宿州发射台新台址接地系统介绍

孙 璐

安徽广播电视台宿州发射台 安徽省 宿州市 234000

宿州发射台整体搬迁至东二铺是一项技术性强且十分复杂的工程，对机房、天线、地网、天调室、发射机前端设备等的接地有着严格规范的技术要求。整个台区的接地系统与土建工程同步进行，历时8个月，陆续布设完毕。

雷电对人类和设备的危害众所周知。由于广播电视设施的特殊性，其受雷电的危害更为严重。没有一种绝对有效的措施消除雷电灾害，人们只能是想尽一切办法利用现有的防雷器件去预防它、避免它，尽可能的减轻它的危害。

1 天线的防雷接地

东二铺台区共架设96米自立塔两座、76米自立塔一座。天线通常是周围最高的物体，容易招引雷电，如果天线不能得到有效的保护，由它引入的雷电将对整个天调网络、发射设备产生严重的后果。中波天线和电视调频天线不同，其底部不是直接入地，而是完全和大地隔离，仅靠塔座底部的放电球进行放电来完成。对于一个避雷系统来说，接地电阻的高与低直接关系到放电效果如何。在做天线底座预埋时就充分地考虑到这一点。首先总接地电阻应小于4Ω，对不同的防雷设施，地线的埋设方法也不同，但总的原则是埋设地点的土壤电阻系数愈小愈好，地线的接地体与接地线要选择适当，接地体与泥土的接触面积要大、接触要紧。在埋设方法上，为使接地电阻的阻值尽量的小，设计采用多根接地体并联组成，进行多点接地。如图1所示。

图1 发射塔地线埋设示意图

以96米自立塔基础底座为例，具体方法是：采用直径长2.5米、边宽为60×60毫米的热镀锌角钢（热镀锌角钢防腐性强可以延长使用寿命），下部做成尖端打入土中。埋设时，将角钢组成边长为1.5米的等边三角形打入土中。东二铺台区情况特殊，首先是新台址的地势比较低，海拔高度不超过24米，其次是台区四周环水，最低处的海拔高度在23米左右。因此在做接地时，其土壤结构比较理想。三个等边三角形的接地端要以接近天调室的塔基座为准，其角度可为120°，每个等边三角形的三个边长为1.5米，三角形入地上端应预留10～20厘米，以便与三个等边三角形的入地上口相连。入地上口用40×5毫米的镀锌扁钢焊接，另一端与三个塔基的接地端焊接相连，使三个塔基座上放电球的入地端能良好的入地泄放，也是给整个铁塔底部打火间隙泻放雷电做了一个通路。另外，塔基中心的等边三角形的三个边还要用200毫米×0.5毫米的铜带分别与地网连接，其原因是一方面减小地网的接地电阻，天线的地网主要是给射频信号提供回路，另一方面也是为雷电提供一个畅通的入地点。总之，地阻越小，分流越小。如图2所示。

图2 发射台接地线埋设施工图

2 天调室和发射机房系统的高频接地系统

高频接地是发射台不可缺少的特殊接地系统，其目的就是有一个良好的高频地电位，以减少各塔之间和发射机之间的串扰。发射台新台区的具体做法是：首先，在天调室下面挖一个长6.5米、宽约1米、深2米的地坑，把5根60×60毫米、长2.5米的热镀锌角钢按1.5米的间距一字型排开打入土中，排列角钢用40×5毫米的镀锌扁钢焊接，扁钢的另一端延伸出去，与天线基础下接地端相连接，使之成为一个整体接地。5根角铁的中间一根上面再焊接一块面积约1平方米的T型紫铜板，增加铜板的目的就是解决高频串扰的问题。铜板要厚一点的相对更好，铜板的焊接应与中心角铁直立焊在一起，铜板的上口中央引出一段铜带与天调室内的屏蔽层、网络架相连接。为了保证有良好的高频接地，直立铜板应地埋在1米以下最适宜。如图3所示。

图3 天调室高频接地设计图

发射机房的高频接地与天调室的高频接地一样，其使用的材料和制作方法完全一样。唯一的区别是：将铜板上方引出的铜带引入机房的地沟，同地沟内铺设的铜带相连接，供发射机高频接地用。

3 机房接地系统

机房的接地也是整体接地的重要组成部分。接地体的好坏，是用“接地电阻”的大小来衡量的。“接地电阻”通常认为是地线和大地之间的接触电阻。接地电阻的大小除了接地体与土壤接触面积大小、埋设深度以及接触紧密程度有关以外，还与埋设地点的土壤电阻有一定的关系。我们在做机房接地时就充分的考虑到上述问题。在做机房接地时首先要选择有利路由，考虑到机房整体防雷，根据机房四周环水和土壤比较潮湿的有利条件，做好防雷接地设施。其次是采用多点接地和分点接地的方法尽可能降低电阻，达到机房整体防雷效果。具体做法是：在机房四周的四个墙角分别用60mm×60mm×2500mm的镀锌角钢按等边三角形打入土中，三角形三个边的距离分别为1.5米，然后用4毫米×40毫米的镀锌扁钢相连接，三角形连接完再用扁钢在四个对应墙角的三角形的整体相连，使之成为一个完整的四边形，完成上述工作后，再将四个墙角的三角形接地体同机房构造柱或地圈梁中的钢筋对焊，最后再选择对应机房内地沟位置引入机房，使外接地体和机房接地完全形成一个总接地体，以达到机房整体防雷效果。如图4、图5所示。

图4 机房周围接地布设图

图5 机房接地系统施工图

4 供电系统的接地

在供电系统中，为了保证后续各种设备的安全，认真做好接地设施也是有效防止雷电袭击的重要途径，要尽可能利用现有的自然有利屏障，完善系统接地设施，确保各项设备的安全运行。供电系统中分高压接地和低压接地。高压接地是给变压器高压端上避雷器提供泄放的空间，低压接地是给变压器低电压相位上提供一项零线供各种设备用。要严格按照供电规范的要求做好接地系统。在做供电接地系统时，我们采取的方法是：如图6所示，在变压器的下方用5根60mm×60mm×2500mm的镀锌角钢在距离地面以下1.5米深处一字形排开，每根间距为1.5米打入地中，然后用4mm×40mm的镀锌扁钢相连焊接，延伸出的扁钢一方面供变压器的高压避雷器泄放使用，另一方面供变压器低压和机房内发射机等设备做零线使用。

图6 供电系统接地施工图

结束语

做好天线、天调室、机房的接地，其主要目的就是达到有效的防雷及高频信号的侵入。但是在雷雨季节到来之前，应对接地及防雷设施进行全面的检查，检查项目包括各接地点的对地电阻的阻值，避雷设施是否达到技术要求，以及避雷设备是否对地开路损坏等等，使发射机和其它设备始终保持有良好的接地阻值，达到安全运行的目的。下表为施工完成后实际测量的接地电阻值。

接地电阻测试值表