接地技术在广播电视工程中的应用
2022-03-25梅健
梅健
(吉林广播电视台 吉林长春 130000)
现阶段,国内广播电视工程发展速度不断加快,为切实保障广播电视工程内电力系统安全稳定运行,还需要着重关注接地技术的使用,在保护电力设备的同时,控制电磁波对广播电视工程造成的不利影响,使广播电视信号的传输更加平稳可靠。
1 接地技术概念
接地技术主要就是将电力系统中的中性点与电气设备的外漏部分、装置外导电部位利用导体与大地连接,具体可分为工作接地、防雷接地、保护接地3 种形式。不同接地技术的应用效果不同,需要结合具体电力系统运行特征,选择适宜的接地手段。针对广播电视工程,发电机及变压器的中性点会与电网直接连接,保护电力设备安全运行,将人员触电事故的发生概率控制在最低的范围之内[1]。
电子设备中的接地有两种含义:第一种是连接大地,将大地作为零电位,使电子设备的金属外壳、电路基准线与大地连接在一起,保护设备及人员安全;第二种是系统基准地。在弱电系统中的接地需要提高系统稳定性、屏蔽保护性,实现系统电磁兼容目标,接地点通常为信号地。
接地技术内主要涉及接地、接地体、接地线、接地装置及接地电阻概念。出于功能及保护作用,将电力系统或电力装置的某部分,经接地线连接到接地极的过程被称为接地。与大地土壤直接接触的金属导体或导体组被称为接地体,连接电气设备及接地部分的金属导体被称之为接地线,接地体与接地线被统称作接地装置。
在接地装置运行环节,可以将电力设备及生产设备中的漏电流及静电负荷、雷电电流等引入到地下,从而避免触电事故及电力系统运行环节的火灾及爆炸现象出现。
接地电气设备接触接地装置及大地的电阻被称为接地电阻。接地电阻由电气设备、接地线接触电阻、接地线自身电阻、接地体电阻、接地体及大地接触电阻、大地自身电阻组成[2]。
2 接地技术种类
接地技术就是借助外漏装置,将电气、电子机械设备连接在一起,使其能够与地面紧密连接,具有显著的中性点特征。从功能角度分析,接地技术可分为保护接地技术、工作接地技术、防雷接地技术及屏蔽接地技术4种类型。
2.1 保护接地技术
保护接地技术主要就是在机柜、操作台管理环节,将电力设备与地面连接在一起,防止电力设备出现漏电问题。保护接地手段应用范围广阔,如110kV、220kV、380kV等强电型电力系统均可使用保护接地技术。在设备主机电源发生故障问题的情况下,供电火线及金属外壳可作为带电体结构。
例如,广播电视工程内接地系统无法满足导电性要求,带电体与地面之间会形成电位差,人体与其接触时会生成通电路径,进而引发触电事故。因此,广播电视工程电力系统设计环节,需要着重将电力机械设备与地面联系在一起,充分发挥出接地装置的保护作用,确保电力系统始终处于安全可靠的运行状态下。
2.2 工作接地技术
广播电视工程内机械设备运行环节,设备与地面之间应当安装仪器仪表,对接地系统各参数数值展开全过程、全方位测量,实现逻辑信号分析功能,屏蔽接地回路信号。工作接地系统运行环节,主机电流处于计算机系统内,可设置5V电源输出点对主机电流进行处理[3],开展高效的电平逻辑管理工作。在发送变送器信号后,可以与回路接地生成模拟信号,有效连接接地系统。接地系统运行时,会受副端接地系统的影响而出现机械设备故障问题,无法将基准点与地面有效连接,进而出现电磁干扰现象,严重影响到系统实际运行效果。因此,在当前广播电视工程建设环节,需要着重关注工作接地系统的应用,进一步提高工作接地系统运行水平。
2.3 防雷接地技术
防雷接地装置能够使雷击时产生的电流顺利导入到大地中,避免电力设备及建筑物出现严重损害问题。在广播电视工程电气设备运行过程中,巨大的雷击电流会使设备结构严重损害,系统维护成本显著增长,因此,需要合理安装防雷系统,增强防雷效果。由于广播电视工程涉及的电力设备多为低压设备,还需要着重关注防雷接地系统的应用效果[4],对雷击问题进行及时有效隔离,开发出具备较高性能的防雷接地装置,确保工程内电力设备始终处于安全运行状态。
