王应稳
(济宁市广播电视传输保障中心,山东 济宁 272000)
在如今的中波发射机房建设和维护中,接地是一项极其重要的工作内容,必须要引起高度的关注和重视,实践中首先是需要正确地认识到接地对于中波发射的重要性,明确中波发射机房接地的分类。其次,更要采取科学、合理的施工策略,保证接地的有效性,发挥出中波发射机房接地的作用、价值。
当前,投入实际使用的中波发射机数量巨大,并且还基本实现了全固态化的升级,其具有更加先进的场效应管放大电路,数字集成电路也更加的精细,这让发射机的体积大大缩小,并使得发射机更易操作、管理和维护,同时还在很大程度上提高了中波发射机的性能。但与此同时,这也对中波发射机带来了一些负面的影响,如降低了发射机的抗干扰能力,多种因素都可能会降低发射的质量和稳定性[1]。另外,由于中波发射机的结构和运行原理,因此其容易遭受到雷击,这就可能会引发安全事故,轻则导致发射设备系统瘫痪,无法继续运行,重则还会造成人员伤亡[2]。中波发射机房接地的作用和意义在于,其能够规避各种因素可能对中波发射带来的影响,保证发射技术指标,提高发射的质量和稳定性。同时,其还能够预防雷击,更有力地保护中波发射机安全运行,防止设备损坏、人员伤亡。由此可见,中波发射机房接地的重要性是极其突出的,必须要引起高度的关注与重视[3]。
根据不同的作用和目的,中波发射机房接地可以分为几种类型,如工作接地便是其中最常见和重要的一种。从接地实践工作来看,工作接地也具有两种不同的类型,第一种是功率接地,这种工作接地方式也被称为交流工作接地。通过这种接地方式,能够减少电磁波可能对中波发射带来的影响。第二种是直流工作接地,也叫作信号接地,通过信号接地可以将电磁干扰对发射造成的误差降低,甚至是完全消除干扰影响[4]。总之,不论是交流工作接地还是直流工作接地,其二者都是非常必要的,都能够减少和消除电磁干扰影响,对保证发射的质量来说具有重要作用。
从中波发射的信号传播机制和原理来讲,其在空间中的传播,难免会受到电磁的影响和干扰,这种影响和干扰会导致中波发射的信号质量大大下降,稳定性也无法得到保证,无法满足正常的中波信号发射与传播需求。屏蔽与防静电接地的主要作用,便是可以相当有效的抵御电磁对中波发射带来影响和干扰[5-6]。屏蔽接地在技术和结构上较为复杂,安装施工的难度也较高,后期的管理、维护成本也不低,不过其屏蔽效果相当理想,可以使中波发射机房中各种设备的元器件,都免受电磁干扰,增强设备的稳定性、安全性,保证中波信号的发射质量。在中波发射机的运行过程当中,会因为设备自身及环境因素的影响,而出现静电,并聚集在各种金属表面上,如设备的金属外壳。如果不加以注意的话,还可能直接对设备造成损坏,使整个发射系统停止工作。静电接地的作用,便是可以消除静电所致的安全隐患,增强设备及整个中波发射系统的安全性[7-8]。
在所有的接地类型中,最具强制性特点的接地,便是安全保护接地,不论在什么样的情况下,都要完成保护接地的施工作业。保护接地的作用和目的顾名思义,便是为了增强中波发射机房的安全保护,一来是能够确保中波发射机及其他相关设备不受破坏;二来是可以保障工作人员的操作安全。我国对三相四线供电作出了明确的要求,其必须要选择接零方式,因此不能使发射机或是其他相关设备的外壳,直接与地面接触[9-10]。安全保护接地,是从地网中,引出接地母线,然后再通过导体,与设备接地母线极其外壳连接起来,如此便符合了国家要求,而且实实在在地增强了对中波发射机房的整体安全保护[11]。
由于中波发射的运行机制、原理影响,所以其在运行过程当中,容易受到雷击,而且中波发射机房内的设备,基本上都是低耐压系统,一旦遭受雷击,发射机和机房的其他设备便可能受到损坏,无法再继续正常的运行,情况严重的话还可能会造成人员伤亡。因此,在中波发射机房的建设过程当中,除了要合理选址,远离雷击概率较大的区域外,更重要的是需通过防雷接地,来使中波发射机房免受雷击的危害。为此,应在敷设地网时,将避雷带、建筑物以及机房设备保护接地集中起来,实现等电位连接,从而达到防雷、避雷的目的[12]。
除此之外,中波发射机房接地还可以分为高频接地、低频接地、电源接地、数据地等,它们都具有各自的功能和作用,但无一例外其基本的接地要求是接触一定要良好,电阻尽量小。根据不同的接地,其接法要求也有所差异,如由于高频具有趋肤效应,所以在接地处理中,应使用宽铜皮或者宽铜带大面积接地。而且不论是高频接地还是低频接地,都应当尽量短路径接地、大面积接地,而且要防止出现接地环路的情况。
在实际的接地施工当中,首先是应当科学地确定中波发射机房接地施工方案,因为这会直接决定后期的施工质量,以及接地系统的效用。具体应当在以下两个方面引起重视。
