中短波天線驗收測試

王正星 江蘇省廣播電視總臺

1. 引言

江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心天饋線系統(tǒng)建設(shè)完成后，為了驗證天饋線系統(tǒng)的各項功能、參數(shù)是否合格，完成天饋線系統(tǒng)驗收，制訂了中短波天饋線驗收測試方案。

根據(jù)驗收測試方案進(jìn)行驗收測試，發(fā)現(xiàn)了天饋線系統(tǒng)中的一些問題，并加以解決，順利完成了廣播發(fā)射中心天饋線系統(tǒng)驗收工作。

2. 驗收測試方案

天饋線系統(tǒng)驗收測試對象由中波天線（短波鐵塔）、短波天饋線等部分組成。參照相關(guān)規(guī)程、相關(guān)合同、設(shè)計要求，分別制定了各個部分的測試方案。

2.1 中波天線（短波鐵塔）測試方案

2.1.1測試項目

天線（鐵塔）的測試項目由天線（鐵塔）垂直度、局部彎曲度、塔身、中波天線地網(wǎng)接地電阻、防雷接地電阻、塔身絕緣電阻等組成。

2.1.2天線（鐵塔）垂直度、局部彎曲度

（1）測試方法

在塔的中心線上任意取兩個方向（兩個方向夾角為90度），利用經(jīng)緯儀對自立塔進(jìn)行觀測。經(jīng)緯儀的使用方法：打開并支撐好三腳架，調(diào)整經(jīng)緯儀水平，找好中線基準(zhǔn)點，固定垂直動螺旋，調(diào)整焦距，看清被測物；根據(jù)被測物尺寸，算出偏差。

（2）測試要求

根據(jù)國標(biāo) GY 5057-2006 10.3.2，自立塔垂直度偏差不得大于H/1500，H為塔高；自立塔局部彎曲的不得大于H/750，H為塔高。。

2.1.3塔身

（1）測試方法

由測試人員上塔檢查塔身狀況。

（2）測試要求

根據(jù)規(guī)范 GY5057-2006 10.3.2、10.3.3、10.3.4、10.3.5的要求對鐵塔的螺栓、法蘭盤、塔身防腐、塔身整體外觀等進(jìn)行檢查。要求：螺栓全部擰緊，不得有遺漏；法蘭盤、連接板貼面部位應(yīng)貼緊，貼合率不低于75%，邊緣縫隙法蘭盤不大于2.4mm，組合法蘭盤不得大于3mm；防腐層應(yīng)當(dāng)完整等。

2.1.4塔身絕緣電阻

（1）測試方法

圖 1 接地電阻測試儀使用方法

脫開天線底部與外界的電氣連接，用 2500V 搖表進(jìn)行測量。首先進(jìn)行一次開路和短路試驗，確認(rèn)搖表完好，將兩根測試線開路，搖動手柄，指針應(yīng)指在“∞”處，再將兩根測試線短接一下，指針應(yīng)指在“0”處，否則不能使用；測量時L端子接被測物，E端子接地；搖表應(yīng)均勻搖動，轉(zhuǎn)速達(dá)到120轉(zhuǎn)/分鐘。

（2）測試要求

根據(jù)國標(biāo) GTY/T178-2001 附錄 D2 和 4.2.4，在潮濕天氣時≥20MΩ，在干燥天氣時≥200MΩ。

2.1.5中波天線地網(wǎng)接地電阻

（1）測試方法

儀器：接地電阻測試儀。

測試地點：中波天線調(diào)配室。

接地電阻測試儀的接線如圖 1 所示。

接地電阻測試儀的使用方法：將儀表水平放置，檢流計?！?”；選擇合適的倍率；慢慢轉(zhuǎn)動搖柄，旋轉(zhuǎn)測量表度盤，使檢流計歸零；以120轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)搖柄，調(diào)整測量表盤，使檢流計歸零；讀取讀數(shù)。

