關于中短波廣播電臺機房接地系統的分析

摘? 要：中短波廣播電臺機房接地系統主要有工作接地、技術接地（高頻接地）、保護接地、避雷接地等系統構成。而對于各種接地系統主要對其接地電阻與接地裝置進行分析，通過分析人工接地體、自然接地體、防雷接地的工程埋設，以及各種接地裝置埋設方式方法的不同，接地電阻計算方法的不同，助力做好機房接地系統地阻工程設計，進而降低機房接地電阻。對于接地電阻的檢測、正確使用接地地阻測試儀的連接和布置方式及測試方法做簡要介紹。

關鍵詞：廣播電臺機房;接地地阻;地阻測試

中圖分類號：TN931;TM862? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）05-0045-05

Analysis on the Grounding System of the Medium and Short Wave Radio Station Room

CHEN You

（91612 Radio and Television Bureau of Xinjiang，Aheqi? 843500，China）

Abstract：The grounding system of medium and short wave radio station room mainly consists of working grounding，technical grounding （high frequency grounding），protection grounding，lightning protection grounding and other systems. For various grounding systems，the grounding resistance and grounding devices are mainly analyzed. Through the analysis of the engineering burying of artificial grounding body，natural grounding body and lightning protection grounding，as well as the different burying methods of various grounding devices，and the different calculation methods of grounding resistance，it helps to design the grounding resistance Engineering of the computer room grounding system，so as to reduce the grounding resistance of the computer room. This paper briefly introduces the detection of the grounding resistance，the connection and layout of the correct use of the grounding resistance tester，and the test method.

Keywords：broadcast machine room;grounding resistance;ground resistance test

0? 引? 言

目前新疆許多中短波廣播轉播發射臺站機房接地系統都不是很規范，尤其是老中波發射臺站的地阻普遍較大，嚴重影響了中短波廣播的收聽質量及臺站“三滿”播出工作。中短波廣播電臺機房接地系統是否獨立、規范，將嚴重影響臺站的安全，而且也嚴重影響廣播節目的收聽效果。因此對老的中短波廣播電臺機房接地系統進行改造，將會有效確保中短波廣播電臺的安全播出，同時也將大大提高廣播節目的收聽效果和覆蓋范圍。

1? 中短波廣播電臺機房接地系統主要組成結構

以前在新疆，尤其是南疆地區，修建中短波廣播電臺機房的接地系統接地方式是非常簡單的，機房的各種接地相互交錯，相互共用，有的老中波電臺機房接地就是在機房附近直接埋設幾個鍍鋅鐵樁或銅帶，甚至有些電臺的供配電接地和防雷接地共用一個接地系統，相互串聯在一起。這嚴重影響機房設備、機器設備及工作人員的安全。同時機房電磁環境復雜，無線信號相互干擾也嚴重影響廣播信號的發射，影響“三滿”播出。因此我們需要對南疆中短波廣播電臺機房的接地系統進行合理布局埋設。目前最合理的就是分為四部分，分別為工作接地、保護接地、高頻接地（技術接地）、避雷接地。整個機房接地系統結構如圖1所示。

（1）對于機房工作接地系統，尤其是80年代在南疆縣級修建的中波轉播臺，工作接地鋪設非常簡單，就是幾根鐵棒往地下砸，引出一個或幾個接地線，非常不系統、不規范。而機房工作接地系統應該是非常系統、規范的，應該分為機器設備用電安全保護接地、避雷接地、電源中性接地等。其中電源中性點接地在工作中應保持三相電源系統中相電壓對地的電壓不變。而防雷設備接地要實現對地泄放雷電流，防止用電設備受到雷電擊壞。規范的機房電力工作接地電阻值如表1所示;

（2）機房保護接地系統。目前老中波廣播電臺存在的問題是和電力線系統接地共用，有的甚至和防雷接地體共用一個接地體。我們都知道保護接地系統主要防止金屬外殼的機器設備出現漏電情況時，使人發生觸電意外的保護性接地，如果和電力接地或防雷接地共用是非常不安全的，沒有起到保護作用，反而還很危險，而且保護接地的電阻通常不能大于4 Ω，接地電阻要求更高;

（3）技術接地也稱信號接地或高頻接地。目前各中短波電臺機房鋪設還是比較規范的，各個發射機的高頻接地是相互獨立的。目前大多數中波廣播發射機房的高頻接地地阻都不大于2 Ω，幾個大的短波廣播發射機房的高頻接地地阻也不大于1 Ω;

