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        廣播電視工程接地技術(shù)的應(yīng)用

        2023-01-05 12:59:14聶春輝白城廣播電視臺(tái)
        環(huán)球首映 2022年8期
        關(guān)鍵詞:廣播電視信號(hào)設(shè)備

        聶春輝 白城廣播電視臺(tái)

        伴隨著時(shí)代的發(fā)展,基于無(wú)線(xiàn)電、導(dǎo)線(xiàn)傳播的聲音、圖像等信息在群眾中日益普及,雖受到新興網(wǎng)絡(luò)媒體的影響,但廣播電視領(lǐng)域仍存在龐大的用戶(hù)群體。廣播電視相較網(wǎng)絡(luò)媒體存在一定的優(yōu)勢(shì),重視廣播電視工程的建設(shè)質(zhì)量顯得尤為必要,廣播電視領(lǐng)域?qū)Τ掷m(xù)、穩(wěn)定的信號(hào)收發(fā)具有嚴(yán)格要求,應(yīng)當(dāng)盡可能地規(guī)避信號(hào)中斷、失真等風(fēng)險(xiǎn),為觀(guān)眾提供優(yōu)質(zhì)的視聽(tīng)服務(wù)。

        一、常見(jiàn)接地方式

        (一)保護(hù)接地

        保護(hù)接地是針對(duì)絕緣層破損,或是儀器設(shè)備外殼為金屬下的觸電問(wèn)題,人體接觸漏電區(qū)時(shí),會(huì)因?yàn)榻佑|的帶電表面,以人體為導(dǎo)體,并與大地形成電勢(shì)差,進(jìn)而對(duì)人體產(chǎn)生觸電效果,電勢(shì)差越大,遭到的瞬間傷害越大,甚至可以產(chǎn)生電火花,引發(fā)嚴(yán)重的電擊事故。廣播電視工程中的電氣設(shè)備較多,大致可以劃分為播控設(shè)備、接收設(shè)備、發(fā)射設(shè)備,不同類(lèi)型的設(shè)備所要承擔(dān)的功能,及需要施加的運(yùn)維保護(hù)多有不同,但為對(duì)保護(hù)設(shè)備、人,一般都是需要施加保護(hù)接地,從播控設(shè)備的角度來(lái)看,播控設(shè)備是節(jié)目錄制和信號(hào)處理的重要工具,作為廣播電視緊緊圍繞的信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題,對(duì)信號(hào)源的精密度要求頗多,相關(guān)設(shè)備主要有攝像機(jī)、錄像機(jī)、放映機(jī)外,還包括衛(wèi)星地面接收測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、同步機(jī)、脈沖分配器、示波器等,為保證此類(lèi)設(shè)備的正常運(yùn)行,應(yīng)當(dāng)對(duì)存在潛在漏電風(fēng)險(xiǎn)的儀器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)接地,防止操作人員觸電,或是避免電荷累積對(duì)儀器設(shè)備造成損害,從接收設(shè)備來(lái)看,接收設(shè)備是將發(fā)射的信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音、圖像的重要部件,為切實(shí)提升信號(hào)的轉(zhuǎn)化質(zhì)量,避免發(fā)生觸電事故,同樣應(yīng)當(dāng)注重保護(hù)接地工作,從發(fā)射設(shè)備的角度來(lái)看,為實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋,并積極應(yīng)對(duì)信號(hào)衰減問(wèn)題,發(fā)射設(shè)備的功率普遍較高,對(duì)值機(jī)人員、維護(hù)人員,存在較大的觸電事故威脅,因而應(yīng)當(dāng)在使用時(shí),需重視對(duì)發(fā)射機(jī)及相關(guān)設(shè)備的保護(hù)接地。

