广播电视转播台与微波站公共接地措施与探讨

2018-02-23严燕段恒

西部广播电视 2018年3期

严燕段恒

一般来说，广播电视的转播台和微波站同时兼作发射台的作用，大多选择建设于城市附近的自然高点或人工高大建筑顶层上，因此，遭到雷击或受到雷电有的几率较大，影响到实际的工作状态和运行安全。而最有效的防范措施，就是要让转播台或微波站充分接地，一方面，可以将雷击的强大电流引向大地，避免人员和设备设施的更大损失；另一方面，可以通过雷电时排泄设备设施的感应电流，保证设备设施的安全运行状态。

1 公共接地的价值和意义

1.1 接地的概念

所谓接地，从物理学意义简单理解，就是将电气设备的金属外壳或电路线路的某些节点采用金属导体和大地充分连接，形成联通良好的电气传输通路，将设备与大地整合为一体，电位保持一致。对用电设备采用系统接地的方式，是对人员以及设备进行必要保护的一种有效技术措施。

1.2 公共接地的意义

对广播电视转播台和微波站进行接地，目的有两个：一是为了抑制静电干扰，确保转播台和微波站机房的电气设备和系统的运行稳定性；二是为了实现转播台和微波站的工作人员以及设施设备的运行安全，避免雷雨天气对系统运行的影响和危害。雷击是一切通信设备设施的最大天敌，若是对雷击的严重性估计不足，没有采取必要的防护措施，或防护措施力度不够，都会有巨大的损失和风险，其中包括维修和更换受损和毁坏的设备设施所付出的人力和资源，以及因此导致停机等故障性问题造成的经济和社会性损失，都是非常巨大和难以承受的。

2 广播电视转播台和微波站机房接地的分析

机房接地依据实际用途通常可以分为两种方式：一是保护性接地，二是功能性接地。保护性接地又包括防静电接地、防雷接地、安全保护接地。功能性接地也可以分为三种接地方式，分别为交流接地、直流接地、屏蔽接地。下面分别就这几种接地方式加以讨论。

2.1 直流接地

直流接地在工程上也可称作逻辑接地、信号接地。具体来说，就是机房的设备系统内的全部逻辑电路的共同零电位参考点保持与大地相连接，即逻辑地。逻辑电路属于弱电处理单元，其电平保持在较低的位置，信号电压起伏的幅度较小，非常容易被地电位差及外界电磁场的作用干扰，保持良好稳妥的直流接地，可以避免地电位差以及电磁场对电路工作的影响。

2.2 交流接地

交流接地又可以称作功率接地，因为交流电的一些使用特征，在机房中的几乎全部设备都需要交流电作为电源。为保证交流电的稳定供电，用电线路和设备必须按进行接地处理，将交流电中三相四线制的中线充分接地。

2.3 屏蔽接地

屏蔽接地是要把对机房电气设备的干扰源直接转向大地，进而抑制不需要的外部电磁干扰的影响。同时，也更多是考虑降低机房内部各个设备之间因为自身原因导致的彼此电磁干扰，这时进行的接地都属于屏蔽接地。

2.4 防静电接地

静电是造成设备损毁的重要源头之一，尤其对于射频设备来说，高频跳变的电压电流会感应出非常多的静电电荷，一旦这些累积的电荷短时释放，会造成打火等问题，导致设备的损坏。具体来说，其危害的表现主要是对系统的视频服务器元器件的损伤，并会给传输设备的信号通信带来不同强度和形式的干扰，使数据出现误码，信号失真。而接地就是对机房进行静电防护的最基本措施，将设备进行安全接地，能够及时消除设备设施在金属外壳表面累积聚集的所有静电电荷。并且，当带静电的物体触及机房系统设备的外机壳时，其上带有的静电可以借助接地导入大地，不会影响到设备的运行状态。

2.5 安全保护接地

安全保护接地就是将用电设备的导电外露部分实施接地处理，保证该裸露部分处于接地的零电位。这样，当用电设备的带电部分外部的绝缘保护发生损坏，就能降低或避免电击的可能危害。一般情况下，用电设备的外露导电部分，大多都是该设备的外壳，因此，可以将这种安全保护接地的方式也可称其为外壳接地。

除以上五种常规接地用途情况外，防雷接地对广播电视转播台和微波站有更重要的影响，下面将专门针对防雷接地进行分析和论述。

3 广播电视转播台与微波站的防雷接地分析

3.1 雷电形成机理

雷电的主要产生机理是因为强对流天气导致云团和空气剧烈相对运动，高速大范围的摩擦在云团内累积了大量电荷，且各云团间所带的电荷极性相反，或存在巨大电势差。两个云团间会形成一个巨大的电容，当距离达到一定的程度，就会发生大规模放电现象，形成雷电。如果放电的另一侧是大地，形成的就是对地放电，也就是雷击。雷电主要包括两种，分别是直击雷和感应雷。

3.1.1 直击雷

当雷电直接击中某建筑物或者某电子设备上，瞬间产生的大量热能不能散去，就会烧坏或劈裂建筑和设备，直击雷发生雷击的概率大约占全部的10%左右。

3.1.2 感应雷

感应雷不会像直击雷那么猛烈，但感应雷发生的概率要远高于直击雷，其雷击的发生概率约占全部雷击的90%左右。

3.2 对雷击的防护措施

3.2.1 对直击雷的防护措施

通常，对直击雷的防护会采用以接闪器、引线和接地体共同组成的引雷系统，该设计的直接目的是将雷电的大部分能量流泄到大地中。重点把握几个关键环节：第一，要注重对发射塔的防雷保护，发射塔是广播电视转播台与微波站在附近区域的最高点，因而是雷击的最可能目标。进行防雷设计中，塔的最上端安装避雷针，通过铁塔与塔基直接相连，之后与塔基周边的接地网继续连接。对接地网的直接要求就是保证电流的贯通，接地电阻设置为4 Ω。第二，要注重对天馈线的雷击防护，天馈线是附近区域的第二高点，也是所有信号的出入通道。包括进入室内的所有发射信号设备的天调和馈线，装吊反馈管的固定钢绞线，以及过桥和电源线等。第三，在雷电高发的天气里，信号引线的外皮非常可能将感应雷引进机房，形成巨大的破坏作用，须运用必要的措施实现电气阻塞。

3.2.2 对感应雷的防护措施

感应雷是靠过电压方式损毁电子设备，对感应雷的防护就是采取有效手段来进行电位差的消除，主要的技术措施包括三种：等电位连接、屏蔽以及装设浪涌保护器。首先，高压部分电力传输线对地电压不高于6 000 V，低压线路要采取过压保护措施。其次，广播电视信号基本选择光缆和微波等通信设备进行传输，并且进入机房信号线缆加装对地避雷器，电缆空线接地，严格做好线缆的屏蔽接地。