梅健
(吉林廣播電視臺(tái) 吉林長春 130000)
現(xiàn)階段,國內(nèi)廣播電視工程發(fā)展速度不斷加快,為切實(shí)保障廣播電視工程內(nèi)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,還需要著重關(guān)注接地技術(shù)的使用,在保護(hù)電力設(shè)備的同時(shí),控制電磁波對(duì)廣播電視工程造成的不利影響,使廣播電視信號(hào)的傳輸更加平穩(wěn)可靠。
接地技術(shù)主要就是將電力系統(tǒng)中的中性點(diǎn)與電氣設(shè)備的外漏部分、裝置外導(dǎo)電部位利用導(dǎo)體與大地連接,具體可分為工作接地、防雷接地、保護(hù)接地3 種形式。不同接地技術(shù)的應(yīng)用效果不同,需要結(jié)合具體電力系統(tǒng)運(yùn)行特征,選擇適宜的接地手段。針對(duì)廣播電視工程,發(fā)電機(jī)及變壓器的中性點(diǎn)會(huì)與電網(wǎng)直接連接,保護(hù)電力設(shè)備安全運(yùn)行,將人員觸電事故的發(fā)生概率控制在最低的范圍之內(nèi)[1]。
電子設(shè)備中的接地有兩種含義:第一種是連接大地,將大地作為零電位,使電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準(zhǔn)線與大地連接在一起,保護(hù)設(shè)備及人員安全;第二種是系統(tǒng)基準(zhǔn)地。在弱電系統(tǒng)中的接地需要提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、屏蔽保護(hù)性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電磁兼容目標(biāo),接地點(diǎn)通常為信號(hào)地。
接地技術(shù)內(nèi)主要涉及接地、接地體、接地線、接地裝置及接地電阻概念。出于功能及保護(hù)作用,將電力系統(tǒng)或電力裝置的某部分,經(jīng)接地線連接到接地極的過程被稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w組被稱為接地體,連接電氣設(shè)備及接地部分的金屬導(dǎo)體被稱之為接地線,接地體與接地線被統(tǒng)稱作接地裝置。
在接地裝置運(yùn)行環(huán)節(jié),可以將電力設(shè)備及生產(chǎn)設(shè)備中的漏電流及靜電負(fù)荷、雷電電流等引入到地下,從而避免觸電事故及電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的火災(zāi)及爆炸現(xiàn)象出現(xiàn)。
接地電氣設(shè)備接觸接地裝置及大地的電阻被稱為接地電阻。接地電阻由電氣設(shè)備、接地線接觸電阻、接地線自身電阻、接地體電阻、接地體及大地接觸電阻、大地自身電阻組成[2]。
接地技術(shù)就是借助外漏裝置,將電氣、電子機(jī)械設(shè)備連接在一起,使其能夠與地面緊密連接,具有顯著的中性點(diǎn)特征。從功能角度分析,接地技術(shù)可分為保護(hù)接地技術(shù)、工作接地技術(shù)、防雷接地技術(shù)及屏蔽接地技術(shù)4種類型。
保護(hù)接地技術(shù)主要就是在機(jī)柜、操作臺(tái)管理環(huán)節(jié),將電力設(shè)備與地面連接在一起,防止電力設(shè)備出現(xiàn)漏電問題。保護(hù)接地手段應(yīng)用范圍廣闊,如110kV、220kV、380kV等強(qiáng)電型電力系統(tǒng)均可使用保護(hù)接地技術(shù)。在設(shè)備主機(jī)電源發(fā)生故障問題的情況下,供電火線及金屬外殼可作為帶電體結(jié)構(gòu)。
例如,廣播電視工程內(nèi)接地系統(tǒng)無法滿足導(dǎo)電性要求,帶電體與地面之間會(huì)形成電位差,人體與其接觸時(shí)會(huì)生成通電路徑,進(jìn)而引發(fā)觸電事故。因此,廣播電視工程電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需要著重將電力機(jī)械設(shè)備與地面聯(lián)系在一起,充分發(fā)揮出接地裝置的保護(hù)作用,確保電力系統(tǒng)始終處于安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)下。
廣播電視工程內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié),設(shè)備與地面之間應(yīng)當(dāng)安裝儀器儀表,對(duì)接地系統(tǒng)各參數(shù)數(shù)值展開全過程、全方位測量,實(shí)現(xiàn)邏輯信號(hào)分析功能,屏蔽接地回路信號(hào)。工作接地系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié),主機(jī)電流處于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi),可設(shè)置5V電源輸出點(diǎn)對(duì)主機(jī)電流進(jìn)行處理[3],開展高效的電平邏輯管理工作。在發(fā)送變送器信號(hào)后,可以與回路接地生成模擬信號(hào),有效連接接地系統(tǒng)。接地系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),會(huì)受副端接地系統(tǒng)的影響而出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障問題,無法將基準(zhǔn)點(diǎn)與地面有效連接,進(jìn)而出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象,嚴(yán)重影響到系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果。因此,在當(dāng)前廣播電視工程建設(shè)環(huán)節(jié),需要著重關(guān)注工作接地系統(tǒng)的應(yīng)用,進(jìn)一步提高工作接地系統(tǒng)運(yùn)行水平。
