節目傳輸機房接地系統淺析

劉毅

摘??要：根據無線局發射臺節目傳輸機房具有的功能，分析了機房設備安全、人員操作安全和設備穩定運行所需的接地要求，并根據這些要求重點分析了電磁適應接地。

關鍵詞：接地設備;電磁環境;電磁干擾;機房

中圖分類號：TM862??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.106

節目傳輸機房是無線局發射臺重要的組成部分之一，承擔著衛星節目信號的落地、處理和傳輸等重要功能，是實現發射臺“不間斷和高質量”廣播發射的重要保證。近年來，各發射臺節目傳輸機房獲得了較大的發展，增添了許多現代化的數字設備和網絡設備，構成了多種信息系統。在節目傳輸機房中，既有廣播、電視、電話、消防報警和計算機等弱電設備，又配有照明、空調和UPS電源等強電設備。為了保證各系統和設備的安全，就必須對節目傳輸機房的接地設計提出更高的要求。

1??接地的作用和分類

理論上，接地是指將大地當作一個等勢體，作為零電位，出于功能、保護的考慮，將一些設備的某些部分與大地連接起來。接地一般分為功能性接地和保護性接地。

1.1??功能性接地

1.1.1??工作接地

工作接地是指根據系統運行需要進行的接地，例如中性點接地，該接地系統通常有電流通過。三相四線制的零線在供電變壓器端是接在工作接地上的，保護接零也屬于這種接地。

1.1.2??邏輯接地

邏輯接地是指一個等電位點或等電位面作為電子電路的公共電位參考點的接地方式。這種接地只是邏輯上的接地，不一定屬于大地零電位。

1.1.3??電磁適應性接地

電磁適應性接地是為了防止寄生電容回授或形成噪聲電壓進行的屏蔽接地，也稱“電磁兼容接地”，即為了滿足電磁兼容設計要求的接地。電磁適應性接地的具體構造可分為以下3方面。

1.1.3.1??屏蔽接地

為了防止因電路之間存在寄生電容而產生相互干擾、電路輻射電場或對外界電場敏感，必須進行屏蔽接地，且屏蔽中的金屬必須接地。

1.1.3.2??濾波器接地

濾波器中一般包含信號線或電源線到地的旁路電容，當濾波器不接地時，這些電容處于懸浮狀態，無法起到旁路的作用。

1.1.3.3??抑制噪聲和干擾

控制內部噪聲和外部干擾時，需要設備或系統上的許多部位與地相連，從而為干擾信號提供“最低阻抗”通道。

1.2??保護性接地

1.2.1??外露導電部分接地

外露導電部分接地是指將電氣設備的外露導電部分接地，使其處于地電位，當電氣設備帶電部分的絕緣被損壞時，可以減輕或消除電擊危害。

1.2.2??裝置外導電部分接地

裝置外導電部分接地是指將非電氣設備的導電部分，例如機械設備的外殼、建筑物的金屬結構和金屬管線等進行接地或連接到接地干線或相互連接，以減少電擊的危害。

1.2.3??防雷接地

防雷接地是指為了消除或減輕雷電危害而將雷電電流導入大地的接地。

1.2.4??防靜電接地

靜電是由摩擦等原因而產生的積累電荷，為了防止靜電引發事故或影響電子設備的正常工作，需要使靜電荷迅速向大地泄放的接地，這種接地稱為防靜電接地。

2??節目傳輸機房接地系統分析

廣播節目傳輸機房是一個綜合性機房。接地系統的任務是：保護操作者的人身安全;防止建筑物遭受雷擊;將旁路雜散的

能量從靈敏度高的廣播節目接收和傳送設備轉移出去，以防止產生電噪聲;防止電子設備因瞬時電磁干擾而遭到破壞;保證設備安全、穩定運行，以及傳輸高質量的節目信號。

節目傳輸機房基本采用的接地主要包括以下幾種。

2.1??防雷接地

發射臺多處于山區，山區在夏季屬于雷雨多發地區。防雷保護地分為保護建筑物不受雷擊而專設的防雷接地裝置和為防止雷電過電壓破壞設備而埋設的防雷接地裝置。節目傳輸機房的防雷保護裝置屬于后者。為了保證信號的接收效果，節目傳輸機房的衛星接收天線常安設于機房屋頂或高于機房的建筑物。節傳機房采用了避雷針防雷接地，當雷云放電接近地面時，該接地可使地面的電場發生畸變，在避雷針頂部形成局部電場強度畸變，以改變雷電導入電的發展方向，引導雷電向避雷針放電，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊，這是人們長期實踐得出的防直擊雷的有效方法。采用此種方式時，必須將機房置于其保護范圍之內，且避雷針的接地電阻必須符合廣播設施防雷接地的規范要求。

2.2??電氣保護接地

當采用TN-S系統時，電氣設備不帶電的金屬外露部分與電力網的接地點采用直接電氣連接。當帶電相線因絕緣故障而損壞設備外殼時，會通過設備外殼構成該故障相對地線的單相短路。此時，電氣保護接地利用很大的短路電流，使線路上的保護裝置（比如熔斷器、低壓斷路器等）迅速動作，切斷電路，從而消除人身觸電危險。電子設備的外殼均為金屬外殼，如果保護接地不到位或不符合要求，在發生接地故障時，則很容易造成工作人員觸電。在節傳機房中，應對以下設備進行接地保護：配電柜、設備的金屬框架或外殼;電力線路的金屬保護管或橋架、接線盒外殼和鎧裝電纜外皮等。保護接地的連接線采用扁鋼或銅導線，以形成可靠的電氣通路。因此，應采用規范的電氣接地連接接地。

