接地技術及在廣播電視系統中的應用

董文華

（作者單位：湖北廣播電視臺播控中心動力部）

1 研究背景

接地，指電力系統和電氣裝置的中性點、電氣設備的外露導電部分和裝置外導電部分經由導體與大地相連，可以分為工作接地、防雷接地和保護接地。

工作接地一般指電力系統某一點（如發電機或變壓器中性點等）通過接地裝置與大地直接或間接相連。在廣播電視供電系統中，發電機及變壓器中性點直接與地網相連。

防雷接地是為消除線路直接雷擊或感應雷過電壓危及設備及人身安全而設的接地。在建筑物合適位置應裝設避雷針、避雷線。在高壓線路及設備上應裝設避雷器，防浪涌設備。

保護接地是將配電裝置的金屬架構、電氣設備的金屬外殼等部分通過導體與接地體相連。當設備出現絕緣損壞時，能通過接地體降低金屬部分對地電壓，降低人體觸電電流，達到保護人員的目的，同時能促使保護裝置動作，盡早排除故障。

2 接地技術在廣播電視系統中的應用

2.1 防雷接地

防雷對于各廣播電視系統，尤其是高山臺站非常重要。直接雷擊主要依靠天線或建筑物頂端的避雷針、導體、接地體，將雷電電流引入大地。高山臺站宜使用限流避雷針，其具有保護范圍大，提高保護物保護概率，降低雷電電流等特點。間接雷擊主要進入供電系統，尤其是高壓系統中。因雷電電流強度大，宜設置多級避雷器和防浪涌裝置。信號電纜一般有網線、音視頻信號、控制線纜、數據線纜等，為避免因通信電纜引入雷電的可能性，這些信號線路在進入設備前首先接入信號避雷器，信號避雷器的選擇，應根據線路的工作頻率、傳輸介質、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數，選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的信號避雷器。宜選用有金屬屏蔽層的電纜，并埋地敷設。電纜金屬屏蔽層應做等電位連接并接地，信號避雷器的接地端及電纜內芯的空線對應接地。根據國家相關規定獨立的防雷保護接地電阻應不大于10 Ω。

2.2 保護接地

在廣播電視系統中，為保證用電安全，減少人員觸電事故發生，減低觸電事故傷害，應安裝保護接地裝置。如發電機、變壓器、配電機柜等設備金屬底座或外殼均應接地。根據國家相關規定獨立的安全保護接地電阻應不大于4 Ω。

2.3 工作接地

在廣播電視系統中，工作接地主要分為電源系統工作接地和弱電系統工作接地。

第一，電源系統工作接地主要是變壓器、發電機、UPS等設備中心點直接與大地相連。對于電源系統而言，中性點接地可以有效消除零序電壓偏移，保持三相對地電壓相對穩定，可方便地使用單相電源。在單相電源系統中，將一相工作接地，可降低系統成本。在中性點直接接地系統中，當發生單相對地短路故障時，短路電流較大，保護裝置動作及時，可迅速切除故障點。根據國家相關規定獨立的交流工作接地電阻應不大于4 Ω。

第二，弱電系統工作接地主要是各種視音頻、網絡設備信號公共基準地線，廣播電視接地系統中最復雜，要求最高的接地系統。根據行業相關規定弱電工藝系統工作接地電阻應不大于1 Ω。

3 接地技術應用中的注意事項

3.1 接地裝置的施工

接地裝置的施工應符合國家和行業相關規定，根據地質、氣象特點因地制宜選用合適的方法、材料進行施工。項目驗收時應檢測接地電阻。

3.2 機房接地拓撲結構

一般機房可采用星形（樹形）單點接地方式。地線的長度應適當縮短，如地線較長時應減小其阻抗（使用橫截面積較大的接地線），宜使用方形的接地線。

高頻線路機房如微波機房、衛星收發機房、廣播電視發射機房應采用網形多點接地方式，一般使用平面網結構。樹形和網形示意圖如圖1所示。

3.3 工藝設備接地與電源系統接地

根據《廣播電視工程工藝接地技術規范》要求，在工藝機房內應使用工藝地線，而不是電源地線系統。因此在工藝機房內，需將電源地線轉換為工藝地線，具體轉換方式如圖2所示。

3.4 多系統接地原則

若同一機房或機柜中有多種不同設備，會出現數字地線、模擬地線、機柜外殼地線較多的情況。這時應全面分析實際情況，確定總體接地方案。宜敷設相互并行的接地母線，每臺機柜應單獨引接地線至接地母線，嚴禁多機柜接地線串聯再接入接地母線；機房接地端子板的每一端子對應一條接地母線，嚴禁多接地母線共用接地端子；接地母線及安裝固件應于建筑地之間做絕緣處理。圖3為機房接地示意圖。

圖1 機房接地拓撲結構

圖2 工藝機房接地線轉換示意圖

圖3 機房接地示意圖

3.5 設備接地注意事項

設備應同時采用兩種方法接地。

（1）通過單相三極插座中的PE線接至接地母線。

（2）通過設備專用接地端子接至接地母線。

設備不能通過如下方式接地：

（1）設備嚴禁通過設備中相線（零線）接地。

（2）設備嚴禁通過信號線或電源線的屏蔽層接地。

（3）設備不能通過機柜安放在地面等方式接地。

3.6 接地電阻測量周期

地網接地電阻大小嚴重影響接地效果，因此必須定期檢測接地電阻。根據國家和行業規定：供電機房接地接地裝置，每年1次；變壓器，發電機接地裝置，每2年1次；外線避雷裝置，開關柜避雷裝置，每2年1次；建筑物避雷裝置、發射天線避雷裝置，每5年1次；采用聯合接地方式的，按最短周期進行。

接地電阻測量宜選擇土壤較干燥的季節進行，這時土壤干燥，接地電阻較大。若此時接地電阻合格則說明全年接地電阻都在要求范圍內。

4 結語

接地技術在廣播電視系統中具有十分重要的作用。在廣播電視系統設計、施工、運行、維護等過程都應重視接地。要根據廣播電視技術的發展不斷況創新接地技術；要根據實際情況選擇合適接地技術；要認真分析現有接地技術中存在問題，并提出改進方案；要促進接地技術更好發展，為廣播電視安全、高質量保駕護航。