（4）防雷避雷接地系統，主要是通過避雷針、避雷網、閃接器，將強大的雷電引入到大地，避免雷電給機房機器設備造成損失。而以前新疆南疆建設中波廣播機房時對于防雷接地系統要求不是很高，但現在機房的各種接地設備必須設計布局合理，符合國家標準。尤其是發射機房保護接地系統和防雷避雷接地系統，必須是分開獨立的，而且兩個接地系統還需要相隔一定的距離，這個距離和機器設備的防雷等級息息相關。通常情況下，兩個系統的距離必須大于3 m，距離越大越好。防雷接地系統的接地電阻必須小于8 Ω，新疆主要是戈壁沙漠地區，土壤比較干燥，土壤的電阻率基本都在1000 Ω·m以上，因此其防雷接地電阻能夠在8 Ω～ 15 Ω之間。

2? 接地電阻及接地設備分析

接地電阻是接地設備的流散電阻和接地設備對地電阻之和。機房在做各種接地系統設備時，只需考慮接地設備的流散電阻。對于接地設備，可分為自然接地體和人工接地體。我們在對老的中波廣播電臺機房接地系統進行改造時，也可以充分應用自然接地體，在接地設備的工程設計中，要是自然接地體的地阻能夠滿足工程設計需求，我們完全可以不再鋪設人工接地體，這樣可以大大降低工程成本。如果沒有符合工程設計要求，那么必須鋪設人工接地體。可以充分利用建筑物鋼結構和鋼筋鋪設的金屬管道等作為自然接地體。尤其是變電設備可以充分利用鋼筋混凝土作為自然接地體，減少接地裝置工程成本。

2.1? 人工埋設接地體

在對老的中波廣播電臺機房接地系統進行改造時，鋪設人工接地體有兩種方式方法，分別是接地體垂直鋪設和水平鋪設。目前工程鋪設中普遍采用垂直鋪設方式，而水平鋪設方式在工程中用的很少。目前新疆中短波廣播電臺發射機房地阻較大，為降低高頻接地電阻，機房會采樣高頻接地銅板進行水平鋪設。

在工程中，垂直埋設的管型接地體直徑大約在50 mm，長度大約在2 m～3 m，鋼管厚度大約在3 mm～5 mm。如果選用直徑小于50 mm的管型接地體，其鋼管強度會變小，在打入地下時會很容易彎曲;如果選用直徑大于50 mm的管型接地體，鋼管消耗量會很大，費用會大大增加。如果選用小于2.5 m的管型接地體，其流散電阻會有所增大;而選用大于2.5 m的鋼管時，又會遇到鋼管很難打入地下的問題。所以選擇直徑大約在50 mm，長度大約在2.5 m的管型接地體是最經濟實惠的。工程中一般采用50 mm±5 mm均可，其長度最短不得小于2 m。為減少自然環境對接地體及接地電阻的影響，在埋設接地體時，深度必須大于0.8 m，工程埋設一般在1.5 m左右。接地體工程鋪設方式方法如圖2所示。

新疆土壤大多為沙土石頭戈壁，其土壤的電阻率普遍較高，因此在給機房做接地時必須進行降阻，在埋設人工接地體時要添加各種降阻劑，土壤電阻率參考值如表2所示。

2.2? 防雷接地裝置

對于新疆許多老中波廣播轉播臺防雷接地和其他保護接地、工作接地混為一體的現象，必須進行改造，避雷接地裝置必須與其他接地系統獨立，在工程進行改造的過程中，必須考慮雷電產生的跨步電壓，防雷接地必須離建筑物的出口至少3 m以上。要是不夠3 m，那么必須要有相應的改善防雷絕緣措施。在做防雷接地裝置埋設時，深度必須在1 m以上，同時必須對防雷接地樁和外漏防雷扁鐵進行絕緣處理，可以涂抹瀝青或包裹絕緣材料等，如果遇到水泥碎石鋪設的路面，必須與防雷接地裝置相距2 m以上，且加強絕緣保護。

3? 接地電阻的計算

3.1? 管型接地體地阻計算

在對機房接地系統進行改造時，對于人工接地裝置高頻接地電阻的計算，如果采取的是單根管型接地垂直埋設，其地阻可用公式RE1≈（Ω）進行計算，式中，ρ為土壤電阻率（Ω·m），L為接地電極長度（m）。

如果是采用多根管形接地垂直埋設，其地阻可用公式RE=進行計算，式中，RE1≈，ηE為利用系數，n為管子數量，n根接地電極并聯時，由于接地電極間屏蔽效應影響，使得總的接地電阻RE

