浅谈中波天线系统的维护与施工

陈德民

(广东省广播电视技术中心522台，广东广州510800)

中波是最早用于广播的波段，是中央及各省、市广播电台的主要覆盖手段，而且还是我国对周边国家及地区人民进行广播宣传的重要载体之一。因此，从建国初期至六、七十年代，全国各地兴建了数以百计的中波电台。几十年来，中波电台为文化宣传发挥了重要的作用。随着中波广播技术的发展，各地中波台的发射机、电源系统、信号源系统等都不断进行更新改造;但作为发射台关键设备之一的中波发射天线，由于其结构简单，技术相对成熟，使用至今仍能够充分满足中波发射技术要求，所以甚少对天馈线进行更新改造，除非是台站搬迁，否则往往都沿用原有天馈线系统。因此很多中波发射台的天馈线都使用了几十年，并且还会继续使用一段很长的时间。另一方面，由于天馈线系统占地面积广、受场地条件限制等原因，很少有发射台另外配置备份的天馈线系统。所以天馈线系统是现代日趋完善的高冗余、高保障安全播出系统的薄弱环节，一旦出现故障必然会造成较长时间的重大停播事故。为了预防出现故障，必须加强对天馈线系统的日常管理维护和施工安全管理，防患于未然，防止事故发生。

1 中波铁塔天线结构

根据我国中波广播覆盖技术要求，中波广播主要为地波覆盖，发射天线发射垂直极化波。目前我国的中波发射天线从其结构形式上分，有早期采用最为广泛的底部绝缘拉线铁塔或T型天线，此外还有部分底部绝缘的自立式铁塔，但功率相对较小，近年来又开发了一种并馈式自立铁塔中波天线，其主要特点是，铁塔底部是接地的，省出了既昂贵，又不太安全的底座瓷绝缘子，有利于防雷击，还省去了拉线及绝缘子，少占土地，又易于维护。由于拉线铁塔造价较低、结构简单、造型美观，塔节单元可标准化生产，架设施工周期短等特点，因此在早期的发射台建设中被广泛使用。但是其存在三方拉线的占地面积太大，容易受到场地因素的影响，底部需要既昂贵又不太安全的底座瓷绝缘子(现在大型的瓷绝缘子要进口)等缺点。拉线铁塔的拉线是分段的，中间用拉线绝缘子分隔，分段长度在近铁塔处较短，以后逐渐加长，到最后不超过30 m为止，根据铁塔的高度和拉线长度，每条拉线有数个至十几个绝缘子不等。拉线绝缘子的耐压要求和间隔长度根据铁塔的发射功率而定。拉线分段的目的是减少处于强电磁场的拉线感应的高频电流，以防止感应电流的二次辐射影响铁塔的辐射方向图［1］。

2 铁塔天线的技术维护

拉线式铁塔的拉线和地锚占地面积较大，高柔的结构形式导致其安全稳定性较差，三方拉线在调整好时使铁塔处于平衡状态，只要有一根拉线松驰失效、一块节点连板腐蚀断裂，就可能引起整座铁塔失稳。如果拉线的初拉力不足，在风荷载作用下，容易晃荡甚至倾覆［2］。因此中波发射台应加强铁塔天线的日常维护和技术安全，并要做到一丝不苟，不放过每一个细小的环节，哪怕是一颗螺丝出现故障都要彻底处理。

铁塔天线按材料分为金属材料和陶瓷绝缘材料，金属材料的塔体和拉线在制作、架设过程中已进行了防腐涂层等防腐技术处理，现在新安装架设的中波天线系统，已大范围采用热镀锌附件或铝合金等防腐金属材料。由于铁塔和拉线长期处于野外，受自然气候、环境污染等影响，经过一段时期的使用，塔体和拉线的许多附件可能会被腐蚀、老化变质，特别在沿海地区建设的台站，受到盐腐蚀现象极为严重。钢圆管被腐蚀后漆层脱落，强度降低，钢绞线锌层消失，放电球接地扁钢锈蚀断裂等等情况都可能发生。这些都将危及铁塔安全，最终不可控制而导致倒塔。因此，应注意经常检查，发现锈蚀，要彻底除锈并涂覆，腐蚀严重者应更换。要严格按照大修周期进行防腐涂覆，参照原始资料选用涂料和工艺施工，一般情况下铁塔天线的大修周期为三至五年，可视铁塔天线的具体情况而进行。对于使用中的铁塔天线通常采用涂层防护法处理，覆盖层要结构紧密、完整无孔，与铁塔有很强的结合力，能均匀地分布在整个保护面上，且有一定的机械强度和弹性，耐热耐晒。调整好的铁塔并不是一成不变，在经历一阵大风的作用以后，由于基础下沉或地锚上拔等微小的变化，都会使得拉线初拉力锐减而影响塔体的垂直度和稳定性。因此，铁塔垂直度和拉线初拉力调整是天线常规维护工作的必不可少的一部分，也是保持铁塔安全稳定的一项措施［2］。发射台平日应注意观察和使用经纬仪等仪器进行测量，尤其是在暴风雨或地质灾害影响等过后，应及时全面检查测量，发现问题，要及时报告，组织进行调整处理。

