关于中短波广播电台机房接地系统的分析

摘  要：中短波广播电台机房接地系统主要有工作接地、技术接地（高频接地）、保护接地、避雷接地等系统构成。而对于各种接地系统主要对其接地电阻与接地装置进行分析，通过分析人工接地体、自然接地体、防雷接地的工程埋设，以及各种接地装置埋设方式方法的不同，接地电阻计算方法的不同，助力做好机房接地系统地阻工程设计，进而降低机房接地电阻。对于接地电阻的检测、正确使用接地地阻测试仪的连接和布置方式及测试方法做简要介绍。

关键词：广播电台机房;接地地阻;地阻测试

中图分类号：TN931;TM862      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）05-0045-05

Analysis on the Grounding System of the Medium and Short Wave Radio Station Room

CHEN You

（91612 Radio and Television Bureau of Xinjiang，Aheqi  843500，China）

Abstract：The grounding system of medium and short wave radio station room mainly consists of working grounding，technical grounding （high frequency grounding），protection grounding，lightning protection grounding and other systems. For various grounding systems，the grounding resistance and grounding devices are mainly analyzed. Through the analysis of the engineering burying of artificial grounding body，natural grounding body and lightning protection grounding，as well as the different burying methods of various grounding devices，and the different calculation methods of grounding resistance，it helps to design the grounding resistance Engineering of the computer room grounding system，so as to reduce the grounding resistance of the computer room. This paper briefly introduces the detection of the grounding resistance，the connection and layout of the correct use of the grounding resistance tester，and the test method.

Keywords：broadcast machine room;grounding resistance;ground resistance test

0  引  言

目前新疆许多中短波广播转播发射台站机房接地系统都不是很规范，尤其是老中波发射台站的地阻普遍较大，严重影响了中短波广播的收听质量及台站“三满”播出工作。中短波广播电台机房接地系统是否独立、规范，将严重影响台站的安全，而且也严重影响广播节目的收听效果。因此对老的中短波广播电台机房接地系统进行改造，将会有效确保中短波广播电台的安全播出，同时也将大大提高广播节目的收听效果和覆盖范围。

1  中短波广播电台机房接地系统主要组成结构

以前在新疆，尤其是南疆地区，修建中短波广播电台机房的接地系统接地方式是非常简单的，机房的各种接地相互交错，相互共用，有的老中波电台机房接地就是在机房附近直接埋设几个镀锌铁桩或铜带，甚至有些电台的供配电接地和防雷接地共用一个接地系统，相互串联在一起。这严重影响机房设备、机器设备及工作人员的安全。同时机房电磁环境复杂，无线信号相互干扰也严重影响广播信号的发射，影响“三满”播出。因此我们需要对南疆中短波广播电台机房的接地系统进行合理布局埋设。目前最合理的就是分为四部分，分别为工作接地、保护接地、高频接地（技术接地）、避雷接地。整个机房接地系统结构如图1所示。

（1）对于机房工作接地系统，尤其是80年代在南疆县级修建的中波转播台，工作接地铺设非常简单，就是几根铁棒往地下砸，引出一个或几个接地线，非常不系统、不规范。而机房工作接地系统应该是非常系统、规范的，应该分为机器设备用电安全保护接地、避雷接地、电源中性接地等。其中电源中性点接地在工作中应保持三相电源系统中相电压对地的电压不变。而防雷设备接地要实现对地泄放雷电流，防止用电设备受到雷电击坏。规范的机房电力工作接地电阻值如表1所示;

（2）机房保护接地系统。目前老中波广播电台存在的问题是和电力线系统接地共用，有的甚至和防雷接地体共用一个接地体。我们都知道保护接地系统主要防止金属外壳的机器设备出现漏电情况时，使人发生触电意外的保护性接地，如果和电力接地或防雷接地共用是非常不安全的，没有起到保护作用，反而还很危险，而且保护接地的电阻通常不能大于4 Ω，接地電阻要求更高;

（3）技术接地也称信号接地或高频接地。目前各中短波电台机房铺设还是比较规范的，各个发射机的高频接地是相互独立的。目前大多数中波广播发射机房的高频接地地阻都不大于2 Ω，几个大的短波广播发射机房的高频接地地阻也不大于1 Ω;

