中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)的維護

曾江川

（江西省吉安802臺，江西 吉安 343000）

0 引 言

近年來，隨著信息技術(shù)的日漸成熟，新設(shè)備、高集成以及大功率模塊在廣播電視領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有效促進了中波廣播的蓬勃發(fā)展與進步。在社會生活領(lǐng)域，信息傳播與廣播媒介之間存在著不可分割的關(guān)系，廣播媒介的快速發(fā)展在很大程度上帶動了信息傳播的現(xiàn)代化。在中波發(fā)射臺的運行過程中，地網(wǎng)的建設(shè)與維護將是影響廣播的關(guān)鍵性因素，只有保障了地網(wǎng)構(gòu)建的科學(xué)性和合理性，才能夠從根本上提升地網(wǎng)在中波發(fā)射臺運行中的作用，避免電波傳播受到各種因素的干擾。

1 中波天線地網(wǎng)與發(fā)射效率之間的關(guān)系

將式（1）中的Rm和|J2|展開，可以得到以下公式：

式中，σ和μ分別代表大地電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率，Iy表示的是集膚深度層徑向電流，a、y、y1如圖1所示。由積分式（2）可得，地損耗與電導(dǎo)率之間呈現(xiàn)出反向變化的關(guān)系，地損耗隨著電導(dǎo)率的逐步增多而減小[4]。由于存在趨膚效應(yīng)，使得集膚深度層也就是地表層的電導(dǎo)率是影響電波傳播的最大因素。

圖1 近塔地面損耗功率的面積分

為有效解決地面有限介質(zhì)的衰減問題，中波天線在具體的應(yīng)用過程中，當(dāng)處于特定范圍時，均采用的是鋪銅線地網(wǎng)的方式。這種鋪設(shè)方式大大提升了地面波回波的電導(dǎo)率指標(biāo)，將發(fā)射地損耗控制在相對合理的范圍內(nèi)，使得發(fā)射效率能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)鋪設(shè)作業(yè)結(jié)束且投入使用后，地網(wǎng)范圍內(nèi)的地損耗功率為大地集膚深度平面上考慮大地導(dǎo)納及地網(wǎng)導(dǎo)納之后的單位面積損耗功率。

2 中波天線地網(wǎng)的維護

2.1 中波天線地網(wǎng)斷損的探測

中波電網(wǎng)中包含的扎頭與焊點數(shù)量非常大，甚至高達上千個。在具體的運行過程中，每個扎頭和焊點都與天線發(fā)射的效率緊密聯(lián)系。中波地網(wǎng)在埋入地下以后將會成為永久性的隱蔽工程，后續(xù)的維護與檢修極為困難，即使是專業(yè)人員也難以在短時間內(nèi)判定故障點和故障類型，這是當(dāng)下中波地網(wǎng)中存在的普遍問題。因此，在當(dāng)前的發(fā)展條件下，對地網(wǎng)斷損處的準(zhǔn)確探查是重點研究問題。如果中波電線運行時存在傳音電纜斷線和絕緣受損的問題，一般可以應(yīng)用電纜探位儀來查找和探測相應(yīng)的故障點，通過掌握各個位置的電氣特性可有效獲得相應(yīng)的故障信息。電纜探位儀在電纜斷線等各類故障中具有良好的應(yīng)用效果，也可將其用于排查中波天線地網(wǎng)斷損點故障。在具體的故障排查中，可以應(yīng)用QTQ-02C型光電纜探測器準(zhǔn)確探測電纜、光纜以及金屬管線的路由與埋深情況，進而進行相應(yīng)故障的定位與處理。在實際的探測過程中，電纜探測器包含了多種技術(shù)參數(shù)輸出阻抗，為保障探測結(jié)果的準(zhǔn)確性，需有效分析各個參數(shù)，并結(jié)合中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)的具體情況，保障各個參數(shù)設(shè)置的合理性。

2.2 中波天線地網(wǎng)斷損探測實例

將電纜維護中與地網(wǎng)斷損最為接近的探測案例作為分析案例。電纜接鉛皮探位符合以下原理，在振蕩器啟動后產(chǎn)生400 Hz的音頻信號，該音頻信號兩端分別連接被測電纜鉛皮和地氣棒，且地氣棒與電纜間維持大概10 m左右的距離。在實際的探測作業(yè)開始時，400 Hz音頻信號的傳輸依次經(jīng)歷電纜鉛皮、大地傳導(dǎo)以及地氣棒，而且隨著信號的傳輸，在電纜周圍勢必會同步形成同樣的交變磁場。此磁場會隨著信號的傳輸逐步穿透大地被傳至地面，地面探頭線圈在接收到磁場信號后，相應(yīng)的信號接收與處理模塊會立即進行相應(yīng)信號的分析與處理，并最終顯示在表頭。這種信號傳輸與顯示往往在距離電纜末端地面5 km的地方結(jié)束[5]。