防雷接地裝置能夠使雷擊時(shí)產(chǎn)生的電流順利導(dǎo)入到大地中,避免電力設(shè)備及建筑物出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p害問題。在廣播電視工程電氣設(shè)備運(yùn)行過程中,巨大的雷擊電流會(huì)使設(shè)備結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p害,系統(tǒng)維護(hù)成本顯著增長,因此,需要合理安裝防雷系統(tǒng),增強(qiáng)防雷效果。由于廣播電視工程涉及的電力設(shè)備多為低壓設(shè)備,還需要著重關(guān)注防雷接地系統(tǒng)的應(yīng)用效果[4],對(duì)雷擊問題進(jìn)行及時(shí)有效隔離,開發(fā)出具備較高性能的防雷接地裝置,確保工程內(nèi)電力設(shè)備始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)。
屏蔽接地適用于復(fù)雜的電磁環(huán)境,其主要運(yùn)行目標(biāo)為防止廣播電視工程內(nèi)電子設(shè)備在各類磁場的影響下出現(xiàn)異常運(yùn)行問題。在屏蔽接地裝置運(yùn)行過程中,可以針對(duì)不同電磁干擾環(huán)節(jié)的輻射性耦合情況,利用金屬殼、金屬合集金屬板等方式,將電磁場限制在有限空間內(nèi),使外界電磁場實(shí)現(xiàn)有效隔離。屏蔽接地工作可用于控制回路、組件、元件的電磁感應(yīng)干擾,改善接地裝置運(yùn)行環(huán)境,防止干擾電源受到破壞作用影響。
接地技術(shù)最初引入原因主要是防止電力或電子設(shè)備遭遇雷擊,將雷電產(chǎn)生的雷擊電流利用避雷針引入到大地中,以起到保護(hù)電力系統(tǒng)及建筑物的作用;同時(shí),接地技術(shù)也是保障人身安全的重要手段。在由于絕緣線不良、線路老化等因素而導(dǎo)致相線與設(shè)備外殼觸碰時(shí)設(shè)備外殼會(huì)產(chǎn)出較大電壓,引發(fā)觸電事故。通過接地方式,設(shè)備外殼生成的故障電流會(huì)經(jīng)由PE線流向大地[5],從而起到保護(hù)作用。
現(xiàn)階段,電子通信及數(shù)字領(lǐng)域發(fā)展速度不斷加快,接地系統(tǒng)也應(yīng)在原有防雷及安全作用的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷優(yōu)化。比如,在廣播電視工程通信系統(tǒng)中,電力設(shè)備的信號(hào)互聯(lián)較為復(fù)雜,需要設(shè)備中設(shè)有一個(gè)基準(zhǔn)地作為信號(hào)參考地。在廣播電視工程內(nèi)部電子設(shè)備結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜的背景下,信號(hào)傳播頻率日漸提升,在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也需要著重關(guān)注信號(hào)之間的電磁兼容性,防止接地裝置對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行期間的安全性及穩(wěn)定性造成不利影響。
廣播電視工程電力設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信號(hào)串?dāng)_、噪聲或計(jì)算機(jī)異常運(yùn)行問題,造成此些現(xiàn)象的原因與接地管理不當(dāng)、接地不良存在密切關(guān)聯(lián)。接地系統(tǒng)的可靠性可直接影響到廣播電視工作開展質(zhì)量,因此,需要加強(qiáng)接地環(huán)節(jié)管控力度,完善專項(xiàng)可行的接地工作管理機(jī)制。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度日漸加快,群眾對(duì)廣播電視工程建設(shè)質(zhì)量及后期運(yùn)行水平提出了更高要求。廣播電視工程內(nèi)電力系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提升,使電力系統(tǒng)的運(yùn)維工作難度進(jìn)一步增大。由于電氣設(shè)備本身并不具備防雷及抗干擾功能,需要額外設(shè)計(jì)出功能完善的接地裝置,保障廣播電視設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[6]。
