界的一種復雜的放電現象。帶著不同的電荷的雷云之間與大地之間的絕緣（空間）被擊穿，就產生放電現象。雷電產生的高電壓、大電流、流入機房會使機房設施、系統中的設備造成極大的破壞，并且危機到機房工作人員的生命安全。

2.2 設備防高壓和人身防觸電

當供配電系統出現中性線開路或相線與設備外殼接觸相碰情況，則會造成設備的損壞和人身觸電，危及到人身安全。

2.3 人身和系統靜電對設備和人體的影響

靜電是指絕緣物質上攜帶的而相對靜止的電荷。它是由于不同的物體接觸摩擦時在物質間發生的電子轉移而形成的帶電現象。這些電荷積聚于物體表面不會像金屬導體里的電流那樣容易流動。

2.3.1 靜電的產生的因素

靜電產生的因素很多，比如兩物體直接觸直接接觸分離起電；帶電微粒附著于絕緣固體上，使之帶靜電；感應起電：人體衣服之間、皮膚與衣服、鞋與地面之間可產生靜電，人體在靜電場中也會感應起電。

2.3.2 靜電的危害

靜電放電是一種常見的近場電磁脈沖危害源。是帶電體周圍的場強達到或超過周圍介質（空氣等）的擊穿場強時，由于介質被電離產生的電荷釋放現象。

靜電的危害很大，在有線電視前端系統中會造成以下危害：

（1）積累一定強度靜電的導體、設備外殼人體，在沒有接地的或接地不靈的情況下，人體接觸時就會放電給人，使人有觸電的感覺，造成人的精神負擔，影響正常工作。

（2）當帶靜電的人體接近設備時，對各種微電子元器件危害極大。它會使設備鎖死、復位、數據丟失和工作不可靠，這種情況在寒冷干燥的冬季尤其多見。

2.4 各種干擾

2.4.1 交流聲（市電電源）干擾

由于有線電視的高頻調制信號電流很小，如果電纜外導體中有市電電流，高頻調制信號就很容易被干擾；同時視頻信號頻率范圍為0～6 MHz，音頻信號頻率范圍在15～20000 Hz，均包括市電工頻50 Hz之內。如果電纜外導體中有市電電流，則電視視頻、音頻必然會被干擾。模擬有線電視信號圖像會出現滾到干擾，模擬電視聲音會出現哼哼聲，數字電視會則會出現誤碼。

2.4.2 空間雜散電磁波對電纜外導體的感應干擾

在電視系統中總是存在著各種各樣的干擾，例如：開路發射信號同頻干擾，高頻電器輻射干擾等。這些干擾的出現會導致系統的工作異常，影響正常節目播出，甚至出現莫名其妙又難以解釋的故障現象。

3 接地系統分類

接地系統的類型如果按功能需要分類，接地方式可分為以下五種：

信號接地：指的是系統中的模擬電路和數字電路中的等電位地。它是各部分電路的電位參考點。比如，邏輯電路中的地就是識別高電平、低電平的參考地。

交流電源接地：是電視系統中使用交流電的設備作二次接地或經特殊設備與大地做金屬連接。也就是中性線的重復接地。

安全保護接地：是指把與電氣設備帶電部分相絕緣、不帶電的金屬部分（機柜外殼、操作臺外殼、設備外殼）同地之間做良好可靠的接地。其原因是通過市電220 V供電的設備機殼本是不帶電的，但當電源火線與外殼的各金屬部件絕緣短路時，設備的金屬外殼就會形成帶電體，如果沒有很好地接地，這帶電體就會和地之間就會形成很高電位差。人不小心接觸到這些帶電體，強電流就會通過人體形成通通路，產生危險。

避雷保護接地：就是通過接地將讓自然雷、感應雷擊產生的電流及時向大地泄放。其作用主要在于保護人員、機房設備和衛星接收天饋線系統的安全。

抑制干擾接地：用來防止各種干擾所做的接地。

4 接地問題的相關分析

4.1 信號地、安全保護地、防干擾地之間的聯系

有線電視前端用電設備在出廠時，通常情況下，設備內部電路板的信號地同設備外殼是相連的、即信號地同安全保護地公用一個接地點。

將這個接地點接地，可以起到以下作用：

（1）使電子電路工作等電位，保證可靠運行。

（2）泄放靜電電荷，防止靜電積聚。

（3）將設備外殼漏電引至大地

（4）減輕交流聲干擾，形成接地屏蔽，將干擾的雜散波隔離。

從以上可以知道，這三個地公用一地作接地連接即可。有時我們還注意到設備的電源線插座是三個接觸點，其實靠兩側的是接相線和中性線的，中間的是接接地保護線的，設備出廠時，中間的點已經同外殼做了短路連接，因此可以空置不用。

