高山广播电视发射台接地系统探索

张新权

【摘要】广播电视发射台具有较多的用电设备，其接地系统的可靠性对于保证其安全性发挥着直接的作用。但是位于高山地区的接地系统要保证效果存在一定的难度。本文结合高山发射台的特点，探讨了广播电视发射台强化接地系统功能的应用要点。

【关键词】高山地区;广播电视发射台;接地系统

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.20.020

梅州市梅县区广播电视台发射中心位于梅州城区东南部。海拔453米的高山上，虽然海拔不是很高，但每年的雷雨季节，雷击现象时有发生。如果接地系统不完善，重则发射设备会经常给打坏，影响正常播出不算，还会给单位造成不小的经济损失，轻则电视画面会有条纹，广播节目伴音会带有杂音。因此有必要结合广播电视发射台的特点强化完善接地系统的功能。

1. 高山发射台强化接地必要性

依据高山广播电视台的防雷实践来看，其遭受雷击体现出如下特点。（1）高山发射台受环境的影响遭受到多样化雷击影响。高山雷电具有多个种类，不仅会受到空中竖雷的影响，还会存在滚地雷，感应雷等雷电的干扰，并且会持续性很久，具有很强的破坏性。（2）发射站易受到雷击的影响。因台站基本建设在高山顶，发射塔处于周边比较空旷的环境中，塔顶上部有天线，易到雷击。（3）高山地区的雷电破坏力特别强，由于台站位于高山，所在区域的土层厚度较薄，许多地方的地表多是岩石，在发生雷击后由于残存的电压不能快速加以释放，对机房内的电子设备会产生破坏作用。为了保证发射台的安全，有必要保证接地系统的可靠性。

2. 接地系統分类

发射台要保证安全运行，保证机房接地的可靠是基本，接地系统的效果与发射台运行效果密切相关。发射台机房采用的接地系统可以有多种类型，不同的接地系统采用了不同类型，体现出不同的功能。

2.1 工作接地

工作接地可以分为多种，包括信号回路接地、逻辑接地等。工作接地是为了保证系统与相连的各类设备全部能安全可靠的运行。通常情况下，广播电视发射台内各类电气设备的电路电平在低水平状态，信号幅度较小，可以在特定范围内承受地电位差或由于外部电磁场产生的干扰。但是如果电流过多，会系统的运行质量会受到影响，严重时会导致发射台难以正常运行。如果装设了接地系统，可以有效消除地电位差产生的影响，可以将电磁场对于发射系统产生的不利影响控制到最低水平，发射台运行的可靠性得以保证。

2.2 屏蔽接地

屏蔽接地可以消除电磁干扰的不利影响，需要在屏蔽体与干扰源间建立绝缘有效的连接。不仅如此，人处于磁场中，会由于吸收过量电磁辐射会引发生物学影响，对于人体会造成了多方面的伤害，所以实施屏蔽接地能消除电磁存在的干扰，还可以消除电磁场对人身体造成的不利影响。

2.3 防雷接地

防雷接地借助避雷装置的作用可以将雷电产生的电流引入到地表，是实施防雷的重要措施。例如借助避雷器防雷，其一端连接于被保护设备，另一端连接到接地装置发生直击雷后，避雷器可以将雷电引到地下，雷电流经过引线与接地装置可以流入到地表，有效避免雷电流对发射台各类电子设备的破坏作用。除此之外，雷电还会引发静电效应，静电效应虽然破坏力较小，也可能引发火灾，所在要保证防雷接地可靠性，避免损失的发生。

2.4 安全保护接地

这种接地可以经细分为接地与接零，当发射台机房设备受到破损后，会减弱绝缘能力，如果缺少采取防护措施，发射台在工作中，由于设备的外壳部分持续处于带电状态，工作人员如果误触，易此导安全事故，因此针对设备保护与人身安全，都要做好安全保护接地。当前许多广播电视台针对机房供电系统的设计采用了中性线接地的优雅，供电主要为三相四线制，利用接零方式实现安全保护接地即可以从地网中接引接地母线，然后通过导体将设备的金属外壳与零线进行连接。通过安全保护接地装置，以解决电磁辐射对于广播信号产生的影响，保证广播电视台发出的信号可以实现高标准传输。

3. 发射塔机房接地系统方案设计

3.1 发射塔机房接地系统的设计方向

发射台机房工程设计中，与建筑物发生共用的接地系统多采用安全保护接地装置、防雷接地装置、弱电接地为主，基础材料为钢作，工频接地电阻需要低于1欧姆。针对铁塔的防雷接地需要保证电阻低于4欧姆。

3.2 发射台机房接地的基本要求

针对发射机房的设计，一般情况下需要将楼体的基础作为发射塔的接地极。在具体操作时，要保证楼体部分的基础底板中的上下两层内的主钢筋可以接入到建筑物内的接地系统。施工中要将外圈加工，制成环形，主轴线的基础梁与结构地板形成网状结构，以形成接地体实测接地电阻值如果不能能达相关的技术标准时，则需要采用人工接地体进行架设。装设接地体时要满足以下多种要求：首先要保证接地体的引下线与楼体建筑的基础接地网要保证连接的可靠。其次，机房内的综合布线采用了电缆屏蔽方案时，接地网要确保各个段的屏蔽层同时加以接地。最后，楼体接地设计可以采用等电位的方式实施接地，一般采用镀锌扁钢顺着墙内采用暗敷的方式，建立总等电位主母线，保证楼体内的各类导电体可以与总等电位加以联结。

