在广播电视系统中,接地施工可以、说包含所有接地方面的问题,即防雷接地、工作接地、防静电接地、屏蔽接地等,是一个系统的工程。
规范良好的接地对保证广播电视系统的稳定工作,保护设备可靠及工作人员的人身可靠起着至关重要的作用。
因广播电视传输与发射等设备用电的多样性和特殊性,接地要求也有所不同。接地装置一般在建筑设计和施工时就已经设计和安装好,平时接触不到,特在此简单作一介绍。
接地装置由接地极和接地线等组成。接地极有各种形式,比如接地棒或接地管,接地带或接地线、接地板,埋于基础内的接地极,钢筋混凝土中钢筋等。接地极应有一定埋设深度,应埋于土层以下以免土壤干燥或冻结不致增加接地电阻。接地极的小尺寸和接地线的截面必须符合相关规定。总体上讲是尺寸越大、截面积越大越好。接地装置的选择和安装必须使接地电阻符合电气装置保护性和功能性的要求,并长期有效。如果各种类型的接地共用接地极,其接地电阻应按小要求值。广播电视中心工程共用建筑物基础钢筋作接地极,在1年中工频接地电阻应为1Ω及以下,在土壤电阻率较高的地区,接地电阻数值可适当提高。
一、接地的分类及其作用
按接地的作用,可分为工作接地、保护接地、过压保护接地(防雷接地)、防静电接地、屏蔽接地、信号地等多种。在广电技术中,以上几种接地类型都会遇到。
1.保护接地
保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身可靠而设置的保护装置,它有接地与接零两种方式。按电力系统规定,凡采用三相四线供电的系统,由于中性线接地,所以应采用接零方式,把设备的金属外壳通过导体接至零线上,而不允许将设备外壳直接接地。这在广电系统的配电房中的开关设备、中央空调机、发射机等电源开关设备和大耗电设备中尤为常见。在规划设计时,应从地网中引出接地母线至各设备上,再将机器外壳用导体连至接地母线上。值得指出的是:接地线应接在设备的接地专用端子上,另一端好使用焊接。 2.过压保护接地(防霄接地)
以防止雷害为目的的接地叫做防雷接地。雷电灾害是灾难性的,防雷接地是防雷的基本要求。广播电视中心内有大量的电气设备,、工艺设备与布线系统、如通信自动化系统,火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统等以及它们相应的布线系统、从已建成的大楼看,大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满。其中工艺设备及布线系统,一般均属于低耐压系统,防干扰要求高,是怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使工艺设备受到设计必须严密、可靠,所有接地必须以防雷接地系统为基础,并建立严密、完整的防雷装置。
防雷装置广泛使用的是避雷针和避雷器。避雷针通过铁塔或建筑物钢筋入地,避雷器则通过专用地线入地。每年雷雨季节来临之前须检验避雷器,以防失效。如我台的电话接入器遭雷击,就是因话线防雷器失效所致。在防雷引下线上,绝不要连接其他设备的地线,防雷引下线只能单独直接入地,否则雷电会通过引下线损坏其他设备。如我台一台卫星电视接收机曾数次遭雷击,其原困是馈线与房顶金属护栏摩擦而绝缘损坏,而金属护栏与避雷针引下体焊在一起,以至雷电窜入而击坏接收机。
3.屏蔽接地与防静电接地
接地和屏蔽对空间传播的雷电电磁干扰有很好的防护作用,如果接地不好,轻则会造成设备不能有效地传输,降低设备的可靠性,重则会损坏设备的部件,并影响人员的可靠。
