中波转播台接地技术

张前领+马飞+陶锋

摘 要： 接地在中波转播台司空见惯、老生常谈，正是因为如此，部分地方会出现随意性、经验性的草率接地方法方式，直接影响正常播出，严重的会发生安全问题。本文总结我们从事中波转播工作十几年的一些浅见，针对中波转播台接地方面阐述对接地技术的认知，以供参阅指正。

关键词： 接地接零；接地体；泄放；雷电；地网地阻

接地是中波转播台最重要的电气安全措施。所谓接地，就是将设备、仪表仪器、电路等的某一部分通过接地装置同大地紧密可靠连接起来，即设备、仪表仪器、电路等的某一部分与土壤间达成良好的电气连接。就目前状况来看，接地仍然是中波转播台最广泛的电气安全措施之一。接地主要应用于：1.保障电力供电系统正常运行，防止人员受到电击。2.发射天线、接受天线、输配电线路防雷避雷和防止静电危害的基本措施3.中波转播台信号源系统控制电磁干扰，保障音频系统设备电磁兼容。4.中波广播发射机的接地是设备安全运行、保障设备电磁兼容性，提高可靠性的重要技术措施。5.中波转播台安全保卫视频监视系统接地直接影响其电磁兼容效果和运行成效。6.房屋避雷接地。几十年的工作实践证明，中波转播台接地技术虽然不是一门高精尖的科学，若要理论和实践并重，难度相当大、不易掌握。

中波转播台正常运行工作情况下，普遍应用的接地具体包括：电气接地、工作接地、保护接地、重复接地、共同接地、等电位接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地、高频接地、功率接地等等。接地装置一般由：接地体、连接体、接地点组成。

众所周知，大地能够吸收无限电荷，因此大地的电位宏观上视为零电位。实践中，由于人工电场和大地自然电场的影响，大地各点的电位不同，工程实践中将距离接地体20米远处的地电位视为零电位。

一.供电系统接地和接零

中波台低压供电系统，存在接地和接零两种电器安全措施。绝大部分中波转播台由国家电网10KV中性点不接地的降压变压器供电，在降压变压器低压输出侧中性点是直接接地的TN-C（系统三相四线制）。国家电网对10KV中性点不接地的降压变压器采取保护接地，即将变压器设备的外壳接地。这种将与电器设备带电部分相绝缘的设备金属外壳或构架经连接体与接地体实现可靠良好金属连接，称为保护接地；而将与电器设备带电部分相绝缘的设备金属外壳或构架，经导线直接和低压配电系统的零线进行可靠良好连接，称之保护接零。保护接地、保护接零运用不当，会造成中波转播台供电系统故障、直接影响安全播出任务顺利完成。实例：某中波转播台供电系统流程简图（图一）

1.10KV降压变压器外壳由接地器（连接点、连接线、接地体）接地。

2. 降压变压器低压侧中性点经导线与降压变压器外壳接地体可靠接地。

3. 降压变压器配电箱（耦合线圈、鉴相鉴幅漏电保护器、交流接触器、空气开关1和2）外壳接零保护，零线线排与外壳金属连接。

4.配电室的低压配电柜、稳压器外壳经铜带与配电室独立接地井良好连接，零线线排与外壳金属连接。

5.DAM10Kw中波发射机外壳经铜带与发射机房独立接地井良好连接，DAM10Kw中波发射机AC输入（380V、50Hz）XT5-2零线联接到E14A（与14B、E15同电位）连接点，E14A为接地点。

启动供电系统、开启设备、发射机开满功率，DAM10Kw中波广播发射机整机掉电，约十五秒后恢复供电，发射机自动开机。以上故障重复四、五次后，自10Kv变压器低压配电箱以后的负载全部断电。故障重复动作是降压变压器低压侧配电箱内鉴相鉴幅漏电保护器动作引起，因其具有；1. 鉴相功能2. 鉴幅功能3.二次重合闸速跳闸功能4.三相供电中有两相或一相漏电，保护器必跳闸5.全相位360度保护等功能。我们知道，大功率大电流供电系统接地，不能将部分设备外壳接地，再将另一部分设备外壳接零。因为若接地保护的设备有一相电碰触外壳，故障电流就会经该设备外壳、接地连接体和接地器流入大地，再经大地的降压变压器中性点接地器、接地连接体返回降压变压器低压侧的中性点。该电流流经两处的接地电阻后，零线电位会升高，发生触电危险和鉴相鉴幅漏电保护器动作。本故障是因为发射机三相电源的其中一相压敏电阻故障、AC输入（380V、50Hz）XT5-2零线联接到E14A（与14B、E15同电位）连接点，E14A为接地点所引起，中波转播台将所有该配电线路改为独立接地保护后，设备运行正常。

二.中波发射天线系统接地。

中波发射天线系统接地包括：防避雷接地、屏蔽接地、防静电接地。中波转播台普遍使用76米斜拉桅杆式天线和120米、76米自立塔天线，中波发射天线的技术要求，中波发射天线成为周边最高金属构筑物，容易遭受雷电侵害。雷电具有

1.频谱极宽：含有直流成分和交流成分，交流频率自几赫兹到数千兆赫兹甚至更高。

2.高电压强电流，雷电云团电压数万伏甚至更高，中和放电时能产生数千安培的电流，能量极大。

3.雷电分直击雷、地滚雷、感应雷， 感应雷分为静电感应雷和电磁感应雷。雷电具体落点和大小难以预测。

4.雷电强大的电流、灼热的高温、超强的冲击波、强烈电磁辐射和剧变电磁场使其极具毁灭性。基于雷电这些性质，中波发射天线系统防避雷主要以泄放为主，将雷电强大的能量经接地器泄放到地球大地。中波发射天线系统防避雷接地分为； 1.发射天线地网接地2.天调网络接地3放电球接地。