（2）測試要求

中波天線地網(wǎng)接地電阻值，根據(jù)國標(biāo) GY/T178-2001，4.2.1的要求應(yīng)小于2Ω。

2.1.6防雷接地電阻

（1）測試方法

如圖 1 所示，用接地電阻測試儀測試，測試點為鐵塔底部基座接地點。

（2）防雷接地電阻的測試要求

根據(jù)國標(biāo) GTY/T178-2001 6.2.3，應(yīng)當(dāng)小于 4Ω。

2.1.7測試記錄

按照表 1 的內(nèi)容要求填寫測試記錄。

2.2 短波天饋線測試

2.2.1測試項目

表1 廣播發(fā)射中心鐵塔測試檢查記錄

天線駐波比、天線前后比、天饋線功率考驗、饋線特性阻抗、饋線駐波比、饋線不平衡系數(shù)、天饋線絕緣電阻。

2.2.2天線駐波比

（1）測試方法

在天線阻抗變換線向發(fā)射機(jī)方向與主饋線連接的可斷開的第一個跳籠處，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量。

（2）測試要求

依據(jù)招投標(biāo)文件、合同小于 1.54。

2.2.3天線前后比

（1）測試方法

在天線下的振子中心點的正前方 5—10λ（λ 為所測頻率的波長）的地方取一點A，在天線下振子中心點的正后方同樣遠(yuǎn)取一個點B。在A點測一個場強(qiáng)值EA，在發(fā)射機(jī)狀態(tài)未變的情況，在B點測場強(qiáng)值EB。EA/EB為前后比值。

（2）測試要求

同相水平天線的前后比大于 5：1。

2.2.4天饋線功率考驗檢測

（1）測試方法

發(fā)射機(jī)滿功率、滿調(diào)幅上天線，天線連續(xù)工作24小時，觀察天饋線是否出現(xiàn)打火現(xiàn)象。

（2）測試要求

依據(jù)招投標(biāo)文件、合同，天饋線不應(yīng)出現(xiàn)打火現(xiàn)象。

2.2.5饋線特性阻抗

（1）測試方法

先將網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)于 300Ω，在主饋線的一端測量。在機(jī)房饋線窗口出口端用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試饋線駐波比。

（2）饋線特性阻抗的測試要求

依據(jù)招投標(biāo)文件、合同為 300Ω。

2.2.6饋線駐波比

（1）測試方法

在機(jī)房饋線窗口出口端用網(wǎng)絡(luò)分析儀測。先將網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)于300Ω，在主饋線的一端測，主饋線的另一端分開路和短路兩種情況：開路時，測出輸入阻抗是ZK，短路時，測出輸入阻抗是ZD，則特性阻抗Z0=

（2）測試要求

依據(jù)招投標(biāo)文件、合同小于 1.54。

2.2.7饋線不平衡系數(shù)

（1）測試方法

用熱偶電表、λ/4 測量回線在饋線同一截面，靠近天線端單邊測量，得出主饋線該截面的兩個讀根據(jù)國標(biāo)GTY/T178-2001 4.3.9及合同約定，饋線不對稱系數(shù)小于15%

2.2.8天饋線絕緣電阻

（1） 測試方法

將饋線入墻處懸空，采用2500V搖表進(jìn)行測量。搖表使用方法按照中波天線塔身絕緣電阻的測試方法進(jìn)行。

（2） 測試要求

依據(jù)國標(biāo)GTY/T178-2001 4.3.10，天線和饋線導(dǎo)線對地絕緣電阻，在干燥天氣時發(fā)射天饋線阻值不應(yīng)小于200MΩ；在潮濕天氣時，發(fā)射天饋線阻值不應(yīng)小于20MΩ。

