高強(qiáng)度絕緣繩在中短波天線架設(shè)維護(hù)中的運(yùn)用分析

國(guó)家廣播電視總局六〇二臺(tái) 馮愛明

本文將簡(jiǎn)要介紹帶電作業(yè)絕緣繩，同時(shí)介紹一種適用于中短波天線架設(shè)維護(hù)的高強(qiáng)度絕緣繩，通過了解中短波天線，指出中短波當(dāng)中高強(qiáng)度絕緣繩的使用思路，以期為有關(guān)人員提供可靠參考。

如今，我國(guó)中短波天線所用吊裝、固定天線的材料主要是高頻瓷結(jié)合鋼絲繩，而我國(guó)高頻瓷廠商的生產(chǎn)以及供貨等水平越來越低，這使得有關(guān)部門必須及時(shí)找到合適的產(chǎn)品將中短波天線發(fā)射臺(tái)相應(yīng)高頻瓷替代。本文所列舉的產(chǎn)品，無(wú)論從使用的經(jīng)驗(yàn)、性能還是相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果來看，都能滿足以上需求。

1 帶電作業(yè)絕緣繩

所謂帶電作業(yè)絕緣繩，即在直流、交流不同電壓等級(jí)相應(yīng)電氣設(shè)施展開帶電工作的一類有絕緣性質(zhì)的繩索。帶電作業(yè)絕緣繩的主要類型有：

（1）按照材料劃分：合成纖維型以及天然纖維型；（2）按照電氣性能劃分：防潮型以及常規(guī)式；（3）按照機(jī)械強(qiáng)度劃分：高強(qiáng)度以及常規(guī)強(qiáng)度類型；（4）按照工藝劃分：交織、編織以及絞制式。

使用絕緣繩時(shí)應(yīng)該明確：（1）明確絕緣繩破損、受損或者斷裂與否；（2）明確絕緣繩霉變、受潮與否；（3）明確拉力下降與否。一旦存在以上問題，就應(yīng)展開相應(yīng)的拉力試驗(yàn)，從而避免出現(xiàn)安全問題。

本文選用的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度較高，和直徑相同鋼絲繩相比，其擁有2倍的強(qiáng)度，然而輕了約85%。同時(shí)，該產(chǎn)品溫差反復(fù)性、耐用性、耐紫外線的輻射以及耐海水與化學(xué)藥劑等的強(qiáng)度也比鋼絲繩高。此產(chǎn)品所用材質(zhì)質(zhì)量較高，材質(zhì)基本會(huì)被運(yùn)用到消防繩、防彈衣以及安全帽等領(lǐng)域當(dāng)中。除此之外，此類產(chǎn)品柔韌性、絕緣性以及抗拉性較高，因此在國(guó)外，大部分功率較大中短波天線也會(huì)應(yīng)用此類產(chǎn)品，并將其用作短波天線的振子拉線以及中波塔拉繩。

該產(chǎn)品便于生產(chǎn)，在絕緣繩兩頭套好防水膠管套以及連接頭，并且運(yùn)用相應(yīng)工具去除繩兩端的保護(hù)套，將長(zhǎng)度去除后按照相應(yīng)制作的需求加以明確，打散裸露繩心，盡量保證其均勻，繼而在繩心的中心安插安裝銷，繼而利用相應(yīng)工具將安裝銷打緊，于連接頭之上套好防水膠管，即順利制作好了高強(qiáng)度絕緣繩。做好繩索后應(yīng)對(duì)其展開拉力實(shí)驗(yàn)，合格便可正式應(yīng)用。

2 中短波天線介紹

2.1 中波天線

如今最為常見的天線便是中波天線，主要包含了自立式以及桅桿式這兩種中波天線。詳細(xì)來看：

2.1.1 自立式天線

此類天線主要應(yīng)用了拋物線型的塔型，這是因?yàn)槠淇梢詫?duì)材料的性能進(jìn)行有效運(yùn)用，同時(shí)各塔腳的底部都會(huì)連接地基基礎(chǔ)與帶絕緣子底座。對(duì)于中波天線來說，絕緣底座極為關(guān)鍵，其強(qiáng)度較大，能夠隔絕大地和塔身的高頻信號(hào)。相比于桅桿式，此類天線有著較小的占地面積，且擁有美觀的造型，并且用熱鍍鋅對(duì)塔身進(jìn)行防腐。

2.1.2 桅桿式天線

此類天線截面通常為三角形，為了便于架設(shè)、運(yùn)輸，設(shè)計(jì)塔節(jié)有4-5m的長(zhǎng)度。借助螺栓與法蘭盤連接塔節(jié)。此類天線的拉線通常是鍍鋅鋼絲繩，而若想防止發(fā)射方向受到鋼絲繩相應(yīng)感應(yīng)電流二次輻射所影響，就應(yīng)借助絕緣子來分開拉線。一般桅桿式天線有著極為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及規(guī)整的塔節(jié)，加工方便，切有著相對(duì)較低的造價(jià)。我國(guó)大范圍應(yīng)用此類天線的主要原因在于其工藝簡(jiǎn)便，投入較少；然而因?yàn)槠湮U相對(duì)較高，因此在對(duì)大功率和低頻的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射的時(shí)候，應(yīng)該將天線籠裝設(shè)到塔身之外，以便加大底部的壓力，這便會(huì)使絕緣子相應(yīng)投入加大。除此之外，當(dāng)?shù)孛婧屠€有約45°的角度時(shí)能夠得到較為良好的受力，所以總體來看，桅桿式天線有較大占地面積。特別是在當(dāng)今城市化發(fā)展進(jìn)程加快，可用土地資源、費(fèi)用都不斷提升的新形勢(shì)下，我國(guó)如今對(duì)此類天線的應(yīng)用逐漸減少。