雷电对于中波发射天线，沿经接闪器（避雷针）、连接体（天线塔体）、接地器泄放入大地。中波发射天线的避雷接地器应当与发射天线基底的地网汇接铜带可靠金屬连接，埋深不得小于4米，几何结构形状比较多样，但有效接地面积应大于8平方米，实测天线地网的接地电阻应当小于1欧姆。天线地网接地不良，不但影响雷电泄放，还会引起天线电压驻波比升高，严重时能导致发射机保护关机或烧毁功放；同时还影响天线的辐射效果。若出现这种情况，介绍两种补偿措施：1.在部分或全部发射天线地网线终端纤入地下一根2米左右的钢筋，钢筋顶端与地网线终端可靠金属连接。2.将部分或全部发射天线地网线终端与同材质的导线焊接串联，构筑圆形或扇形地网终端连接线。而天调网络具有天线阻抗匹配、阻塞他频、陷波等作用，接地不良将导致天调网络功效缺失，危害安全播出。多频共塔或者大功率的天调网络，必须再配置一个接地井，井深大于4米、接地器有效接地面积大于4平方米、连接体不小与宽200mm＼厚1mm铜带，井内填充盐、碳等降阻剂。关于传统的放电球接地。我们知道，不论是自立塔还是斜拉桅杆式天线，天线的根部均安装半球式放电球，雷电瞬时，天线底部产生高电压，由尖端放电原理，放电球对地泄放雷电压。若天线的输入阻抗为ZA=R+JX，那么：endprint

天线底部输入电流 I= /2 PT为载波功率

天线输入端电压 U=I×

放电球间的间隙 d=u×1.2mm/kv（或1.5 mm/kv）

例如一中波台1557KHZ/1098KHZ，10KW双频共塔天线，天线底部最大电压为2366伏，那么放电球间隙为约30mm。（附加考虑天气潮湿等因素）放电球接地，最好设置独立的接地井，井深不少于5米、口径0.5米，长2.5米40mm×40mm×5mm角钢作为接地体，埋深1.5-2米。中波发射天线系统的馈线接地和天调室屏蔽接地也不能忽视。馈线接地可以通过其与发射机、天调网络连接时实现，当馈线过长、馈线支撑钢架或钢绞线与馈线间隙时，感应的高频电流放电击毁馈线。为此，将馈线支撑钢架或钢绞线进行良好接地。天调室屏蔽接地接地不良会引起屏蔽网（铜皮、铁皮）发热而影响天调网络，引起发射机天线零位升高。

三.音频系统接地

中波转播台担负诸多频率节目的覆盖任务，基于信号源信号不间断和信号安全因素，信号源分别主备有光纤信号和卫星信号。诸如光端机、光纤解码器、同步音频卫星接收机、音频处理器、综合接入设备、矩阵/切换器、监听接收机等等设备，都紧凑有序放置在音频机柜内，并经各类连接线分别连接接受、转换、处理和输送音频信号。这些音频设备本身、设备电源电路、设备连接线以及设备电路的器件（如丙类放大器、检波器、混频器等）工作在非线性状态时，将产生相互复杂的电磁干扰，严重影响播出效果和质量。要消除电磁干扰、达到电磁兼容，科学恰当的音频系统接地至关重要。

1.每个音频设备的外壳接地，应当独立直接连接接地线排，不能与另外设备的外壳串联。

2.每个音频设备的电源保护接地都要独立、直接连接在电源接地器上，不能与其它设备串联混用。

3.每套节目的音频设备外壳接地、电源接地、音频接地等应当集中在同一点，否则，会因地电位悬浮影响节目播出质量。

4.设单独的音频系统接地井。井深6-8米、口径0.5米，直径150mm长2米的铜棒做接地体，厚1-1.5mm宽100mm铜带做连接体，接地体埋深大于2米，地井填充氯化钠、木炭碎、降阻剂等。音频系统接地井距离音频设备尽量不要超过6米。

四.发射机和发射机房接地

转播覆盖任务重、频率多、功率大的中波转播台，特别是受发射天线数量制约、多频共塔的中波转播台，發射机和发射机房接地至关重要。当下中波广播发射机普遍使用全固态数字发射机，其功率放大部分使用场效应管IRFP350，场效应管耐压仅几十伏特、且电磁兼容要求高，这一部分的接地质量直接关系到功率输出，否则，烧毁功放及功放合成。发射机音频前端电路、激励器屏蔽、机内调谐网络等电容的电磁屏蔽也需要接地考量。建议实施“一机一接地井”。地井一般要求：井深不少于4米（关于地面下的地质特性和结构，没有必要单纯为了接地的技术要求而花费太大的经费精力进行详尽的地质勘察勘测、能见到潮湿土壤为好），铺设面积1平方米铜板作为接地体，厚1mm宽100mm铜带作为连接体连接对应发射机， 地井填充氯化钠、木炭碎、降阻剂等。条件允许的情况下，同一套节目的发射机机壳接地、射频输出接地、音频设备接地最好集中到同一处，避免各个节目间的串扰而影响播出质量。

中波转播台接地技术乍看起来简单，实际工作中并不容易，仅接地连接线、接地体、接地点的连接工艺就十分考究，精湛优质的连接工艺需要理论与实践的结合积累，不同材质的接地、不同几何形状的接地器适用于什么设备、系统配用，我们还需进一步学习，本文不周欠妥之处，恳请专家同仁指点赐教。endprint