3.3 防雷设计方案

发射台建筑中，重点防雷设备为发射天线或天线塔，这些设备位于建筑物的项部，此区域的设计施工要保证防雷效果，如何有效的防雷设计特别关键。在设计阶段，为了保证防雷效果，楼体针对防雷装置的可靠接地可以利用桩基钢筋网加以连接，将地基主筋和接地极加以连接，利用主筋引下线，在设计防雷施工工艺时，要确保焊点的牢固，为了避免气候变化而生锈，对于焊接处的外表需要有刷防锈漆，必要时要采用镀锌处理工艺。在建筑楼体中，金属管道为了保证防雷性，进出位置要与接地装置加以连接。针对建筑体内的防雷引出线，为了防止对于其它设备产生破坏，接地要采用单独的方式，提高安全性，电视台通常针对铁塔部位的防雷接地的设计，都会将铁塔自身基础作为接地体，设计接地多采用了呈网状结构，塔基施工中会使用降阻剂，在塔基地下半米处，使用热镀锌扁钢构成环形闭合网，形成闭合回路。在具体设计时，针对密度可结合现场的条件来加以有针对性设计，在施工条件都可以保证的前提下，台站可安装AR避雷针，采用这种方式可以避免由于雷击而存在的二次效应。

3.4 检修接地

（1）依据测量接地电阻，使用接地电阻测量仪加以测试，测试前需要断开需机房发射机与底线的连接，避免测量仪受到高压的损坏。如果接地电阻过大，应及时加以恢复，以免造成事故。（2）平时可以采用万用表检测底线与中性线间相电压，要小于2伏以上，可认为底线正常。（3）针对发射机的单机片控制系统，如果存在错误动作问题，应及时对接地系统做必要的检查。发射系统多以交流地，安全保护接地与避雷地作为最为关键的地线，针对设置于发射天线下的部分，可不单独实施防雷保护接地，发射塔借助避雷系统可以有效保证机房的防雷效果。

4. 接地系统的施工方案

高山上广播电视无线发射台针对防雷可以细分为直击雷防护以及感应雷防护。直击雷防护是在发射塔的上部安设避雷针，还可以在台站周边区域加装避雷塔。针对感应雷，由于是发射台站防雷的重点，将台站机房内部的电位加以连接，采用安装电压保护器以保护机房的电源系统，还要保证信源系统、天馈系统等尽量控制雷电存在的干扰。

4.1 施工要点

（1）铁塔的接地网：围绕新发射铁塔，可以布置环形水平式的地网，环形网之间互通，鐵塔间采用十字连接，水平地网埋深0.8m，水平接地材料选择了规格为5*50mm的热镀锌扁钢，间隔3—3.5米打入地下，使用的材料采用了外形为热镀锌角钢，打入2m深度，地网要保证垂直与水平方向焊接，焊接长度要大于100mm，和发射塔地网加以连接。（2）避雷网：配电房内设备防雷屏蔽网，防雷屏蔽网和铁塔地网加以联通，与老发射铁塔地网加以相连。（3）工作地网：在配电房西面，新发射机房北面，新发射机房等区域各布置水平地网，需要埋深0.8m，材料选择了热镀锌扁钢。每问隔3—5m打人垂直接地棒，材料规格为5*50*50热镀锌角钢。垂直接地棒与水平地网焊接。配电房以及机房地网的周边，可以设计有接地坑，接地坑的深度设计为2m，可以放入一根热镀锌角钢，周边土壤需要加以降阻剂。

4.2 实施中的具体工艺要求

（1）热镀锌扁钢具有导电性能好，抗腐蚀性强，机械强度高以及电阻率小的特性。采用焊接实现各种导线间的连接。施工中针对接地装置可以采用热焊接来对热镀锌扁钢的接地加以连接。（2）在埋入热镀锌扁钢过程中，需对开挖槽中铺设柔性接地体，柔性接地体作为一类柔性接地体，可以实现接地模块与降阻剂的共同作用，可以降低高山岩石的电阻率，以有效快速泄排雷电电流。（3）施工中要保证工程质量，每项施工结束后可以分步测试各施工地的电阻值。

4.3 接地网改造后的实效

防雷接地工程经过了30天的施工后竣工，台站的接地电阻要保证≤1Q。自验收后，台站的运行已经过了夏季的雷击考验，从效果来看，整个台站新建立的防雷系统稳定。雷雨天气时，发射台机房内信源系统、发射机等设备均安全运行稳定。防雷接地项目可以达到预期的效果，可以确保雷雨季节发射台的设备可靠与人员安全，雷击防护的安全系数得以提升。

5. 结束语

广播电视发射台作为最为重要的组成内容，保证其运行的可靠性与稳定性直接关系到播出质量，因此需要确保发射台运行的安全可靠。发射台运行中，接地系统发生故障是对其安全产生影响最为直接的因素，因此需要接地设计特别重要。接地系统在设计时，要全方面的分析，要有合理的方案，保证保发射台接地系统可以发挥作用。

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