劉 華 周曉川

接地網是對埋在地下的、有一定深度的多個金屬接地極，以及由導體將這些接地極相互連接組成一網狀結構的接地體的總稱。接地是為了滿足系統運行的需要和保護設備、人身安全而常用的一種技術。所謂接地，是將設備、儀表儀器、電路等某一部分通過接地裝置與大地緊密可靠地連接起來，即設備、儀表儀器、電路等某一部分與土壤間達成良好的電氣連接。實踐證明，中波轉播臺接地技術雖然不是一門高精尖技術，若要理論和實踐并重，難度相當大、不易掌握。中波轉播臺普遍應用的接地具體包括：電氣接地、工作接地、保護接地、重復接地、共同接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、高頻接地，等等。

因城市建設規(guī)劃需要，騰沖中波臺（以下簡稱“我臺”）于2010年開始遷建，根據我臺的實際情況和工作規(guī)范需求，我臺接地系統分為工作區(qū)接地和天饋線系統接地兩個部分。根據JGT/T16—92《民用建筑電氣設計規(guī)范》，當機房接地與防雷接地系統共用時，接地電阻要求小于1Ω。

1 設計思路

騰沖中波臺新址坐落于騰沖城西北方向5 km處，工作區(qū)（不含發(fā)射塔）占地1萬m2，有大小單體建筑物6棟，海拔1902 m，按設計和規(guī)范要求各棟建筑物防靜電、防雷、保密接地、用電保護接地、高頻、音頻接地分別小于100Ω、10Ω、8Ω、4Ω和1Ω，均為沖擊接地電阻值。經實地檢測，該基礎地為粘性土壤，土壤電阻率在1500～1600Ω·m，如果將每棟建筑（設備）均做單獨接地，其接地電阻極難達到設計和規(guī)范要求，同時如各建筑（設備）單獨接地，不能達到嚴格意義上的隔離，且各地網會相互干擾，甚至產生地電位反擊。為解決各地網會相互干擾和產生地電位反擊的問題，同時節(jié)約接地網經費支出，整個工作區(qū)共做一個接地網，同時在重點部位如機房、辦公樓、高頻、音頻接地點做加強處理，即加裝接地模塊、增加垂直接地體，增強其散流作用。

1.1 埋設點的選取

土壤電阻率ρ的影響因素主要是土壤的礦物成分、含水性、結構溫度等，土壤中所含導電粒子濃度越高，土壤的導電性越好，ρ就越小，反之就越大；土壤越濕，含水量越多，導電性能就越好，ρ就越小，反之就越大。所以，在選取埋設點時必須從增大接地體幾何尺寸和改善地質電學性質等方面考慮。埋設點應選在土壤潮濕、背陽、易于施工的地段，同時應考慮距離機房設備接地線的連接路徑最短。

1.2 接地體埋設

垂直接地極的接地電阻可用下式估算。

當L≥d時，有：

式中，R——垂直接地極的接地電阻（Ω）；ρ——土壤接地電阻率（Ω·m）；L——垂直接地極的長度（m）；d——接地極的直徑或等效直徑（m）；等邊角鋼，b為角鋼邊長。

具有垂直接地體和水平接地體的復合接地網的電阻的簡化計算公式為：

R=eW為接地網的形狀修正系數；

式中，Lo為水平接地網外周邊線總長度（m）；s為接地網的總面積（m2）；L為水平和垂直接地極的總長度（m），L=LS+LC；LS為水平接地極的總長度（m）；LC為垂直接地極的總長度（m）；g為定常數，按下列方法選用：

當LC≤LS時，g=1；

當LC≥LS時，g=0.5。

1.3 工作區(qū)的接地實踐操作

圖1 工作區(qū)的接地實踐操作圖

如圖1所示，在供電房、機房、辦工樓周圍挖10個地井，1號地井尺寸為6m×6m×4.5 m，2至10號地井尺寸為2m×2m×2.5 m。每個地井打入4根2.5 m長,50×50×5 mm的熱鍍鋅角鋼垂直接地極再焊入一塊降阻模塊組合而成。東西方向和南北方向各做一接地溝，地溝深度為60 cm，地溝內每3 m埋設一根2.5 m長50×50×5 mm的熱鍍鋅角鋼垂直接地極。1號地井倒入礦渣做土質處理，改善接地效果，每個垂直接地體周圍倒入降阻劑夯實，再用40×4 mm熱鍍鋅扁鋼水平接地極將10個地井沿地溝連成封閉式的環(huán)形大接地網。經實地測量，地網地電阻值為0.8 Ω。

1.3.1 機房接地

機房采用共地的接地方式，先用25 cm寬，0.8 mm厚的紫銅帶把所有電氣設備的工作接地、保護接地、防雷接地相互連接，然后與地網引出接地點用氣焊和錫焊方式焊接牢固。采用共用接地，電流在沖擊接地電阻上產生的高電壓，將同時存在各系統的接地線上，各地線之間不存在高電位差，也不存在同一設備各接地系統之間的擊穿問題。

