大功率中波广播发射天馈线系统的简析与维护

大功率中波广播发射天馈线系统的简析与维护

符世山徐军

【摘要】针对大功率中波广播在广播传输发射系统中起着不可取代的作用。文本详细介绍了中波发射天馈线的结构组成和指标参数，简明扼要提出了中波天馈线在维护中常见的故障，并提出了处理方法和维护要点，参与天馈线系统的维护人员具有启发借鉴作用。

【关键词】简析；参数；要点

0.前言

天线作为无线传输发射工作最终一环，有着承上取下的作用，并且大功率中波发射天线，由于其造价不菲、技术维护困难，在国内数量又很少，所以掌握大功率中波发射天线维护的一些必要知识，确保优质高效地完成无线传输发射工作，显得尤为重要。由于大功率中波广播传输距离远、单频播出、定向覆盖、接收效果优于短波，在远距离广播特别是对外广播中，起着其它广播不可替代的作用。

1.中波天馈线系统简析

中波广播的频段为526.5～1606.5kHz,间隔9kHz为一频道，共有120个频道。根据电波传输特性，中波以天波和地波两种方式传播。地波与地导系数有关，天波与电离层的情况有关，但地波的场强十分稳定，与收测时间无关；天波刚好相反，受电离层的影响较大。因此我国中波广播采用大、中、小功率相结合，以中、小功率为主，地波覆盖，同步广播，对外广播以大功率为主。

大功率中波天馈线系统有以下四部分组成：一是馈线系统（传输），中波馈线大部分采用架空不平衡线式，主要是便于和不平衡式的天线振子连接。当然目前，在机房与天线距离很近的少数中波台有采用电缆作为馈线，但是距离较远馈线，造价是不可以想象的，无法得到推广。因此，现今常用的馈线一般由内外两层导线构成，整体形成两个笼形。内层导线是真正馈电的，与外层导线使用哑铃绝缘子分开。外层导线是接地的，起到屏蔽作用即减少内层导线传输的能量外泄。为了减少损耗，沿馈线路由的地面下埋设4根地线，与外层导线锡焊相连，形成同等电位。大功率中波主馈线形式都是采用18线、24线、36//48线等几种形式，内层由Φ6mm的铜包钢线12根组成，外层Φ4mm铜包钢线的24根组成。二是天线系统（转换），由于中波要求发射垂直极化波，因此天线也是垂直振子。它的形式就有单根铁塔天线、多塔定向天线，其中多塔定向天线又有双塔、四塔、八塔定向天线。天线整体由铁塔、拉线、底座绝缘子、放电球几部分组成。三是地网系统，由于中波天线是安装在大地上垂直单极子，大地作为辐射电流回路，所以为了减少损耗就需要敷设地网。地网的构造是以铁塔底部为圆心，采用Φ3.0硬铜线，每3°放射状均匀向外敷设的，一共120根，埋入深度具体情况具体处理，原则是越浅越好。四是馈电调配网络系统，因为机房离铁塔天线一般较远，馈线需传输到铁塔附近的调配室，再经调配网络系统之后与铁塔连接，为的是阻抗得到匹配，电流移相和功率分配得到较好解决，因此馈电调配网络必不可少。中波频率较低，因此调配网络元器件主要由电感线圈和真空陶瓷电容组成。四塔和八塔定向天线都需要一间主调室，再由主调室分到个分调室，各调配室均采取0.3mm以上铜皮进行内部6面墙全覆盖进行屏蔽。

多塔天线调配工作是一细致复杂的工作，在此不再进行深层次探讨说明。

2.馈线的主要参数

2.1主馈线的特性阻抗

针对内圈12线、外圈24线式不平衡式主馈线的特性阻抗值约为75Ω，特性阻抗的计算公式为：

式中h—两笼形形成的同心圆点至地面的

高度。

R1—内圈圆的半径。

R2—外圈圆的半径。

n1—内圈导线根数。

n2—外圈导线根数。

r1—内圈每根导线半径

r2—外圈每根导线半径。

根据前面公式，内外圈共同形成的圆心距地面高度有3.5m、4m、4.5m，馈线杆不宜架设太高，在这h取值4m，R1=180mm（0.18m），R2=500mm（0.5m），n1=12，n2=24，r1=3mm（0.003m），r2=2mm（0.002mm）。

带入数值可得到：W≈75Ω

2.2分馈线的特性阻抗

针对多塔定向天线的主馈线的特性阻抗为75Ω的分馈线特性阻抗有150Ω和100Ω。对于150Ω的分馈线，上述公式中的R1为0.0425m，R2为0.375m，n1为6，n2为12，其它取值不变；对于分馈线特性阻抗100Ω，又是另外种结构,内外圈均采用直径6mm的硬铜线即R1为0.18m，R2为0.5m，n1为12，n2为12，r1为0.003m，r2为0.003mm。