在上述探測原理下可以實現(xiàn)對地網(wǎng)斷損的探測，并有效保障了探測結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性，對地網(wǎng)斷損的識別與處理具有重要的指導(dǎo)價值。具體探測過程中包含的流程相對較多，主要包括以下內(nèi)容。首先在底座基礎(chǔ)的四周位置處挖露銅匯流條，將120根幅射銅線的始端與銅匯流條波流。其次若中波發(fā)射臺天線屬于多塔定向天線，如等距兩塔地網(wǎng)輻射的遠端回路，需先探測有鄰塔方向的地網(wǎng)線，盡量以兩天線元等距位置的銅線作為探測依據(jù)，使兩相鄰輻射線可以在遠端范圍內(nèi)形成特定的導(dǎo)線回路。在探測時，連接振蕩器的輸出端和相鄰射線的始端，如果兩線都不存在任何問題，那么可以直接與振蕩器形成回路，且阻抗小。如果在探測時存在地網(wǎng)線斷損的情況，那么阻抗勢必加大。要想克服此時的不利條件，有關(guān)人員就需要根據(jù)具體情況對振蕩器的輸出阻抗進行微調(diào)整與優(yōu)化，檢查輸出幅度的指示表頭，結(jié)合阻抗的變化判斷地網(wǎng)斷線故障的類型和位置等。為了避免在地網(wǎng)檢測時出現(xiàn)漏檢的情況，一般要在輻射線末端位置用探頭監(jiān)聽探測信號是否存在，是否異常，監(jiān)督檢查全過程。保留一條振蕩信號線和另一條相鄰輻射線加以可靠連接，通過這種交替進行的方式，來掌握斷損故障發(fā)生的具體位置，確保保障定位的精確性。再次將振蕩器輸出兩端分別與被測地網(wǎng)線始端和接地棒連接。最后結(jié)合地網(wǎng)線檢測的具體情況，配置與之相匹配的振蕩器輸出阻抗，保障在配置狀態(tài)下輸出的擺幅最大。在被測輻射地網(wǎng)線用探頭開展遠端探測，在沒有接收到信號的位置下放探頭，并將其順著輻射方向再次延伸2～3 m的距離，此處就是斷損點的具體位置。探頭延伸長度存在著一定的差異性，一般需結(jié)合現(xiàn)場的土質(zhì)條件來確定。

2.3 加強對天線的保護

中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)的維護過程中，除了要進行地網(wǎng)的維護，還需要加強對天線的保護。一般情況下，在中波發(fā)射臺的運行過程中，天線始終暴露于大自然狀態(tài)下，受到季節(jié)變化、自然變遷以及其他各種因素的影響，如有害物質(zhì)的侵蝕會造成塔體的銹蝕、老化以及損壞現(xiàn)象。因此，在日常的維護工作中，為了保持天線的正常使用，相關(guān)人員必須要加強對天線的保護與維護，避免出現(xiàn)各種的事故。

天線維護工作主要從電器維護和結(jié)構(gòu)維護的角度進行。電器維護主要是調(diào)整阻抗匹配，通過調(diào)整測量饋線與天線之間的匹配，來提升天線的輸出功率，保障饋線的高效性與安全性。具體的調(diào)整實施過程中，需將高頻電橋放在調(diào)配室內(nèi)饋線窗中端，測量這種情況下匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，如果所測得的輸入阻抗與饋線的特性阻抗不一致，則需要對天線的網(wǎng)絡(luò)元件加以必要的調(diào)整，直到輸入阻抗與饋線的特性阻抗相同方可結(jié)束。在維護過程中，需測量絕緣電阻。中波天線在運行時，由于塔體本身為帶電體，因此只有當(dāng)塔體與大地之間的絕緣性符合要求時，發(fā)射機才能夠維持穩(wěn)定安全的運行狀態(tài)。

對結(jié)構(gòu)方面的維護工作而言，與對地網(wǎng)的保護有著極高的相似性。在中波發(fā)射臺建成投入使用的1～3年，專業(yè)的檢修與維護人員需定期檢查，重點放在結(jié)構(gòu)上連接螺栓的松緊度、塔身垂直度以及基度下沉等。隨后每5～7年，都需要對塔身及其拉線開展全面檢查，對塔身的垂直度與拉線張力加以測量與調(diào)整。如果在檢查維護的過程中發(fā)現(xiàn)地錨存在嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象，且鋼絲繩存在斷線情況時，則需要根據(jù)銹蝕和斷線的嚴(yán)重程度進行維修與更換。由于塔身所處的環(huán)境條件存在一定的變化，因此在實際的維護工作中需要加強對塔身環(huán)境的檢查，如果發(fā)現(xiàn)塔身存在漆皮脫落和銹蝕情況，那么要立即開展除銹刷漆處理。定期檢查調(diào)配元件是否存在發(fā)熱和損壞情況，及時加以除塵處理，定期做好對底座絕緣子的清潔工作，保障其完好性。此外，對地網(wǎng)完整性的檢查也極為重要，必須要保障地網(wǎng)的完整性。

2.4 加強監(jiān)督與檢查

中波發(fā)射臺天線電網(wǎng)的檢查工作相對復(fù)雜，技術(shù)難度相對較高，在檢查與維護工作中往往包含了諸多的工作內(nèi)容。日常的監(jiān)督與檢查工作對于維護極為重要，通過監(jiān)督與檢查，相關(guān)人員要做好相應(yīng)的記錄，并將這些記錄作為后續(xù)維護工作的重要參考。參與中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)維護的相關(guān)人員要具備極高的電網(wǎng)保護意識，及時監(jiān)查和維護電網(wǎng)的破損情況，檢查惡劣環(huán)境狀態(tài)下避雷裝置是否能夠發(fā)揮其作用。在中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)的布設(shè)過程中，相應(yīng)位置不允許種植根系繁密的植物，否則植物根系的過快生長可能會導(dǎo)致地網(wǎng)的破損。此外，在天線地網(wǎng)所處地段也不允許進行土方挖掘與施工作業(yè)，避免對地網(wǎng)的正常運行產(chǎn)生一定的干擾，相關(guān)人員在開展維護作業(yè)的過程中，必須要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)范與要求。

3 結(jié) 論

中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)在使用時極易受到各種因素的干擾。為了避免出現(xiàn)各種運行故障，有關(guān)人員在中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)使用時必須做好相應(yīng)的維護工作。通過相應(yīng)的故障探測技術(shù)識別潛在的威脅與隱患，通過相應(yīng)的維護手段及時解決中波發(fā)射臺天線地網(wǎng)的問題，從而保持良好的信號傳輸速率。