2.2.9 測試記錄

（2）饋線不平衡系數(shù)的測試要求

3.測試中應(yīng)注意的事項

3.1 測試地網(wǎng)接地電阻及防雷接地電阻的注意事項

表2 短波天饋線測試記錄

（1）測試儀表接線要正確，P、C點不可接反；

（2）當(dāng)接地電阻小于1Ω時，需將測試連接測試點的兩個E段子斷開，分別接到測試點；

（3）兩根測試線的接地點不應(yīng)在同一方向上，而且夾角不得小于120度；

（4）待測點應(yīng)當(dāng)除銹，以保持良好接觸；

（5）當(dāng)測量表針有跳動現(xiàn)象，則說明插針未插緊實或某個接頭接觸不良。

3.2 天線垂直度、局部彎曲度觀測時的注意事項

（1）測試點應(yīng)選擇在距塔身中心1個塔高的距離；

（2）兩個測試點，應(yīng)從夾角90度的兩個方向上進(jìn)行；

（3）測試時應(yīng)避免在大風(fēng)天氣進(jìn)行；

（4）每個測試點應(yīng)做好標(biāo)記，以便復(fù)查；

（5）要排除外界感應(yīng)電磁場的干擾；

（6）測量完成后，復(fù)查一下經(jīng)緯儀的水平是否有變化，確保測量準(zhǔn)確。

3.3 塔身檢查的注意事項

（1）銹蝕點都要檢查到位，及時做好防腐，以免腐蝕點擴(kuò)大；

（2）法蘭盤螺栓要全面檢查，以免松動、間隙過大影響塔身穩(wěn)定；

（3）有無安裝時遺漏的鐵絲、螺帽、螺栓的物件落在塔身上，造成安全隱患；

（4）并饋線、拉線的拉力適度，留有熱脹冷縮的余地

（5）現(xiàn)場焊接的部位防腐工作要細(xì)致，以免帶來安全隱患。

3.4 中波天線絕緣測試的注意事項

（1）應(yīng)盡量在晴好天氣時進(jìn)行，大雨過后，最好在連續(xù)1周晴天后再進(jìn)行測試；

（2）被測物與外界的連接要徹底斷開；

（3）要排除外界感應(yīng)電磁場的干擾；

（4）測試前后都要校驗搖表工作是否正常；

（5）測試物表面有污漬時，需用四氯化碳進(jìn)行擦拭。

3.5 短波天線絕緣測試的注意事項

（1）應(yīng)盡量在晴好天氣時進(jìn)行，大雨過后，最好在連續(xù)1周晴天后再進(jìn)行測試；

（2）被測物與外界的連接要徹底斷開；

（3）要排除外界感應(yīng)電磁場的干擾；

（4）測試前后都要校驗搖表工作是否正常；

（5）若絕緣不達(dá)標(biāo)，應(yīng)分段進(jìn)行測試，直至找到問題點。

3.6 短波天線前后比測試的注意事項

（1）測試時嚴(yán)格按照測試方法的要求進(jìn)行；

（2）選取點位要滿足要求。

3.7 短波天線駐波比、饋線特性阻抗、饋線駐波比、饋線不平衡系數(shù)測試的注意事項

（1）測試時嚴(yán)格按照測試方法的要求進(jìn)行；

（2）測試前校驗儀器；

（3）拆除及安裝測試點連接線時，保持好饋線連接線的形狀不變，確保天饋線參數(shù)不受影響。

3.8 短波天饋線功率考驗的注意事項

（1）必須連續(xù)進(jìn)行且滿功率；

（2）連續(xù)考驗時間必須滿足24小時，最好連續(xù)進(jìn)行72小時滿功率考驗；

（3）定期巡視天饋線，尤其要注意夜間巡視；

（4）夜間巡視時關(guān)閉場地照明。

4.江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心中短波天線驗收測試

根據(jù)上述驗收測試方案，我們對江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心天饋線系統(tǒng)進(jìn)行了驗收測試，對測試中發(fā)現(xiàn)的問題及時加以解決。

4.1 測試中發(fā)現(xiàn)的問題

4.1.1中波天線（短波鐵塔）

（1） 塔身部分存在的問題

585kHZ、702kHZ、846kHZ、1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線在第一次測試過程中，發(fā)現(xiàn)多處塔身有防腐層不完整、并饋塔塔上饋電點銹蝕、部分螺栓松動、個別法蘭盤間隙偏大等現(xiàn)象。

圖2 塔身部分發(fā)現(xiàn)的問題

圖3 天線垂直度測試發(fā)現(xiàn)的問題

（2） 垂直度方面存在的問題

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線在第一次測試過程中，發(fā)現(xiàn)垂直度不符合要求。

（3） 饋線部分存在的問題

702kHZ中波天線并饋線缺少一根。

4.1.2短波天饋線

（1） 絕緣方面存在的問題

有部分饋線水泥桿有裂紋。

4.2 測試中發(fā)現(xiàn)問題的整改

4.2.1中波天線（短波鐵塔）

（1） 塔身部分問題的整改

塔身局部銹蝕，先除銹處理，然后噴防腐漆；個別螺栓松動、個別法蘭盤間隙偏大安排人員進(jìn)行加固、調(diào)整。

（2） 垂直度方面問題的整改

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線垂直度不符合要求，進(jìn)行了糾偏調(diào)整。