3 天馈线系统的管理

中波发射台天馈线系统其占地范围大，附件种类多，连接点多，馈线长。天线维护人员要积极采取对策和措施，用围墙、金属网等保护天馈线场地，挂上标明“闲人免进”或“高压危险”等牌子，按照天馈线系统的不同部位和不同要求，制定日查、周查、月检、季检和年检周期表，按计划定期维护管理，使天线系统能保持原有的机械强度和电气指标，延长天线的使用寿命［3］。

天馈线日查是指维护人员每日对天馈线系统进行直观的巡视。这属于天线一般性、日常性的维护。若发现问题，巡查人员要及时处理或报告，及时制止妨碍天馈线安全的行为。

天馈线周查是每周两次沿馈线线路到天线场地的检查，包括夜间对天馈线的巡查。白天直观地查看天线铁塔、馈线、地网线、馈电点、馈杆、拉线、拉环、绝缘子等是否完好，每根馈线杆接地线是否良好，夜间观察是否存在绝缘打火、天线航空标志灯是否正常等情况。发现问题要及时报告及组织人员处理。

天馈线季检就是根据天线系统对不同季节和气候的变化对天线进行的检查。如冬、夏到来之前，进行天线拉锚、法兰螺丝、插销等检查，检查馈线固定绝缘子牢固度，检查调整铁塔拉线的松紧度、铁塔的垂直度，以避免季节气候变化，对上述结构造成不利影响［3］。在大风、大雨前应对天馈线系统各连接部位做认真细致的检查，若发现问题要及时处理，风雨过后要巡查有否损坏，是否有树枝杂草等东西挂在馈线上;定期测量天馈线的行波系数，要求保证行波系数达到0.9 以上。

天馈线年检就是每年认真彻底地对全部天线馈线、地网等部件检查一次，测量天线高频地网地阻，检查铁塔拉线和塔体防腐情况，并做好记录，天线维护规范要求对天线进行整修。

4 铁塔拉线绝缘子的更换(案例)

广东省五二二台是省级大型中波发射台，发射铁塔采用底部绝缘拉线形式的进口中波发射塔，从20世纪50年代建台至今，已使用五十多年。一直以来，五二二台都十分注重天馈线系统的管理维护，日常巡查，定期维护，按期进行天线的大修项目，发射天线的塔体结构、拉线、连接构件等都保持牢固可靠，但是高频绝缘子等一些器件，并不能通过维护而延长其使用寿命或避免损坏，关键在于器件生产时的质量因素影响。因此天线系统的高频绝缘子如发现有裂痕或损坏，一律不能继续使用，必须予以更换。因此在发射台天线使用三四十年后，绝缘子损坏的情况就可能会出现，拉线绝缘子的更换工程是发射台一项不可避免的项目。2011年1月，在对某发射频率141 m发射塔进行技术维护时，检查发现东边第二层拉线的第四个绝缘子出现四条裂纹，其中两条较为明显的裂纹纵向已从绝缘子的顶部裂至根部，属于严重破损。一旦绝缘子发生破碎，铁塔将会出现较严重倾斜，若遇台风可能会有倒塌的危险。根据发射天线设计资料，该塔身边宽2 m，使用两层高强度拉线固定，拉线直径为39 mm镀锌高强度钢丝绳，绝缘架重量约200 kg，该层拉线初拉力为8 800 kg，天线拉线施工设计总长度为144.480 m，共有8个绝缘子，绝缘子高度为1.078 m，拉线分段长度从7.706 m～23.000 m不等，铁塔垂直度小于1厘米。由于破损绝缘子在靠近拉线顶端一侧，需要高空作业，因此更换难度非常大。根据该铁塔的具体情况和尽量减少停机时间要求，如何做到安全、高效地将破损的绝缘子更换是整项工程的重点。为此台里与天线施工队经过反复研究和论证，制定了用三个50 t千斤顶顶起铁塔以保护底座绝缘子、挂设临时辅助拉线、放松铁塔第二层三个方向拉线的拉力、放开要更换绝缘子的拉线靠近铁塔进行绝缘子更换的施工方案，施工方案如图1所示。在施工过程中，制定严谨的施工方案和明确的人员分工;三个千斤顶上顶的时间幅度要一致，三方拉线要统一松紧，尽量避免铁塔摇晃倾斜;指挥员的指挥口令和指挥手势要清晰明确，未听清口令或未看清指挥手势，作业人员不得盲目行动，如发现问题及时通报指挥员，待问题解决后方可继续下一步工作。在大家共同努力下，仅用了4天时间，准确、安全、顺利地更换了受损绝缘子。施工完成后，经过工程验收组现场测勘，施工工艺良好，符合行业的技术规范和标准，拉线初拉力和铁塔垂直度经测量均满足技术要求，工程顺利完成了验收。

图1 施工方案示意图

［1］李孝勖.广播电视技术手册第7分册:天线［M］.北京:国防工业出版社，1995:24.

［2］林永瑜.中波天馈系统的维护及人身安全防护［J］.广播与电视技术，2003，(11):79 －80.

［3］杨艾青，王润林.简述我区中波发射天线系统的结构与维护［J］.内蒙古广播与电视技术，2002(2):29－31.