（4）防雷避雷接地系统，主要是通过避雷针、避雷网、闪接器，将强大的雷电引入到大地，避免雷电给机房机器设备造成损失。而以前新疆南疆建设中波广播机房时对于防雷接地系统要求不是很高，但现在机房的各种接地设备必须设计布局合理，符合国家标准。尤其是发射机房保护接地系统和防雷避雷接地系统，必须是分开独立的，而且两个接地系统还需要相隔一定的距离，这个距离和机器设备的防雷等级息息相关。通常情况下，两个系统的距离必须大于3 m，距离越大越好。防雷接地系统的接地电阻必须小于8 Ω，新疆主要是戈壁沙漠地区，土壤比较干燥，土壤的电阻率基本都在1000 Ω·m以上，因此其防雷接地电阻能够在8 Ω～ 15 Ω之间。

2  接地电阻及接地设备分析

接地电阻是接地设备的流散电阻和接地设备对地电阻之和。机房在做各种接地系统设备时，只需考虑接地设备的流散电阻。对于接地设备，可分为自然接地体和人工接地体。我们在对老的中波广播电台机房接地系统进行改造时，也可以充分应用自然接地体，在接地设备的工程设计中，要是自然接地体的地阻能够满足工程设计需求，我们完全可以不再铺设人工接地体，这样可以大大降低工程成本。如果没有符合工程设计要求，那么必须铺设人工接地体。可以充分利用建筑物钢结构和钢筋铺设的金属管道等作为自然接地体。尤其是变电设备可以充分利用钢筋混凝土作为自然接地体，减少接地装置工程成本。

2.1  人工埋设接地体

在对老的中波广播电台机房接地系统进行改造时，铺设人工接地体有两种方式方法，分别是接地体垂直铺设和水平铺设。目前工程铺设中普遍采用垂直铺设方式，而水平铺设方式在工程中用的很少。目前新疆中短波广播电台发射机房地阻较大，为降低高频接地电阻，机房会采样高频接地铜板进行水平铺设。

在工程中，垂直埋设的管型接地体直径大约在50 mm，长度大约在2 m～3 m，钢管厚度大约在3 mm～5 mm。如果选用直径小于50 mm的管型接地体，其钢管强度会变小，在打入地下时会很容易弯曲;如果选用直径大于50 mm的管型接地体，钢管消耗量会很大，费用会大大增加。如果选用小于2.5 m的管型接地体，其流散电阻会有所增大;而选用大于2.5 m的钢管时，又会遇到钢管很难打入地下的问题。所以选择直径大约在50 mm，长度大约在2.5 m的管型接地体是最经济实惠的。工程中一般采用50 mm±5 mm均可，其长度最短不得小于2 m。为减少自然环境对接地体及接地电阻的影响，在埋设接地体时，深度必须大于0.8 m，工程埋设一般在1.5 m左右。接地体工程铺设方式方法如图2所示。

新疆土壤大多为沙土石头戈壁，其土壤的电阻率普遍较高，因此在给机房做接地时必须进行降阻，在埋设人工接地体时要添加各种降阻剂，土壤电阻率参考值如表2所示。

2.2  防雷接地装置

对于新疆许多老中波广播转播台防雷接地和其他保护接地、工作接地混为一体的现象，必须进行改造，避雷接地装置必须与其他接地系统独立，在工程进行改造的过程中，必须考虑雷电产生的跨步电压，防雷接地必须离建筑物的出口至少3 m以上。要是不够3 m，那么必须要有相应的改善防雷绝缘措施。在做防雷接地装置埋设时，深度必须在1 m以上，同时必须对防雷接地桩和外漏防雷扁铁进行绝缘处理，可以涂抹沥青或包裹绝缘材料等，如果遇到水泥碎石铺设的路面，必须与防雷接地装置相距2 m以上，且加强绝缘保护。

3  接地电阻的计算

3.1  管型接地体地阻计算

在对机房接地系统进行改造时，对于人工接地装置高频接地电阻的计算，如果采取的是单根管型接地垂直埋设，其地阻可用公式RE1≈（Ω）进行计算，式中，ρ为土壤电阻率（Ω·m），L为接地电极长度（m）。

如果是采用多根管形接地垂直埋设，其地阻可用公式RE=进行计算，式中，RE1≈，ηE为利用系数，n为管子数量，n根接地电极并联时，由于接地电极间屏蔽效应影响，使得总的接地电阻RE

3.2  带型接地体地阻计算

在新疆中波广播转播台站，机房发射机高频接地，普遍都采用带型接地体，工程中都是水平埋设接地铜带，其接地电阻R可用公式RE1=（Ω）进行计算，式中，ρ为土壤电阻率（Ω·m），L为水平接地体的长度（m）。