2.3中波天馈线行波系数

行波系数与驻波比互为倒数，其值最小为0，最大为1，系波系数数值越接近1越好。在中波系统中，单频使用时行波系数不小于0.95，如八塔中波天线采用单频多向时，至少也要在0.9以上。

3.常见故障和维护要点

3.1常见故障及处理大功率中波馈线故障率远高于短波，天线故障率又小于短波。主要是很大一部分的中波馈线路由较长，甚至接近2公里的馈线都存在。下述就中波天馈线系统常见的故障分别说明：

（1）馈线某一部位经常打火。经过长时间维护经验总结，分析原因有五：1）馈线的垂度远远超过标准值过大；2）内外圈已经处于不同的圆心；3）内外导线线材质量不合格；4）时有杂物在导线上；5）哑铃绝缘子不干净。因此针对上述故障只需调整馈线的垂度，使内外圈同心，线材质量问题直接更换，加强巡视去除杂物，定期清洁绝缘子。

（2）馈线断线。馈线断线故障虽然不太容易出现，但在播出过程中出现此故障，多半会造成停播事故的发生，后果严重。针对此类故障情况，在工作中总结出两原因：1）平时维护工作不到位，导致内外圈线卡松动，天长日久线卡与导线磨损吱火，最后断线短路；2）

线路上有导电物体，直接短路内外圈导线导致烧断。所以体现出平时维护工作重要性。

（3）行波系数突变。这类情况多数是由于调配元器件被烧毁，采取的办法只有检查调配间的所有元器件并进行更换。

（4）馈线杆倾斜。此故障很好判断，一是杆基下沉，纠正杆位，夯实馈线杆基础；二是拉线卡箍下滑，调松拉线上推卡箍重新复位，卡紧调整好拉线；三是馈线和拉线受外力碰撞，还是加强巡视，杜绝此类情况再次发生。

（5）底座绝缘子开裂。在新架设的中波天线时，预制的底座不平，最容易导致底座绝缘子的开裂。在换新绝缘子时，必须使用工具设备如水平尺辅助参与来保证底座的水平。导致底座绝缘子开裂原因还有可能绝缘子质量问题和平时对绝缘子表面清洁不够。

（6）双门哑铃绝缘子断裂。保证绝缘子质量合格，馈线的松紧度（垂度）符合标准、馈线各方拉力均匀，随时清洁绝缘子，完全能杜绝此类故障发生。

（7）塔桅杆拉线放电不畅。一般情况为拉线的泄放电阻烧断失效和双U型架上的放电间隙过大放电不畅，一般情况下请专业队伍来进行更换和调整。

（8）塔桅杆的拉线某一条突然变松。究其原因不外乎地锚拉杆断裂和拉线的蛋形绝缘子损坏，还是一般情况下请专业队伍来进行更换和调整。

（9）U型架上的筒形绝缘子破裂。发生此现象会有这几种原因：拉线组装不好、放电不畅、质量问题，同样在处理时请专）业队伍来进行更换和调整，尤其对质量上加强检查。

3.2中波天、馈线的维护要点

针对于上述出现的故障，维护技术人员就必须制定出细致的维护检修计划、检修周期和可行性较高的应急预案。

3.2.1日常巡视工作

加强天馈线日常巡视工作，看似简单，其实责任重大。对天、馈线系统日常进行简单的检查巡视时，能及时发现问题解决解决，并且有大风、大雨、暴雪等特殊天气时对重点部位增加次数巡视，做到防患于未然；重要播出保障时段，不定时增加白天和夜间的巡视次数，确保安全播出万无一失。

3.2.2天馈线系统的月检

制定按照不同季节和气候的变化，对天馈线系统进行有所侧重的检查。每次冬季换频和夏季换频前，需要及时对馈线调整、对天线拉线检查；对于灰尘较大的地方，定期对绝缘子进行清洁检查，对底座绝缘子和穿墙绝缘子的检查清洁尤为重要。在条件的允许情况下，对中波各穿墙绝缘子及馈电点进行点温测试记录比对，有利于及时发现问题解决问题。

3.2.3天馈线系统的年检制定

天馈线系统年检，要求每年对整个系统进行全面普查，包括各部分性能的测试与比对，并做好记录。进行全面检查时特别强调两点：（1）馈线的线卡有无缺失松动；（2）各馈电点连接螺丝有无松动。天、馈线上全部的花篮螺丝涂抹黄油，灰尘较大地区使用麻布片捆绑，确保调整时灵活可靠；检查所有地锚坑并夯实；在冬夏季对天馈线进行接地电阻摇测，逐年进行比对，发现异常及时找到原因并加以解决；检测馈线的行波系数，测量馈线对地的绝缘大小；制定合理的大修计划，根据实际的水土条件、气候环境对天馈线系统设备的影响程度，沿海一带具有较强腐蚀性，大修周期3年，其它地区5年。