        (二)工作接地

        為了保證機(jī)器設(shè)備在正常情況下,或者在異常電流等作用下,能夠保持正常運(yùn)行,一般會(huì)在電力系統(tǒng)上的某一點(diǎn),直接或間接與大地進(jìn)行連接,具有滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行、降低接觸電壓、降低絕緣壓力等作用,其中構(gòu)建中性點(diǎn)等與大地之間的間接性設(shè)備,主要有消弧線(xiàn)圈、電阻等。工作接地形式主要有浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地,介于浮地來(lái)看,簡(jiǎn)而言之,浮地用以描述與大地?zé)o連接的接地方式,由于潛在的對(duì)地浮動(dòng)差模信號(hào)等,往往需要考慮大地電性能問(wèn)題,以及其他可能的共模噪聲,在此情景下可以運(yùn)用浮地系統(tǒng)達(dá)到接地目的,介于單點(diǎn)接地,運(yùn)用串聯(lián)、并聯(lián)、串并混合的形式,將各個(gè)電路的地線(xiàn)連接至共同的點(diǎn),單點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)在于,可以避免電路耦合問(wèn)題的發(fā)生,但單點(diǎn)接地也會(huì)導(dǎo)致地線(xiàn)過(guò)長(zhǎng),進(jìn)而增加地線(xiàn)線(xiàn)纜的整體阻抗,對(duì)接地效果的發(fā)揮存在一定影響,介于多點(diǎn)接地,多點(diǎn)接地是在接地時(shí),各個(gè)接地點(diǎn)與接地平面單獨(dú)連接,并盡量最短,接地平面可以是設(shè)備框架、設(shè)備底板等,另外,由于共地阻抗問(wèn)題,采取多點(diǎn)接地方式時(shí),還應(yīng)當(dāng)注意接地平面的阻值問(wèn)題,接地平面的阻值越小,受共地阻抗的負(fù)面影響也就越小,介于混合接地,混合接地是根據(jù)電力系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)特點(diǎn),對(duì)系統(tǒng)各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行單點(diǎn)接地及多點(diǎn)接地混合使用的策略,一般單點(diǎn)接地適用于1MHZ以下,30MHZ以上需要使用多點(diǎn)接地,而在兩者之間便需要進(jìn)行混合接地,混合接地時(shí),若接地線(xiàn)的長(zhǎng)度要大于工作信號(hào)波長(zhǎng)的5%,則一般應(yīng)用多點(diǎn)接地,反之單點(diǎn)接地。

        (三)防雷接地

        雷擊對(duì)天線(xiàn)等儀器設(shè)備會(huì)產(chǎn)生爆炸性、起火性等不可逆損傷,若周遭有人,同樣也可能會(huì)被波及。雷擊事故的發(fā)生主要是由直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷所造成,其中直擊雷是由于帶電云層聚集大量電荷,并在擊穿空氣等情況下,與大地、建筑物或是其他物體間構(gòu)成回路,從而迅猛放電,以此形成的直擊雷,會(huì)從熱、力、電多個(gè)層面,對(duì)受波及的物體產(chǎn)生損傷,建筑物的突出部極容易在帶電云層的感應(yīng)下,聚集大量異種電荷,感應(yīng)電會(huì)直接對(duì)電子元件、設(shè)備造成損壞,此外,建筑物突出部聚集大量異種電荷下,極容易招引直擊雷,造成更大程度上的雷擊事故,球形雷主要是在雷暴下產(chǎn)生,由于其可以在空氣中獨(dú)立移動(dòng)的特點(diǎn),又俗稱(chēng)滾地雷,球形雷的可移動(dòng)特性導(dǎo)致球形雷可直接進(jìn)入室內(nèi),同時(shí)球形雷與障礙物碰撞下又可能發(fā)生爆炸,因而威脅較大,但相比直擊雷、感應(yīng)雷,球形雷較為不常見(jiàn)。一般而言,防雷接地裝置包括了接閃器、引下線(xiàn)、接地線(xiàn)、接地,其中接閃器上,顧名思義,接閃器是引雷并接受雷電的金屬桿,可以有效導(dǎo)引雷電,避免雷擊他處,對(duì)建筑物、設(shè)備等造成損壞,接閃器可以是金屬針、桿,也可是金屬帶、金屬網(wǎng),或是其他樣式特殊的避雷器,其中引下線(xiàn)是導(dǎo)通接閃器和接地系統(tǒng)的導(dǎo)體,是將接收到雷擊電流向下轉(zhuǎn)移的重要媒介,其中接地線(xiàn)是連接引下線(xiàn)與接地體的導(dǎo)體,同樣起到的向下轉(zhuǎn)移的作用,其中接地體是與大地直接相連的導(dǎo)體,也是最終分散雷擊電流的最終導(dǎo)引裝置,為切實(shí)保證防雷效果,接地體的設(shè)計(jì)及安裝要充分考慮土壤電阻率、含水率等數(shù)值,以此確保雷擊能量能迅速消散。