（3）饋線部分問題的整改

短波天饋線絕緣電阻值不合格。如圖4，斷開點1、點2測得天饋線絕緣電阻R1為45MΩ、R2為45MΩ、R3為5 MΩ。

（2）饋線部分存在的問題

圖4 短波天饋線絕緣電阻等效圖

702kHZ中波天線并饋線缺少一根，進(jìn)行了補(bǔ)缺。

4.2.2短波天饋線

（ 1 ） 絕緣方面問題的整改

系統(tǒng)檢查了短波天饋線的絕緣，按照圖4進(jìn)行了檢查測試，測試結(jié)果如下：

當(dāng)點1、2、5、6、7、8斷開，測得絕緣電阻R5為50 MΩ，R6為 175 MΩ。

當(dāng)點1、2、3、4斷開，測得絕緣電阻R9為125MΩ，R10為200MΩ，R11為225MΩ。

當(dāng)點3、4、7、8斷開，測得絕緣電阻R13為70MΩ、R14>1000 MΩ、R15>1000 MΩ。

當(dāng)點3、4、5、6斷開，測得絕緣電阻R17、R18、R19、均 >2000 MΩ。

當(dāng)點5、6斷開，測得絕緣電阻R21>2500 MΩ、R22>2500 MΩ、R23為 5 MΩ。

當(dāng)點7、8斷開，測得絕緣電阻R25、R26、R27均>2500 MΩ。

根據(jù)測試結(jié)果，分析判斷，點1、3之間，點3、7之間，點5、6往天線方向之間有絕緣薄弱點，最主要的薄弱點在點5、6往天線方向之間。

隨即分步排查，首先，排查并更換了點1、3之間一根絕緣棒（200 MΩ）；然后排查并更換了點3、7之間一根絕緣棒（70 MΩ）；最后，排查并更換了點5、6往天線方向之間兩根絕緣棒（一根10MΩ、一根 9 MΩ）。

絕緣棒更換完成后，斷開點1、2測得天饋線絕緣電阻R1為300MΩ、R2為300MΩ、R3為200 MΩ。符合國標(biāo)GTY/T178-2001 4.3.10的要求。

（2） 饋線部分問題的整改

對開裂的饋線桿進(jìn)行了更換。

4.3測試結(jié)論

在初次測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過整改后再次進(jìn)行測試，全部合格。根據(jù)測試結(jié)果，得出本次驗收測試的結(jié)論。

4.3.1中波天線（短波鐵塔）測試結(jié)論

天線垂直度、局部彎曲度、塔上檢查：符合國標(biāo) GY 5057-2006 10.3.2 以 及 GTY/T178-2001 5 的要求。

地網(wǎng)接地電阻：符合國標(biāo)GY/T178-2001，4.2.1的要求，地網(wǎng)線接地電阻值均小于2Ω。

防雷接地電阻：符合國標(biāo)GTY/T178-2001 6.2.3的要求應(yīng)當(dāng)小于4Ω。

塔身絕緣電阻：符合國標(biāo)GTY/T178-2001 附錄D2和4.2.4的要求。

4.3.2短波天饋線測試結(jié)論

天線駐波比：符合招投標(biāo)文件、合同要求小于1.54。

天線前后比：符合招投標(biāo)文件、合同要求同相水平天線的前后比大于5：1。

天饋線功率考驗：符合招投標(biāo)文件、合同要求無打火。

饋線特性阻抗：符合招投標(biāo)文件、合同要求，為300Ω。

饋線駐波比：符合招投標(biāo)文件、合同要求小于1.54。

饋線不平衡系數(shù)：符合國標(biāo)GTY/T178-2001 4.3.9要求，及合同約定的饋線不對稱系數(shù)小于15%

天饋線絕緣電阻：符合國標(biāo)GTY/T178-2001 4.3.10要求。

5.結(jié)語

江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心天饋線系統(tǒng)驗收測試按照本方案進(jìn)行，過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題并及時予以解決。天饋線系統(tǒng)建成至今5年多，運(yùn)行正常、安全可靠，為江蘇廣播的安全播出提供了堅實的技術(shù)保障。