为防止电磁感应而对视、音频线的金属屏蔽外皮、电子设备的金属外壳、屏蔽罩、建筑物的金属屏蔽网(如测灵敏度、选择性等指标的屏蔽室)进行接地的一种防护措施。可将设备外壳与PE线连接,室内屏蔽也应多点与PE线可靠地连接。
在所有接地中,屏蔽地复杂,因为屏蔽本身既可防外界干扰,又可能通过它对外界构成干扰,而在设备内各元器件之间也须防电磁干扰,如大家熟知的中周外壳、电子管屏蔽罩就是例子。
防静电接地是指将带静电物体或有可能产生静电的物体通过静电体与大地构成电气回路的接地。防静电接地要求所有设备外壳、室内设施均必须与PE线多点可靠连接。例如,在洁净干燥的房间内,人的走步、移动设备,各自摩擦均会产生大量静电,相对湿度在10%~20%的环境中,人的走步可以积聚3.5万伏左右的静电电压,足以击穿机器中任何类型的集成电路芯片,特别是场效应管和一些进口核心设备器件,在如此高压下,难免会出现莫名其妙的不能正常运行故障或被损坏。 屏蔽不好、接地不当会引起的干扰主要有:
(1)交流干扰。这主要由交流电源引起。对交流干扰的防护,通常对电源进行滤波或在电源变压器初次级间加屏蔽层并接地。在大的杂散电磁场处,为防电磁干扰进行屏蔽接地十分必要。例如,我市某新商城开工典礼时,录扩设备附近有台变压器,其电磁场就干扰现场的录扩音。后通过把录扩设备屏蔽接地并远离变压器,解决了这一问题。
(2)高频干扰。这类干扰来自各类无线发射台的变频或超变频信号,它们窜入电子设备后在机内得到非正常解调而形成声频干扰。信号频率越高,建筑物或设备的金属网孔眼就应越小,信号线屏蔽层的编织就应越密,否则将失去屏蔽作用。对频繁拔插的信号线,应防止屏蔽层在插头处松动和脱落。一卫星电视接收机中有时会有一种滋滋作声的干扰并影响图像质量。经实地观察了解,发现是由于距离飞机场较近,与飞机的经过有关,显然是机场雷不同程度的损坏或严重干扰,因此,对广播电视中心的防雷接地达信号的窜入并得到非正常解调所致。查找原因是信号线的屏蔽层在插头处脱落,使卫星电视接收机屏蔽没接地所致。 4.信号地
各种电子电路,都有一个基准电位点,这个基准电位点就是信号地。它的作用是保证电路有一个统一的基准电位,不致于浮动而引起信号误差。 信号地的连接是:同一设备的信号输入端地与信号输出端地不能连在一起,而应分开;前级(设备)的输出地只有与后级(设备)的输入地相连。否则,信号可能通过地线形成反馈,引起信号的浮动。这在设备的测试中,信号地的连接尤其要引起注意。
另外,注意电磁干扰当综合布线系统的周围环境存在电磁干扰时,必须采用屏蔽防护措施,以抑制外来的电磁干扰。综合布线系统如采用电缆屏蔽层组成接地网时,各段的屏蔽层必须保持连通并接地。屏蔽层接地线应焊接到近处不超过6m的接地点处。在需要屏蔽的场合用非屏蔽双绞线穿钢管或金属桥架敷设时,各段钢管或金属桥架应连接并接地。如果屏蔽层的接地连续性得不到保证,那就应在每一条非屏蔽双绞线或非屏蔽电缆旁布置一条接近电缆屏蔽层电阻值的直径为4mm的铜线的接地干线,接地干线所起的作用与电缆层相同,接地干线应像电缆屏蔽层那样接地。
二、广播电视发射系统设备的接地要求
为了保证发射系统稳定工作,保护设备及人员可靠,要求有一个良好的接地系统。具体要求:
(1)发射系统所有设备的接地保护均应良好接地;
(2)接地装置与建筑物基础的距离应保持5米以上;
(3)防雷保护地接地电阻应小于5Ω;
(4)工作接地电阻和保护接地电阻均应小于4Ω;
(5)保护地线截面积应大于20mm2,接地与接零要分开,不互相影响:
(6)其他重点发射设备用隔离变压器进行有效隔离,不互相串扰,干扰,保证重点发射设备的可靠进行。
规范良好的接地是广播电视设备可靠运行的可靠保证,应当不定期的进行检查、测量接地电阻,不断积累实践经验,可靠、稳妥地解决好接地问题。