機房內各種電線電纜強、弱電信號線分開穿入PVC管中，從機房線纜溝走線。

1.3.2 防雷接地

每棟單體建筑在靠近環(huán)網時引兩根接地線和接地網焊接，同時各相鄰的單體建筑的接地網也最近兩兩焊接。如此既能最大可能增加接地體面積，還從根本上解決了整個工作區(qū)內跨步電壓的危害問題。

1.3.3 電源系統的接地

通過地溝，將扁鐵引入供電室與高、低壓電源系統接地點牢固焊接。按照《GB50057—2010建筑物防雷設計規(guī)范》的要求，第4.3.3條規(guī)定：外部防雷裝置的接地應和防閃電感應、內部防雷裝置，電子和電氣系統等接地共用接地裝置，并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設接地裝置宜圍繞建筑物敷設成環(huán)形接地體。第4.3.8中的第4條規(guī)定：在電氣接地裝置與防雷接地共用或相連的情況下，應在低壓電源線引入的總配電箱、配電柜裝設I級實驗的電涌保護器。因此在雷電波可能侵入的電源線路端口、穩(wěn)壓電源上加裝雷電浪涌保護裝置，將侵入系統的沖擊過電壓鉗制到允許的范圍。

2 天饋線系統的接地

2.1 設計思路

我臺地處高山地帶，有一部自立式雙頻共塔中波發(fā)射天線，工作頻率分別為540 kHz和990 kHz，對應工作波長分別為555.5 m和303 m，我臺天線高度110 m，接近0.25 λ。根據中波廣播的傳播特點，它既可以沿地面繞射傳播，也可以通過電離層反射傳播。為有效防止大地對電磁波的吸收，以及避免雷電對發(fā)射機系統造成損壞，同時有效提高天線效率，增加節(jié)目覆蓋率和提高廣播質量，發(fā)射天線鐵塔接地電阻越小越好。在天線高度和天線結構一定的情況下，天線導體本身的損耗和天線塔基底部絕緣子的高頻損耗基本是固定的，減小天線的功率損耗主要是減小天線電流回路中的地損耗。地面損耗主要集中在天線底部。提高天線的效率，最直接有效的方法是安裝地網。天線地網接地不良，不但影響雷電泄放，還會引起天線電壓駐波比升高，嚴重時能導致發(fā)射機保護關機或燒毀功放；同時，還影響天線的輻射效果。

地井復合地網能更好地降低地電阻，我臺天饋線接地系統由地井和地網構成。

2.2 實踐操做

2.2.1 天饋系統地井的設置

如圖2所示，在天線塔基周圍做四個接地井，尺寸為4m×4m×2.5m，地井內打入四根50×50×5cm熱鍍鋅角鋼和降阻模塊焊牢。地井間和天線塔基做一深60cm接地溝，接地溝內同樣每3 m打入一根長2.5 m規(guī)格為50×50×5cm的熱鍍鋅角鋼垂直接地極，再用40×4cm熱鍍鋅扁。

圖2 天饋系統地井的設置圖

鋼水平接地極將四個地井和塔基連成封閉式環(huán)狀接地網，每個垂直接地體周圍倒入降阻劑夯實。經實地測量，復合接地網地電阻值小于1Ω。

2.2.2 天線地網的埋設

考慮我臺天線場地實際情況我們采用Φ3 mm的紫銅線做地網線，長度為120 m（基本接近540 kHz波長的1/4），以天線塔基底部中心為圓心以輻射狀每3°向外均勻敷設一根地線，共敷設120根。施工時使用經緯儀放樣并配合石灰粉劃線，確定地網線溝位置，線溝深度為40 cm。拉地網線時應力求端正筆直，松緊適度。地線始端和匯流條與鐵塔底部基礎屏蔽銅皮用焊槍焊接牢固，塔基的防雷放電球下端也與屏蔽銅皮焊接在一起，同時起到的防雷作用。饋線地線、天調室屏蔽層等也與此焊牢，這樣不但能起到減少高頻損耗作用，而且有助于雜波的衰減，對發(fā)射機穩(wěn)定輸出起到了可靠的保障作用。

3 接地系統的定期檢查和維護保養(yǎng)

為防止接地線和接地體因外力破壞損傷或斷裂，接地體因腐蝕或土壤變化而導致接地電阻變化，接地系統應定期進行檢查和測試。檢查內容主要有：系統導線是否有銹蝕，接觸部件焊點是否有開焊；接地電阻值須定期復測，并將測試結果認真記錄以便進行比對分析，接地電阻值增大時，不可勉強使用，應及時修復。發(fā)生強烈雷暴后，應增加臨時性檢查，對有腐蝕性土壤，每3～5年對接地體檢查一次。

經過多年的實際運用，我臺兩部DAM10 kW全固態(tài)中波發(fā)射機運行穩(wěn)定，播音質量均達到甲級指標，在雷雨季節(jié)沒有發(fā)生雷擊停播事故，充分說明我們的接地系統安全可靠。

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