2.4 屏蔽接地
屏蔽接地适用于复杂的电磁环境,其主要运行目标为防止广播电视工程内电子设备在各类磁场的影响下出现异常运行问题。在屏蔽接地装置运行过程中,可以针对不同电磁干扰环节的辐射性耦合情况,利用金属壳、金属合集金属板等方式,将电磁场限制在有限空间内,使外界电磁场实现有效隔离。屏蔽接地工作可用于控制回路、组件、元件的电磁感应干扰,改善接地装置运行环境,防止干扰电源受到破坏作用影响。
3 广播电视工程应用接地技术的必要性
接地技术最初引入原因主要是防止电力或电子设备遭遇雷击,将雷电产生的雷击电流利用避雷针引入到大地中,以起到保护电力系统及建筑物的作用;同时,接地技术也是保障人身安全的重要手段。在由于绝缘线不良、线路老化等因素而导致相线与设备外壳触碰时设备外壳会产出较大电压,引发触电事故。通过接地方式,设备外壳生成的故障电流会经由PE线流向大地[5],从而起到保护作用。
现阶段,电子通信及数字领域发展速度不断加快,接地系统也应在原有防雷及安全作用的基础上进行不断优化。比如,在广播电视工程通信系统中,电力设备的信号互联较为复杂,需要设备中设有一个基准地作为信号参考地。在广播电视工程内部电子设备结构日渐复杂的背景下,信号传播频率日渐提升,在接地系统设计环节也需要着重关注信号之间的电磁兼容性,防止接地装置对电力系统运行期间的安全性及稳定性造成不利影响。
广播电视工程电力设备经常会出现信号串扰、噪声或计算机异常运行问题,造成此些现象的原因与接地管理不当、接地不良存在密切关联。接地系统的可靠性可直接影响到广播电视工作开展质量,因此,需要加强接地环节管控力度,完善专项可行的接地工作管理机制。
随着社会经济发展速度日渐加快,群众对广播电视工程建设质量及后期运行水平提出了更高要求。广播电视工程内电力系统复杂性不断提升,使电力系统的运维工作难度进一步增大。由于电气设备本身并不具备防雷及抗干扰功能,需要额外设计出功能完善的接地装置,保障广播电视设备安全稳定运行[6]。
4 广播电视工程接地要求
广播电视工程中的电气及电子设备数量众多,操作流程较为复杂,经常会出现各类安全事故问题,严重影响到设备运行期间的安全性能。因此,在广播电视工程设计工程中,应当切实保障接地系统运行环节的可靠性,充分发挥出接地设备的保护功能,切实保障广播电视行业生产经营建设期间的综合效益。具体而言,广播电视工程对接地技术的应用要求主要体现在以下几个方面。
(1)广播电视工程电气系统运行时,需要保障接地点位的稳定性能,做好接地系统定期检测工作,避免接地系统受外界环境因素干扰而出现无法正常运行问题,确保接地系统运行功能预期目标相符。
(2)接地系统设计环节需要选择适宜的接地装置规格,切实保障接地点的合理性,防止接地系统受外界因素干扰作用影响。
(3)防雷接地系统中的电阻值应当符合相关规范,当电流通过时的电阻量控制在合理范围之内,分析电力系统工作类型及接地效果,从根本上提升电力系统接地水平[7]。
5 广播电视工程接地技术的实际应用要点
广播电视工程实际建设环节应当着重关注接地技术的合理应用,了解各类电力设备运行特征及要求。针对不同电力设备运行状态,对接地系统进行统一的管理及分析。为使广播电视工程能够与社会现代化发展趋势相符,工程内电力结构复杂性能更为显著,分析现有系统运行环节的不足之处,制订出专项可行的电力系统接地技术方案。
5.1 针对性地选择接地技术方案
针对较为复杂的广播电视工程电力系统,需要采用合理方式满足信号源、接地系统的次序设计要求,有针对性地选择接地技术方案。在设计安全区域时,应当以减少电磁场的干扰量为目标,有效控制电磁信号干扰,需要增大接地电阻控制值。在模拟及数字区域设计时,接地系统还需要制订出专项可行的建设方案。合理安装接地保护结构,确保公共母线始终处于安全运行状态,避免电磁干扰作用对广播电视信号传输效果造成不利影响。
5.2 合规使用接地系统