廣播電視工程中的電氣及電子設(shè)備數(shù)量眾多,操作流程較為復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各類安全事故問題,嚴(yán)重影響到設(shè)備運(yùn)行期間的安全性能。因此,在廣播電視工程設(shè)計(jì)工程中,應(yīng)當(dāng)切實(shí)保障接地系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的可靠性,充分發(fā)揮出接地設(shè)備的保護(hù)功能,切實(shí)保障廣播電視行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)期間的綜合效益。具體而言,廣播電視工程對(duì)接地技術(shù)的應(yīng)用要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)廣播電視工程電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),需要保障接地點(diǎn)位的穩(wěn)定性能,做好接地系統(tǒng)定期檢測工作,避免接地系統(tǒng)受外界環(huán)境因素干擾而出現(xiàn)無法正常運(yùn)行問題,確保接地系統(tǒng)運(yùn)行功能預(yù)期目標(biāo)相符。
(2)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要選擇適宜的接地裝置規(guī)格,切實(shí)保障接地點(diǎn)的合理性,防止接地系統(tǒng)受外界因素干擾作用影響。
(3)防雷接地系統(tǒng)中的電阻值應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)范,當(dāng)電流通過時(shí)的電阻量控制在合理范圍之內(nèi),分析電力系統(tǒng)工作類型及接地效果,從根本上提升電力系統(tǒng)接地水平[7]。
廣播電視工程實(shí)際建設(shè)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注接地技術(shù)的合理應(yīng)用,了解各類電力設(shè)備運(yùn)行特征及要求。針對(duì)不同電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理及分析。為使廣播電視工程能夠與社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢相符,工程內(nèi)電力結(jié)構(gòu)復(fù)雜性能更為顯著,分析現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的不足之處,制訂出專項(xiàng)可行的電力系統(tǒng)接地技術(shù)方案。
針對(duì)較為復(fù)雜的廣播電視工程電力系統(tǒng),需要采用合理方式滿足信號(hào)源、接地系統(tǒng)的次序設(shè)計(jì)要求,有針對(duì)性地選擇接地技術(shù)方案。在設(shè)計(jì)安全區(qū)域時(shí),應(yīng)當(dāng)以減少電磁場的干擾量為目標(biāo),有效控制電磁信號(hào)干擾,需要增大接地電阻控制值。在模擬及數(shù)字區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí),接地系統(tǒng)還需要制訂出專項(xiàng)可行的建設(shè)方案。合理安裝接地保護(hù)結(jié)構(gòu),確保公共母線始終處于安全運(yùn)行狀態(tài),避免電磁干擾作用對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸效果造成不利影響。
在接地系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)以增強(qiáng)電力設(shè)備接地效果,滿足接地保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行功能要求為主。在接地裝置運(yùn)行時(shí),需要注意接地裝置操作期間的合規(guī)性。舉例而言,在處理信號(hào)接地母線時(shí),應(yīng)當(dāng)建立設(shè)備機(jī)柜與地面之間的關(guān)系,根據(jù)不同信號(hào)種類,選擇機(jī)柜外殼信號(hào)屏蔽方式。同時(shí),在信號(hào)接地母線設(shè)計(jì)工作開展時(shí),還可以將信號(hào)接地母線及接地螺栓連接在一起,保護(hù)電力設(shè)備安全運(yùn)行。建設(shè)接地裝置,還需要根據(jù)接地母線電阻值的具體情況分析,合理調(diào)整母線結(jié)構(gòu),增強(qiáng)信號(hào)屏蔽水平。
接地技術(shù)現(xiàn)已成為廣播電視工程建設(shè)要點(diǎn),接地效果可直接影響到廣播電視工程電力設(shè)備安全運(yùn)行水平。在實(shí)際應(yīng)用接地技術(shù)應(yīng)用過程中,相關(guān)工作人員需要著重關(guān)注以下要點(diǎn)。