4.2 中性線要重復接地

在低壓電網中，低壓電網有采用的三相四線制傳輸電力，即A、B、C三根相線，一根中性線，三相五線制多一根安全地線。一般在電力變壓器的次級，中性線的一端都要做接地連接，中性線就是公共回路零線。但公共零線在斷開情況下，三相電壓相與相之間就有380 V的電壓差，容易造成設備損壞。所以在電視前端附近要將零線重復接地。

4.3 電源地的電位分析endprint

在低壓電網中，理想狀態下，A、B、C三根相線負荷平衡，零線中三個強度相等，相位各差120°電流的代數和為零，零線電位為零，但是，實際情況是A、B、C三相負荷平衡的條件幾乎不存在，零線中的電流總不是零，即零線電位總不是零，而且隨著A、B、C三根相線負荷的變化，零線電位隨時漂浮不定。

三相五線制零地分開，負荷變化影響零線電位從而影響地線電位的因素沒有了，但是，由于各處漏電程度不同，安全地線中也有強度不等的電流。即每一個安全地線接點，都不是零電位，而是個有高低不等的電位。

實際上，很多地區，是使用三相四線制，即零線接地。由于零線上各處的電位不是零電位，各地線之間都有電位差。

4.4 電源地不能做信號地

由于每個帶電設備的電源地的電位不定，如果考慮電源線的地線接地，各帶電設備地線引起的關系依電源布局而定。電源地引線直徑小，且串并不定，不可能起到平衡點位的作用。有線電視系統中，信號電流不過是微安量級的，十分微弱，而市電地線間的電位差引起的電流則強大的多，流過導體產生壓降。如果信號地與電源地公用，會使信號地的真實電位高于0 V，使信號出現誤判。所以，有線電視信號地不能借用市電地線，只能單獨接地。

4.5 電源地和信號地徹底分離

通過以上分析知道，信號地線和電源地線應該分開設置，用電設備的信號地接點要避免同交流電源零線、地線連接。如何進行接地？

5 地線連接方式

5.1 前端設備兩次一點接地

（1）機房內設備必須執行兩次一點接地。

每個帶電設備內的所有插件必須保障信號的可靠連接，帶電設備均應設接地端子，在機柜內的大直徑公共地線上，第一次一點接地，以平衡每個機箱的電位。

各機柜分別接一根大直徑引出線，當機柜數量不多且緊靠時，允許用大直徑軟線先將各個機柜傘形架連接，再接一根大直徑引出線，在機房信號地線匯流排上，第二次一點接地，以平衡每個機柜的電位。

（2）進行一點接地的原因。

地環路干擾是一種較常見的干擾現象。原因有兩種：第一種是兩個設備的漏電電位不同，如果不一點接地，就會形成電壓差，在這個電壓差的驅動下，“設備1-互聯電纜-設備2-地線”之間形成的環路之間有電流流動，從而對設備電路造成干擾。另一種是互聯設備處在較強的電磁場中，如果多點接地，在環路中會感應出環路電流，一樣會導致干擾。

5.2 交流地、安全保護地和防雷地連接形式

交流接地、安全保護接地和防雷接地是前端系統的基本接地類型。三種地線最好是各成體系。接地極是大地土壤直接接觸的金屬導體或金屬導體統稱。在條件允許的情況下，最好各自接自己的接地極。當然三者之間要注意留出相互之間的隔離帶。如果條件不允許，交流地和安全保護地也可以公用一個接地極。但是應和防雷地充分地隔離開，以免雷電電壓的反擊，造成不必要的損失。所做的地線應符合有關要求：也就是交流地、安全保護地的接地電阻不應大于4Ω，而避雷地的接地電阻不應大于10Ω。一些新建筑有綜合接地，接地電阻要求小于1Ω，但由于施工和測試條件的限制，小于1Ω的高質量的地線很不容做到。因此為了提高安全的可靠性，接地不要只接在一個接地極上。另外，在地線啟用后，后期的維護檢查工作一般難以跟上，以致造成地線與系統因接觸不可靠而開路，因而引起人身設備事故。

6 結語

以上從理論上分析了有線電視前端系統的接地問題。實際操作中，要按接地要求、接地方法、注意事項做可靠地接地，保障前端設備的運行安全和人身安全。

參考文獻

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