        (四)重復(fù)接地

        重復(fù)接地是在中性點(diǎn)接地的基礎(chǔ)上,對(duì)零干線(xiàn)某點(diǎn),或多點(diǎn)進(jìn)行接地的手段,重復(fù)接地的優(yōu)點(diǎn)較多,比方說(shuō)可以降低故障持續(xù)時(shí)間,防范零線(xiàn)與相線(xiàn)反接,降低觸電電壓等。因使用方式的不同,重復(fù)接地的形式也會(huì)存在差異,大致包括防雷接地、工作接地、直流接地、屏蔽接地、功率接地等,其中直流接地是基于基準(zhǔn)電位對(duì)機(jī)器設(shè)備的功效上,基準(zhǔn)電位可以大幅度提升機(jī)器設(shè)備的工作穩(wěn)定性,因而在可以利用導(dǎo)體,將機(jī)器設(shè)備以基準(zhǔn)電位連接,以此達(dá)到直流接地目的,其中屏蔽接地上,屏蔽接地是針對(duì)電磁干擾對(duì)信號(hào)等產(chǎn)生噪音時(shí),透過(guò)將環(huán)繞、包裹機(jī)器設(shè)備的屏蔽線(xiàn)、金屬管進(jìn)行接地的形式,達(dá)到屏蔽干擾的目的,其中功率接地是為應(yīng)對(duì)不同頻率電壓間干擾導(dǎo)致的機(jī)器設(shè)備運(yùn)作不良問(wèn)題,為了解決不同頻率電壓間的相互干擾問(wèn)題,一般會(huì)安裝濾波器,對(duì)濾波器的接地便是功率接地。

        二、接地技術(shù)的應(yīng)用策略

        (一)注意現(xiàn)實(shí)需求

        基于現(xiàn)實(shí)需求進(jìn)行接地防護(hù)工作,可以明確接地方案的設(shè)計(jì)方向、設(shè)計(jì)內(nèi)容,以此可以指導(dǎo)接地技術(shù)的具體施用。整體來(lái)看,接地技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求主要表面在電流、信號(hào)上。從電流的角度來(lái)看,經(jīng)由電源、雷電所形成的電流不僅會(huì)對(duì)機(jī)器設(shè)備產(chǎn)生較大損傷,同時(shí)還可以在絕緣層損壞,或是電擊穿下,對(duì)觸及人員產(chǎn)生健康損害,鑒于此,應(yīng)當(dāng)重視電流方面的接地保護(hù)工作,防雷防護(hù)時(shí),需要根據(jù)當(dāng)?shù)乩讚籼攸c(diǎn),比方說(shuō)雷擊頻次,及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,包括建筑物材質(zhì)、頂層特點(diǎn)、土壤成分,建筑物材質(zhì)為鋼結(jié)構(gòu),或是頂層為鐵皮覆蓋,或頂層為大面積的平樓下,可以用避雷網(wǎng)、帶進(jìn)行防雷,擴(kuò)大接觸面積,同時(shí)還要將避雷裝置與鋼骨架等進(jìn)行連通,不可忽視的是,接地時(shí),還要對(duì)接地體接觸的土壤成分進(jìn)行分析,了解電阻值、含水率等,若電阻值偏高,可以更換接觸面,或是對(duì)土壤進(jìn)行一定程度的改造,以此降低土壤的電阻值,從信號(hào)的角度來(lái)看,廣播電視是為普羅大眾提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的重要媒介,若信號(hào)質(zhì)量不佳,存在失真、缺失、卡頓、雜音、模糊等問(wèn)題,則無(wú)疑大幅度降低視聽(tīng)體驗(yàn),因而應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要,對(duì)信號(hào)從制作到收發(fā)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行信號(hào)保護(hù),對(duì)潛在的電磁干擾進(jìn)行屏蔽,對(duì)信號(hào)間的相互干擾進(jìn)行濾波,以此綜合確保信號(hào)質(zhì)量,比方說(shuō)發(fā)射機(jī)強(qiáng)大的功率對(duì)音頻通路產(chǎn)生干擾,便可以運(yùn)用金屬管對(duì)音頻線(xiàn)纜進(jìn)行包裹,同時(shí)將金屬管進(jìn)行接地,以此達(dá)到抗電磁干擾的目的[1]。