(1)要求接地系統(tǒng)建設(shè)工作應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守國家及廣播電視行業(yè)頒布的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境及氣候特征,選擇適宜的接地材料與接地方式。同時(shí),在工程接地項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí),還需要對(duì)接地電阻進(jìn)行準(zhǔn)確檢測,對(duì)比分析電阻值與標(biāo)準(zhǔn)電阻值的誤差,切實(shí)優(yōu)化接地系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(2)針對(duì)廣播電視工程機(jī)房接地環(huán)節(jié),需要采用拓?fù)浣拥胤绞?,如星型或樹型接地等。結(jié)合工程運(yùn)行要求,適當(dāng)縮短接地系統(tǒng)地線長度,降低系統(tǒng)阻抗率,選擇截面積較大的接地線,使用正方形或矩形截面形式。針對(duì)頻率較高的線路機(jī)房,如發(fā)射機(jī)房、微波機(jī)房或衛(wèi)星發(fā)生機(jī)房等,可選擇網(wǎng)型多點(diǎn)接地手段,如平面網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
(3)在工藝設(shè)備及電源系統(tǒng)接地時(shí),需要按照技術(shù)規(guī)范要求,在工藝機(jī)房內(nèi)選擇專用工藝地線,不得使用電源地線。
(4)多系統(tǒng)接地環(huán)節(jié)還需要選擇適宜的接地技術(shù)手段。例如,在一個(gè)機(jī)房、機(jī)柜中包含種類復(fù)雜的電力設(shè)備,地線種類及數(shù)量也會(huì)較多,數(shù)字地線、模擬地線與機(jī)柜外殼地線交叉在一起,需要接地系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況,制定適宜的接地技術(shù)方案。依照相互并行方式敷設(shè)接地母線,針對(duì)不同機(jī)柜均單獨(dú)將接地線引入到接地母線中,不可在多機(jī)柜接地情況下使用串聯(lián)連接方式。在接地端子板中,不同端子對(duì)應(yīng)的接地母線不同,還需要將接地母線與接地端子進(jìn)行分別連接,要求接地母線及安裝固件均應(yīng)進(jìn)行絕緣處理。
(5)在廣播電視工程電力設(shè)備接地工作開展期間,還需要采用地線將設(shè)備連接到接地母線處,地線形式為單相三極插座。使用專用接地端子與接地母線連接。設(shè)備不可采用零線接地,也不能夠通過屏蔽層接地。同時(shí),采用安裝機(jī)柜的方式,將設(shè)備與地面接地也會(huì)直接影響接地效果,需要相關(guān)工作人員選擇適宜的接地技術(shù)手段。
(6)在接地系統(tǒng)電阻值測量環(huán)節(jié),需要合理設(shè)置接地周期。接地電阻值可直接影響到廣播電視工程實(shí)際接地效果,需要著重在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行環(huán)節(jié)做好電阻值測量工作。針對(duì)供電機(jī)房接地設(shè)備,需每年檢測1次。發(fā)電機(jī)及變壓器接地設(shè)備需要每兩年檢測1次;外線及開關(guān)柜的避雷裝置需要每兩年檢測1次;建筑物及天線避雷裝置應(yīng)當(dāng)每五年檢測1次。如使用聯(lián)合接地手段的情況下,還需要酌情縮短檢測周期,使接地系統(tǒng)運(yùn)行期間的故障問題能夠得到及時(shí)解決。不僅如此,電阻值測量期間還需要綜合環(huán)境因素,所在地區(qū)的土壤較為干燥,接地電阻值相對(duì)較大,合理設(shè)置電阻檢測標(biāo)準(zhǔn)。
(7)做好廣播電視工程接地技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的安全管理工作。由于接地系統(tǒng)中的安全隱患問題存在一定的突發(fā)性及復(fù)雜性特征,還需要加強(qiáng)安全管控力度,建立起完善合理的管理體系,借助嚴(yán)格的接地技術(shù)應(yīng)用約束與管控方式,增強(qiáng)接地系統(tǒng)運(yùn)行水平,充分發(fā)揮出接地技術(shù)在保障廣播電視工程安全穩(wěn)定發(fā)展建設(shè)的積極作用。
總而言之,通過將接地技術(shù)高效應(yīng)用在廣播電視工程實(shí)際運(yùn)行過程中,能夠從根本上保障廣播電視電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性,優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行效率,切實(shí)保障廣播電視工程信號(hào)傳輸質(zhì)量,增強(qiáng)音頻、視頻清晰度,滿足用戶對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸水平提出的更高要求。通過分析廣播電視工程中接地技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn),發(fā)現(xiàn)在接地操作期間應(yīng)當(dāng)具體結(jié)合廣播電視工程運(yùn)行要求及特征,選擇適宜的接地技術(shù)手段。相關(guān)接地技術(shù)人員也需要積極投入新理論知識(shí)及專業(yè)技能的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),確保接地技術(shù)能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有應(yīng)用效果。