浅谈广播电视工程中的接地技术和防雷技术

王爱红

摘 要：接地技术在广播电视工程中起着举足轻重的作用，其接地系统性能的好坏直接影响到系统的调试工作量及运行质量。随着电视微波传输、广播发射机、电子设备、计算机网络等广播电视设备的迅速发展，防雷问题也显得愈加突出。

关键词：广播电视；工程；接地技术；防雷技术

一、广播电视系统的接地技术应用

1.接地的概念

接地技术最先主要应用于电力系统，后来接地技术才延伸应用到弱电系统中，并在现代电子设备中得到越来越广泛的应用，我们说的“接地”就是指在系统与某个电位基准之间建立低电阻通路，相同接地点之间的连线被称为地线。通常电子设备的“地”有两种含义：一种是接“大地”以地球的电位为基准，由于大地的电容非常大，一般认为大地的电势为零棗以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连，有保护设备和人员安全的作用，如保护接地、防雷接地等，通常称之为“安全地”。另一种是“系统基准地”在弱电系统中的接地不一定是指真实意义上与地球相连的接地，有提高系统稳定性、屏蔽保护性以增强系统电磁兼容性的作用，在必要时也可做接“大地”处理，通常称之为“信号地”。

2.接地方式的主要种类。接地方式的分类主要有以下几种：

（1）按电器设备分类，接地方式主要分为三种。一是安全接地。安全接地是将电器设备的外壳与大地连接，其作用是当设备因绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护电路动作而切断电源，以保护工作人员的安全。二是工作接地。工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基准电位一般设定为零。该基准电位可以是设备电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时，通常我们认为是相对的零电位。但零电位通常是不稳定的，它会随着外界电磁场的变化而改变，从而导致设备工作不稳定。有时不合理的工作接地反而会使设备工作不稳定，比如接地点不正确引起的干扰，电子设备的共同端没有正确连接而产生的低频环流干扰等。

（2）按照电路的性质分类。为了有效控制电器设备中一些电路在工作中产生干扰，使之有更高的电磁兼容性，在设计电路时，往往根据电路的性质，可以将电路内部工作接地按接地是否影响直流电位分为直流地和交流地，按电路处理模拟信号还是数字信号分为数字地和模拟地，按电路处理信号的强弱分为信号地和功率地等几种类型。

（3）屏蔽接地的分类。屏蔽接地有两类，一类是静电屏蔽：通常是用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，并将金属屏蔽体接地，这样在屏蔽体的外侧感应出与带电导体等量同种的电荷将流入大地，金属壳外侧将不会存在电场，相当于壳内带电体的电场被屏蔽起来了。另一类是交变电场屏蔽：通常也是用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，并将金属屏蔽体接地，可以有效地减少交变电场对敏感电路（比如多级放大电路、RAM、ROM电路）的耦合干扰电压。

（4）广播电视工程中接地应注意的问题。在工程系统安装与调试过程中，有些地方由于有大功率设备的使用，可能存在比较严重的电场和磁场干扰，在电源和导线之间形成相互耦合的干扰是比较突出的，它们往往表现为电容性耦合、电感性耦合、电磁场辐射3种形式，系统接地就是使系统建立与大地的连接，使设备能有效地抵抗这些干扰并正常工作。在广播电视系统安装调试时接地应注意以下几点：

一是要注意系统信号地和其他接地的连接次序。特别是对于音频和视频设备，要注意系统信号地和其他接地的连接次序，安全地和功率地要求接地电阻比较小，而信号地的接地电阻可以稍大，如果不注意这些则可能对系统处理信号带来一些麻烦。

二是要注意机房数字设备接地的规范性。当机柜内设备过多时，特别是现在广播电视机房里的数字设备越来越多，导致數字地线、模拟地线、信号地线、功率地线和机柜外壳地线也变得多起来，对此，可以考虑敷设几条互相并行并和系统外壳绝缘的半环型接地母线，一条为信号地母线，另一条为屏蔽地及机柜外壳地母线；系统内各信号地就近接到信号地母线上，系统内各屏蔽地及机柜外壳地就近接到屏蔽地及机柜外壳地母线上；两条半环型接地母线的中部靠近安全接地螺栓，屏蔽地及机柜外壳地母线接到安全接地螺栓上；信号地母线接到信号地螺栓上；母线的电气性能要良好，电阻要尽可能小。

三是要注意使三相电源中性点电位保持零电位。在三相四线制电源供电时，由于各负载用电量和用电的不同时性，将导致三相不平衡，如果中性线接地不好，将造成三相电源中性线电位偏移，有可能使单相供电的设备因为电压偏高或偏低而不能正常工作，甚至会造成设备的损坏，因此保证电源中性线可靠接地，使三相电源中性点电位保持零电位，是十分重要的。机柜内的工作接地线应采用铜芯绝缘导线或电缆，一般不得利用没有绝缘的扁铁、扁铜带或金属丝编织管，因为这两者难以实现地线间的互相绝缘；工作接地线与保护接地线必须分开，接地体不得利用金属丝编织管直接埋设，埋设时，将接地极打入地表层一定深度并倒入盐水，地线周围最好全部采用炭粉实埋，用来增强导电性。

二、广播电视系统的防雷技术

1.防直击雷。由于广播电视信号的发射，接收和传输转播设施大多安装在高山、高楼或高架铁塔上，因此遭受直击雷的概率较大通常采用的措施是架设一定高度的避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，而后把闪电传导入地。把直击雷的能量耗散到地下，从而保护了地上的建筑物。

2.电源线路防雷。由于雷电能量主要集中在小于40kHz的低频段，供电50kHz的工频线路，最容易和工频附近的最大能量谐波分量发生耦合谐波，加上交流电网大而面广，雷电波比较容易从电源线路途经破坏电子电器设备。

3.天馈线路防雷。户用天线、共用天线、电视接收卫星地球站、电视发射机等，由于对收发信号的需求特点，天馈系统大多安装在高楼顶或高架铁塔上，电子设备由天馈系统引入得雷击几率很大。

4.信号线路防雷。当今电子技术正向高频率、高速度、高可靠性、超小型化、网络化和智能化方向发展，电磁干扰对这些设备和系统的影响也就越来越突出，特别是雷电电磁干扰的发生与传输对于广电微电子接受、传输设备造成的失效与损坏事故日益增长。

5.防地电位反击。由于避雷针引雷入地也会在接地体处产生大于1kv以上的冲击过电压，而土壤的冲击击穿场强约为200—1000kv/m，平均值为600kv/m，因此在接地体3m以内的土壤会产生大的新冲击电流。更远处则会由于土壤中的暗流及各种地下管道、导体的传导诸多原因，会受到不同程度的波及。

6.接地。在工作地与其他接地之间安设一个低压隔离避雷器，当两地间电位差超过保护值时，瞬间接通，接成等地电位，待二地电位差低于保护值时，二地间又恢复隔离状态。