        (二)規(guī)范化機(jī)房設(shè)施

        機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)器設(shè)備、連接音視頻線(xiàn)纜較多,若不能注意絕緣防護(hù),很容易導(dǎo)致鄰近的線(xiàn)纜、設(shè)備之間產(chǎn)生電磁干擾,進(jìn)而引發(fā)電流異常、信號(hào)異常,鑒于此,應(yīng)當(dāng)重視機(jī)房設(shè)施的規(guī)范工作。機(jī)房設(shè)施的規(guī)范化應(yīng)當(dāng)注意設(shè)計(jì)、仿真模擬、試運(yùn)行。從設(shè)計(jì)來(lái)看,設(shè)計(jì)機(jī)房時(shí),根據(jù)需要放置的機(jī)器設(shè)備,合理規(guī)劃出各自的位置,及相應(yīng)的走線(xiàn)方式,在盡量避免相互干擾的同時(shí),明確需要做好絕緣保護(hù)的區(qū)域,可以從設(shè)計(jì)階段,盡量創(chuàng)設(shè)各自獨(dú)立運(yùn)作的環(huán)境,從仿真模擬來(lái)看,仿真模擬可以從理論層面,對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)各個(gè)設(shè)備間的運(yùn)行進(jìn)行仿真分析,可以以近乎現(xiàn)實(shí)的環(huán)境的參數(shù),得到較為符合現(xiàn)實(shí)的結(jié)論,可以對(duì)設(shè)計(jì)方案的可信性做出檢驗(yàn),了解是否存在電磁干擾,或是雷擊防控效果不佳的問(wèn)題,從試運(yùn)行的角度來(lái)看,試運(yùn)行是透過(guò)實(shí)踐測(cè)試的形式,對(duì)安裝后的各個(gè)設(shè)備、線(xiàn)纜的具體運(yùn)作進(jìn)行測(cè)試,可以首先從信號(hào)的視角,檢查聲音、圖像信號(hào)從制作到收發(fā)整個(gè)過(guò)程中,是否存在失真、缺失等問(wèn)題,其次便是檢查透過(guò)電流檢測(cè)儀器、設(shè)備,對(duì)絕緣層的防護(hù)效果進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)也可以在通電后,檢查儀器設(shè)備的金屬外殼是否帶電,在此情景下,可以判斷出信號(hào)、電流通路是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,若在試運(yùn)行階段,發(fā)現(xiàn)存在信號(hào)失真等問(wèn)題,并確定機(jī)房設(shè)計(jì)及布局存在的問(wèn)題,便可以根據(jù)存在的問(wèn)題積極應(yīng)對(duì),規(guī)范化機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)施[2]。