如果在工程中采用多根水平放射形埋设接地铜带，其接地电阻R可用公式RE≈（Ω）进行计算，式中，ρ为土壤电阻率（Ω·m），n为水平放射带的根数。

如果埋设的是圆形环接地体和方形环接地体，其接地电阻可用公式RE=0.6ρ/（Ω）进行计算，式中，ρ为土壤电阻率（Ω·m），A为环形接地带所包围的面积（m2）。

接地方式如图3所示。

3.3  冲击地阻的计算

在对老机房接地系统改造的过程中，尤其是对防雷接地系统的改造，要将冲击接地电阻问题考虑其中，冲击接地电阻就是雷电流过接地体泄放电流入地接地的电阻。雷电流泄放入地时，土壤被击穿，让接地电阻截面增大，散流电阻降低。在工程中可用公式R= 进行雷电冲击地阻的初步计算，式中，RE为工频地阻，α为换算系数，α与L/LE比值如圖4所示。

图4中：斜线1为土壤电阻率ρ>2 000（Ω·m）;斜线2为土壤电阻率ρ<1 000（Ω·m）;斜线3为土壤电阻率ρ<500（Ω·m）;直线4为ρ<100（Ω·m）。LE为接地体的有效长度，ρ为土壤电阻率（Ω·m），L为接地体实际长度，实际长度L=L1+L2+L3，…，当L>LE时，取L≈LE。

4  机房地阻检测方法

4.1  地阻测试仪的使用方法

检测机房接地电阻的仪器叫地阻测试仪，有手动和晶体管两种。目前我们的中短波广播电台都使用晶体管接地电阻测试仪，使用方法非常简单，连接如图5所示。

地阻测试仪的连接图中：1为被测接地体，2为电压极，3为电流极。S大于等于2倍以上D，D是被测接地体对角线长度;S约等于0.6倍S2，理论上S1等于0.618倍S2，三根测量线和两个接地电棒，其中测量线有5 m的一根，20 m的一根，40 m的一根。

4.2  接地电阻测量电棒布置方法

接地电阻测量电棒布置方法有两种：（1）直线布置;（2）等腰三角形布置。直线布置：适合测量单排或单个的接地装置。等腰三角形布置：适合测量接地网。两种方法都可测试，没有特殊要求。工程中用两种方法对同一接地装置测试，所得结果几乎没有差别。我们进行地阻测试时，被测接地极E、电压探棒P、电流探棒C，成一条直线且相距20 m，电压探棒P应在E和C之间。其中E端接5 m导线、P端接20 m导线、C端接40 m导线。测试时先将测试仪的电阻指示按键放到较大的档。假如所测的最终接地电阻值不在该档，可以调整按键到适合的档。测试仪一般设有2 Ω档、20 Ω档、200 Ω档、2 000 Ω档，每档均可以测出最小接地电阻值，精确度在最小档最精确。

接地测试仪测量时，接地装置要与被保护的设备断开，否则所得结果很不真实，往往测得的值是所保护设备的电阻值。计算机与发射机内阻一般在0.85～0.92之间，如果所测值在此范围，地线装置设计得又不到位时，就要检查两者是否真正断开。在接地系统要求严格的地方，这种测量误差危害很大。很多广播台站的技术人员在测试发射机的接地电阻时都未将接地装置与发射机设备断开。

5  結  论

经过上述阐述分析可知，做好中短波广播电台机房接地系统对于机房无线广播信号收发射干扰是十分重要的。文章详细分析介绍机房接地系统的重要组成，也对接地体接地电阻的埋设及计算做了详细介绍，同时对接地电阻的测试方法进行说明，希望能对正在进行中短波广播电台机房接地系统进行改造的电台有所借鉴。

参考文献：

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[2] 刘娜.对广播电台中控机房接地的探讨 [J].大陆桥视野，2015（24）：70-71.

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[4] 陈雷，陈家斌.接地技术与接地装置：第2版 [M].北京：中国电力出版社，2014.

[5] 驿生胜利科技有限公司.VICTOR 4105A接地电阻测试仪使用说明书 [EB/OL].[2020-2-16].https：//wenku.baidu.com/view/ 90dbb63bf02d2af90242a8956bec0975f465a40a.html.

作者简介：陈攸（1986-），男，汉族，江西萍乡人，工程师，中级职称，硕士，主要研究方向：中短波广播发射。