2.3??防靜電接地

靜電主要由不同物質相互摩擦而產生，節目傳輸機房中的靜電造成的危害是多方面的。很多設備和儀器對靜電電壓比較敏感，靜電會影響其正常運行，嚴重情況下，瞬間的靜電放電會擊穿電子設備元器件。為了消除靜電所產生的危害，必須采取相應的解決措施。消除靜電的方法有很多，但最簡單和最有效的辦法是采取接地措施，應保證節傳機房中所有會產生靜電的設備可靠接地。因此，應在節目機房中采用耗散靜電地板，即防靜電地板，并使地板與大地通過銅板或其他方式可靠連接。

2.4??電磁適應接地

電磁干擾會影響廣電系統的信號和設備。電磁場的干擾會使線路的噪聲增大，降低機房設備的可靠性，甚至會嚴重影響播出。電磁干擾產生的原因有很多，包括內部因素和外界因素，且干擾的形式也不同，比如外界對機房的干擾、機房內部各系統間的相互干擾。從來源上說，無線電干擾主要包括短波和短波頻率的各次諧波干擾，會影響機房的基帶處理系統、微波傳輸線路和電源系統;電力傳輸線產生的電暈噪聲和極化波會對機房造成影響;雷電電磁脈沖會進入機房避雷系統，并產生瞬變磁場，進而造成設備失效、信號中斷，甚至永久損壞;人們在使用日光燈時可能會產生RF雜信干擾，干擾會從燈管中或從電源配線中輻射出來。這些都是影響節目設備和節目信號可靠傳輸的因素。在這樣復雜的電磁環境中，要保證設備的穩定運行和節目信號的高質量傳輸，就必須做好電磁干擾抑制，而克服電磁干擾最有效的措施就是具備良好的接地系統。

2.4.1??屏蔽接地

屏蔽接地是為了防止電磁感應而對音頻線的屏蔽金屬外皮、廣播設備的金屬外殼、屏蔽罩等進行的一種接地防護措施。在所有接地中，屏蔽接地最復雜，這是因為屏蔽本身既可防外界干擾，又可通過它對外界構成干擾，而在設備內部各元件之間也需要防電磁干擾。如果信號饋線的屏蔽層需要一端接地，則其接地的最優方式一般是使信號傳輸線的末端接地;如果需要平衡與非平衡端口之間接地，則接地端就應選擇平衡一端。值得注意的是，一定要防止因在屏蔽線的兩端接地而形成回路，進而造成干擾。

屏蔽不良或接地不當會引起干擾，這些干擾主要有交流干擾和高頻干擾。其中，交流干擾主要由交流電源引起。防護交流干擾是指對電源進行濾波或在電源變壓器初次級間加屏蔽層并接地，在大的雜散電磁場外，為了防電磁干擾進行屏蔽接地是十分重要的;高頻干擾來自無線發射臺的短波頻率干擾和短波頻率的各次諧波干擾，它們竄入廣播設備后，因在機內得到非正常解調而形成音頻干擾。

2.4.2??信號接地

將信號接地放在電磁適應性接地中討論，是因為信號接地對抑制電磁干擾有著積極、密切的聯系。信號接地在系統與廣播設備之間，比如廣播接收系統之間的接地連接，采用低阻抗導線為各種電路提供具有共同參考電位的信號返回通路，使流經該地線的各電路信號電流互不影響。信號接地的原則是：同一廣播設備的信號輸入端地與信號輸出端地應分離;前級設備的輸出地只能與后級設備的輸入地相連。否則，信號可能通過地線形成反饋，進而引起噪聲和干擾。

2.5??機房接地中需要注意的問題

2.5.1??隔離各接地系統

防雷接地、電氣保護接地和信號接地等接地點之間要保持一定的距離。其中，最重要是防雷接地，在防雷引下線上，絕不能連接其他設備的地線，防雷引下線只能單獨直接入地，否則，雷電會通過引下線損壞其他設備。

2.5.2??合理布線

接地線布線要各成系統，在一定距離內避免平行走線，且要遠離電源線等強電傳輸線路，以減少相互影響。

2.5.3??有序搭接接地線

各接地系統的功能不同，其線路上的能量、電位也不同，如果隨意搭接，則容易損壞設備。尤其是在短波發射臺，屏蔽接地系統線路耦合了無線電波，如果弱點系統的信號線或接地線搭接在上面，則很容易損壞設備。

3??結束語

綜上所述，接地系統是一個復雜的系統。除上述分析外，在實際工作中，還要結合具體情況分析，以解決工作中遇到的問題。做好接地系統的設計和布線，可為節傳機房提供一個良好的接地環境和電磁環境，從而使節目傳輸設備可安全、穩定運行。

〔編輯：張思楠〕

Analysis?of?Grounding?System?Program?Transmission

Liu?Yi

Abstract：?According?to?the?radio?station?transmitting?station?program?transmission?has?a?function?room，?analyze?the?security?room?equipment，?personnel?and?equipment?for?safe?operation?and?stable?operation?of?the?necessary?grounding?requirements，?and?in?accordance?with?these?requirements?analyzes?the?electromagnetic?adapt?grounded.

Key?words：?grounding?equipment;?electromagnetic?environment;?electromagnetic?interference;?engine?room