        (三)注意接地效力保持

        接地部件、設(shè)備要能切實(shí)發(fā)揮作用,需要對(duì)接地部件、設(shè)備的安裝及維護(hù)工作高度重視,以此充分保持接地效力。對(duì)接地效力存在影響的因素中,主要涉及安裝質(zhì)量、維護(hù)方案、故障維修。從安裝質(zhì)量的角度來(lái)看,接地效力的發(fā)揮有賴(lài)于異常電流、信號(hào)能夠被有效導(dǎo)引,以此保證正常電流、信號(hào)的運(yùn)作,在此過(guò)程中,需要確保整個(gè)接地裝置的導(dǎo)通性,以此實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)目的,鑒于此,應(yīng)當(dāng)注意對(duì)各個(gè)零部件的質(zhì)量進(jìn)行檢查,確保構(gòu)件材質(zhì)符合要求,隨之便是嚴(yán)格遵守操作規(guī)范,充分做好線(xiàn)路搭接、焊接,及接地體掩埋等工作,比方說(shuō),安裝精密設(shè)備時(shí),靜電很容易對(duì)設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響,為保證安裝質(zhì)量,可以用接地的防靜電烙鐵及靜電泄放腕套,預(yù)防靜電損害問(wèn)題,從維護(hù)方案來(lái)看,維護(hù)方案是針對(duì)機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命、使用損耗、維修記錄,對(duì)接地裝置規(guī)劃適宜的維護(hù)方案,可以透過(guò)日常維護(hù),改善接地裝置的工作環(huán)境,校正接地裝置的工作狀態(tài),延長(zhǎng)接地裝置的壽命,還可以透過(guò)日常檢查,及時(shí)識(shí)別安全隱患,也可以透過(guò)數(shù)據(jù)分析,進(jìn)行部件報(bào)廢、替換等工作,以此綜合保證接地裝置能處于良好的工作狀態(tài)上,從故障維修的角度來(lái)看,由于腐蝕、老化、物理破損等原因,接地裝置可能發(fā)生故障問(wèn)題,鑒于潛在的維修需要,應(yīng)當(dāng)注意維修人員管理,可以從職業(yè)道德、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的角度,對(duì)維修人員做出嚴(yán)格要求,確保維修人員能充分適應(yīng)工作崗位。此外,維修時(shí),還應(yīng)當(dāng)要求維修人員做好維修記錄,方便后期維護(hù)時(shí)能夠有所參考[3]。

        (四)設(shè)備防護(hù)及抗干擾

        設(shè)備防護(hù)及抗干擾是接地技術(shù)應(yīng)用時(shí)的重中之重,若不能注意設(shè)備防護(hù)及抗干擾工作,很容易對(duì)信號(hào)、電流的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響,其具體表現(xiàn)在節(jié)目錄制及信號(hào)收發(fā)效果不佳、機(jī)器設(shè)備壽命降低、觸電事故概率大幅度增加等,為切實(shí)的保證設(shè)備防護(hù)及抗干擾效果,應(yīng)當(dāng)注意技術(shù)改進(jìn)、設(shè)備優(yōu)化、接地方案優(yōu)化等。從技術(shù)改進(jìn)的角度來(lái)看,伴隨著時(shí)代的發(fā)展,接地技術(shù)也取得了諸多進(jìn)步,因而在廣播電視工程中,應(yīng)當(dāng)注意新型接地技術(shù)應(yīng)用于廣播電視工程中的研究,以此提升接地效果,比方說(shuō)感應(yīng)雷防范技術(shù),應(yīng)當(dāng)注意把握科研領(lǐng)域有關(guān)感應(yīng)雷預(yù)防技術(shù)的分析,可以在針對(duì)感應(yīng)雷的特點(diǎn)做出針對(duì)性?xún)?yōu)化下,大幅度提升天線(xiàn)等設(shè)備對(duì)感應(yīng)雷的防范效果,從設(shè)備優(yōu)化的角度來(lái)看,應(yīng)根據(jù)接地性能、功能需求,從材料、設(shè)備參數(shù)等方面保證接地裝置的效力,比方說(shuō)為達(dá)到及時(shí)導(dǎo)引異常電流、信號(hào)的目的,可以在安裝接地裝置時(shí),盡可能地選電阻值小的導(dǎo)體,同時(shí)還要對(duì)接地體接觸的土壤進(jìn)行改良,以此降低土壤的電阻值,提升接地效果,從接地方案優(yōu)化來(lái)看,接地方案的差異也會(huì)對(duì)接地效果的發(fā)揮產(chǎn)生影響,比方說(shuō),可以用鹽水降低土壤的電阻率。

        三、總結(jié)

        本文對(duì)廣播電視工程接地技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析時(shí),首先從接地方式的角度,從保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、重復(fù)接地四方面,對(duì)常見(jiàn)的接地方式進(jìn)行簡(jiǎn)單的淺述,其次便是從應(yīng)用策略的角度出發(fā),探討廣播電視工程接地技術(shù)的具體應(yīng)用,并認(rèn)為可以從注意現(xiàn)實(shí)需求、規(guī)范化機(jī)房設(shè)施、注意接地效力保持、設(shè)備防護(hù)及抗干擾四方面進(jìn)行描述。

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