1.1 中波发射机房接地施工地井埋设
一机一地井是中波发射机房接地的普遍性要求,这样的方式可以较好地满足和确保接地效果。在施工方案的设计中,应当要考虑到中波发射机的实际型号,确定地井的规格。一般来讲,中波发射机房接地施工地井的深度,不能低于两米的深度,应在两米之上为宜。地井下方需要埋设铜板,并将一个大小合适的铜棒安装在铜板上,使其稳固地连接在一起,再将导线连接到铜棒上导出。这样的地井埋设施工方案具有较高的可靠性,在实践当中也经过了验证。在这里需要另外注意的是,地井不宜距离中波发射机房过远,在实际的施工过程当中,如果情况特殊的话,还需要通过增设地沟的方式,来对接地系统的可靠性进行强化[13]。
1.2 中波发射机房接地施工电阻参数
在前文当中已经介绍到,接地可以分为安全保护接地、防雷接地等,由于它们各自的功能、作用和目的存在不同,因此在施工中,针对它们的电阻参数也有所差异,这样才能保证各种接地的针对性。如通常来说,工作接地及其他设备接地等的电阻参数应在4欧姆以下,如果是防雷接地的话,其电阻参数可以稍大,但也不能超过10欧姆。
2.1 接地极施工
从现实情况来看,中波发射机房接地施工所面临的情况较为复杂,或者说可能不太理想,如周围可能有着不少的接地体。在实际施工中,可能经常遇到的有电缆外皮和水管等,这些接地体的存在,会对整个接地系统的性能、效用产生影响。所以施工时,需要对现实情况进行探测、考察,采取合理的施工应对措施。如果是混合式接地施工,应当围绕机房,在其四周敷设安装水平接地极,水平接地极应为扁钢板,规格为40×40毫米,然后还需要安装垂直接地极,垂直接地极选用钢管,数量根据实际的施工需求而定。如果是水平接地施工,在实际的施工环境当中,施工场地的土层厚度在1.5米以下,则可以进行水平接地极施工。即在机房的周围,选择合适位置,敷设水平接地极,其具体的布置,最好是使用外辐射的方式。在完成了接地施工之后,需要根据相关的标准、要求,对接地的性能情况进行严格的测试,根据测试结果再进行整改,如增加接地数量、填入电阻率低材料等,以达到接地的标准、要求。
2.2 接地引线与接地线施工
实际施工过程当中,对于高频接地线的话,可以使用0.5毫米铜带,它的性能可以满足中波发射机的使用要求,但是在施工阶段,需要根据发射机的功率来合理规划铜带的参数。当前,我国应用最多的中波发射机为10千瓦,少数可达到50千瓦,铜带的规格应为200毫米,极少数超过200千瓦的,则建议使用300毫米以上的宽带。在施工过程中,若发现接地引线的整体长度很长,并且发射机始终处于较高的工作频率时,还可以在上述数据的基础上增加宽度。但是需要注意的是,若采用高频接地的方法时,必须要确保铜带的厚度超过1毫米,这样才能保证质量。
2.3 铜带连接施工
铜带连接是中波发射机房接地施工中的一个关键环节,实际施工中需要注意以下几点。第一,在进行铜带连接施工的时候,先需要对铜带的厚度进行检查,如果其厚度达不到1.0毫米的话,就需要采用咬接加锡焊的方式进行连接。如果其厚度达到了1.0毫米,就可以直接进行铆接铜焊。第二,在对各种钢材进行连接施工的时候,如钢管、扁钢等,一般来说进行电焊连接即可,不过需要做好对焊接点的保护处理,如涂刷防腐油漆。第三,要对相关设备进行检查,查看其接地连接情况,如大型电容器、变压器,与地线连接应采用多层铜带或编织线的过流软接头。施工中需要加以重视的是,设备和软接头之间的连接,应当使用其他措施加以固定,如使用防松垫圈,并且还需要在接触的表面,进行镀锌处理。焊接是一个重要点和关键点,实际施工中,对于地槽铜带区域,应当及时地进行焊接,而且要进行焊接质量检查,保证焊接质量合格,连接牢固。否则的话在天气恶劣的情况下,如果焊接存在质量问题,就可能会烧损发射机及其他设备、配件。因此,在实际操作中,对部分位置可以在焊接后再用螺栓将设备进行固定,有效避免因为混搭天线或保安等地线导致的问题。如此,就可以在很大程度上保证接地系统的可靠性,使其发挥出应有的效用。
总之,所有的接地设计与施工,都必须要严格按照规范进行,否则就会对发射带来负面影响,如音频接地系统如果出现问题,就会造成串音,高频接地出现问题,则可能会烧坏固态机模块,内音频接地和高频接地一定要区分开来,不能混在一起。
在中波发射机房的建设和改造、升级与维护中,应当高度重视并切实做好接地施工工作,这一方面关系着中波发射的质量和稳定性,同时还与中波发射机房的设备、人员安全相关,作用、意义尤为重大。实践中,要根据具体的接地要求,制定科学的接地施工计划,采取科学的施工措施,为中波发射机房打造一套可靠的接地系统,切实保障中波信号发射质量以及设备与工作人员的安全性。