在接地系统建设环节,应当以增强电力设备接地效果,满足接地保护系统运行功能要求为主。在接地装置运行时,需要注意接地装置操作期间的合规性。举例而言,在处理信号接地母线时,应当建立设备机柜与地面之间的关系,根据不同信号种类,选择机柜外壳信号屏蔽方式。同时,在信号接地母线设计工作开展时,还可以将信号接地母线及接地螺栓连接在一起,保护电力设备安全运行。建设接地装置,还需要根据接地母线电阻值的具体情况分析,合理调整母线结构,增强信号屏蔽水平。
6 广播电视工程接地技术的应用注意事项
接地技术现已成为广播电视工程建设要点,接地效果可直接影响到广播电视工程电力设备安全运行水平。在实际应用接地技术应用过程中,相关工作人员需要着重关注以下要点。
(1)要求接地系统建设工作应当严格遵守国家及广播电视行业颁布的规范标准,结合当地地理环境及气候特征,选择适宜的接地材料与接地方式。同时,在工程接地项目验收时,还需要对接地电阻进行准确检测,对比分析电阻值与标准电阻值的误差,切实优化接地系统内部结构。
(2)针对广播电视工程机房接地环节,需要采用拓扑接地方式,如星型或树型接地等。结合工程运行要求,适当缩短接地系统地线长度,降低系统阻抗率,选择截面积较大的接地线,使用正方形或矩形截面形式。针对频率较高的线路机房,如发射机房、微波机房或卫星发生机房等,可选择网型多点接地手段,如平面网结构。
(3)在工艺设备及电源系统接地时,需要按照技术规范要求,在工艺机房内选择专用工艺地线,不得使用电源地线。
(4)多系统接地环节还需要选择适宜的接地技术手段。例如,在一个机房、机柜中包含种类复杂的电力设备,地线种类及数量也会较多,数字地线、模拟地线与机柜外壳地线交叉在一起,需要接地系统实际运行情况,制定适宜的接地技术方案。依照相互并行方式敷设接地母线,针对不同机柜均单独将接地线引入到接地母线中,不可在多机柜接地情况下使用串联连接方式。在接地端子板中,不同端子对应的接地母线不同,还需要将接地母线与接地端子进行分别连接,要求接地母线及安装固件均应进行绝缘处理。
(5)在广播电视工程电力设备接地工作开展期间,还需要采用地线将设备连接到接地母线处,地线形式为单相三极插座。使用专用接地端子与接地母线连接。设备不可采用零线接地,也不能够通过屏蔽层接地。同时,采用安装机柜的方式,将设备与地面接地也会直接影响接地效果,需要相关工作人员选择适宜的接地技术手段。
(6)在接地系统电阻值测量环节,需要合理设置接地周期。接地电阻值可直接影响到广播电视工程实际接地效果,需要着重在接地系统设计与运行环节做好电阻值测量工作。针对供电机房接地设备,需每年检测1次。发电机及变压器接地设备需要每两年检测1次;外线及开关柜的避雷装置需要每两年检测1次;建筑物及天线避雷装置应当每五年检测1次。如使用联合接地手段的情况下,还需要酌情缩短检测周期,使接地系统运行期间的故障问题能够得到及时解决。不仅如此,电阻值测量期间还需要综合环境因素,所在地区的土壤较为干燥,接地电阻值相对较大,合理设置电阻检测标准。
(7)做好广播电视工程接地技术应用环节的安全管理工作。由于接地系统中的安全隐患问题存在一定的突发性及复杂性特征,还需要加强安全管控力度,建立起完善合理的管理体系,借助严格的接地技术应用约束与管控方式,增强接地系统运行水平,充分发挥出接地技术在保障广播电视工程安全稳定发展建设的积极作用。
7 结语
总而言之,通过将接地技术高效应用在广播电视工程实际运行过程中,能够从根本上保障广播电视电力系统及电气设备的运行安全性,优化设备运行效率,切实保障广播电视工程信号传输质量,增强音频、视频清晰度,满足用户对广播电视信号传输水平提出的更高要求。通过分析广播电视工程中接地技术应用要点,发现在接地操作期间应当具体结合广播电视工程运行要求及特征,选择适宜的接地技术手段。相关接地技术人员也需要积极投入新理论知识及专业技能的学习环节,确保接地技术能够充分发挥出应有应用效果。