3.2? 帶型接地體地阻計算

在新疆中波廣播轉播臺站，機房發射機高頻接地，普遍都采用帶型接地體，工程中都是水平埋設接地銅帶，其接地電阻R可用公式RE1=（Ω）進行計算，式中，ρ為土壤電阻率（Ω·m），L為水平接地體的長度（m）。

如果在工程中采用多根水平放射形埋設接地銅帶，其接地電阻R可用公式RE≈（Ω）進行計算，式中，ρ為土壤電阻率（Ω·m），n為水平放射帶的根數。

如果埋設的是圓形環接地體和方形環接地體，其接地電阻可用公式RE=0.6ρ/（Ω）進行計算，式中，ρ為土壤電阻率（Ω·m），A為環形接地帶所包圍的面積（m2）。

接地方式如圖3所示。

3.3? 沖擊地阻的計算

在對老機房接地系統改造的過程中，尤其是對防雷接地系統的改造，要將沖擊接地電阻問題考慮其中，沖擊接地電阻就是雷電流過接地體泄放電流入地接地的電阻。雷電流泄放入地時，土壤被擊穿，讓接地電阻截面增大，散流電阻降低。在工程中可用公式R= 進行雷電沖擊地阻的初步計算，式中，RE為工頻地阻，α為換算系數，α與L/LE比值如圖4所示。

圖4中：斜線1為土壤電阻率ρ>2 000（Ω·m）;斜線2為土壤電阻率ρ<1 000（Ω·m）;斜線3為土壤電阻率ρ<500（Ω·m）;直線4為ρ<100（Ω·m）。LE為接地體的有效長度，ρ為土壤電阻率（Ω·m），L為接地體實際長度，實際長度L=L1+L2+L3，…，當L>LE時，取L≈LE。

4? 機房地阻檢測方法

4.1? 地阻測試儀的使用方法

檢測機房接地電阻的儀器叫地阻測試儀，有手動和晶體管兩種。目前我們的中短波廣播電臺都使用晶體管接地電阻測試儀，使用方法非常簡單，連接如圖5所示。

地阻測試儀的連接圖中：1為被測接地體，2為電壓極，3為電流極。S大于等于2倍以上D，D是被測接地體對角線長度;S約等于0.6倍S2，理論上S1等于0.618倍S2，三根測量線和兩個接地電棒，其中測量線有5 m的一根，20 m的一根，40 m的一根。

4.2? 接地電阻測量電棒布置方法

接地電阻測量電棒布置方法有兩種：（1）直線布置;（2）等腰三角形布置。直線布置：適合測量單排或單個的接地裝置。等腰三角形布置：適合測量接地網。兩種方法都可測試，沒有特殊要求。工程中用兩種方法對同一接地裝置測試，所得結果幾乎沒有差別。我們進行地阻測試時，被測接地極E、電壓探棒P、電流探棒C，成一條直線且相距20 m，電壓探棒P應在E和C之間。其中E端接5 m導線、P端接20 m導線、C端接40 m導線。測試時先將測試儀的電阻指示按鍵放到較大的檔。假如所測的最終接地電阻值不在該檔，可以調整按鍵到適合的檔。測試儀一般設有2 Ω檔、20 Ω檔、200 Ω檔、2 000 Ω檔，每檔均可以測出最小接地電阻值，精確度在最小檔最精確。

接地測試儀測量時，接地裝置要與被保護的設備斷開，否則所得結果很不真實，往往測得的值是所保護設備的電阻值。計算機與發射機內阻一般在0.85～0.92之間，如果所測值在此范圍，地線裝置設計得又不到位時，就要檢查兩者是否真正斷開。在接地系統要求嚴格的地方，這種測量誤差危害很大。很多廣播臺站的技術人員在測試發射機的接地電阻時都未將接地裝置與發射機設備斷開。

5? 結? 論

經過上述闡述分析可知，做好中短波廣播電臺機房接地系統對于機房無線廣播信號收發射干擾是十分重要的。文章詳細分析介紹機房接地系統的重要組成，也對接地體接地電阻的埋設及計算做了詳細介紹，同時對接地電阻的測試方法進行說明，希望能對正在進行中短波廣播電臺機房接地系統進行改造的電臺有所借鑒。

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作者簡介：陳攸（1986-），男，漢族，江西萍鄉人，工程師，中級職稱，碩士，主要研究方向：中短波廣播發射。