2.2 短波天線

在1-30MHz（短波波段）范圍內(nèi)作用的接收或者發(fā)射天線即短波天線。根據(jù)不同傳輸途徑，可以將短波傳輸換分成2類：①天波，即經(jīng)由電離層進(jìn)行反射的短波，因?yàn)殡婋x層會(huì)受到太陽(yáng)活動(dòng)所干擾，因此若利用此方式進(jìn)行傳輸，會(huì)使波長(zhǎng)強(qiáng)弱在太陽(yáng)活動(dòng)過程中出現(xiàn)改變；②地波，即緊貼地表進(jìn)行傳輸?shù)亩滩?，此類傳輸模式將受到電?dǎo)率以及介電常數(shù)等干擾而受損。通常海水有較大電導(dǎo)率以及相對(duì)介電常數(shù)，因此其受損更低。短波通信和電纜、衛(wèi)星以及光纖等通信方式不同，其無(wú)需中繼站，所以當(dāng)今擁有越來越廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)前短波天線擁有較多樣式，而應(yīng)用最為廣泛的即魚骨形、對(duì)稱、菱形、同相水平、T型、倍波以及角型等天線。相比于長(zhǎng)波天線，當(dāng)前的短波天線擁有較寬的通頻、較大有效高度、較高增益、較大輻射電阻、較高效率以及較好的方向性。

某部門發(fā)射臺(tái)所用應(yīng)用了同相水平的短波天線，這是由于此類天線能夠被有效應(yīng)用到米波警戒雷達(dá)、短波干線通信以及廣播等領(lǐng)域當(dāng)中。此類天線將借助較多半波振子或者全波振子（均屬于對(duì)稱振子），于矩形面當(dāng)中展開平行排列，各層擁有0.5λ0層間距以及0.5λ0列間距。其中，任何兩層相鄰振子均由兩條線展開交叉式的連接，這對(duì)每一層振子的同相饋電都很有利。分別在最底層借助列分配日饋線自左向右連接每一組的兩列振子，隨后分別借助列分配饋線來連接成對(duì)的兩組振子，繼而組成一條與接收機(jī)或者發(fā)射機(jī)相連的主饋線，通常擁有8列、4列或者2列，其中需要注意的是，連接分配饋線的時(shí)候，必須確保其對(duì)稱性，從而確保能夠向所有振子展開同相饋電。每一列的每一層振子都擁有等幅的電流。與此同時(shí)，同相的水平天線都屬于定向式的天線，倘若無(wú)需考慮地面產(chǎn)生的影響，此時(shí)邊射的方向擁有最大輻射，而陣面垂直以及水平向點(diǎn)尺寸將決定俯仰以及方位平面的方向，即Dλ=D/λ，其中λ是波長(zhǎng)，D是實(shí)際尺寸，而如果Dλ逐漸變大，相應(yīng)主瓣將越來越窄。等所有振子擁有等幅的電流時(shí)，半功率以及零功率相應(yīng)寬度即51°/Dλ以及115°/Dλ。方位平面的方向圖不會(huì)受到平坦地面的干擾。

2.3 天線維護(hù)

2.3.1 中波維護(hù)

對(duì)塔桅上拉繩初拉力進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其與設(shè)計(jì)相符。對(duì)塔桅的架構(gòu)進(jìn)行檢查，特別是對(duì)其連接螺栓的松動(dòng)狀況、開焊以及斷裂等問題進(jìn)行著重檢査。檢查塔桅的絕緣架與拉繩，對(duì)受損、被腐蝕拉繩、構(gòu)件以及螺栓等進(jìn)行及時(shí)更換。檢查饋線系統(tǒng)。對(duì)地錨進(jìn)行抽查，及時(shí)防腐，并更換受嚴(yán)重腐蝕的地錨桿。

2.3.2 短波維護(hù)

對(duì)天線幕進(jìn)行全方位檢査，檢查、大修其絕緣子。檢查天線幕的饋電點(diǎn)。檢查天線振子的主要連接點(diǎn)。檢查天線振子的八字線與尾繩。檢查天線對(duì)應(yīng)的下引線。及時(shí)防腐處理鋼構(gòu)件。對(duì)天線的支持物進(jìn)行全方位檢查，著重對(duì)塔桅的垂直度進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量。涂油保護(hù)拉繩的螺旋扣。對(duì)塔桅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，對(duì)其進(jìn)行防腐處理。對(duì)相應(yīng)地錨桿展開抽查并做好防腐工作。對(duì)鐵塔的拉繩進(jìn)行檢査。

3 中短波當(dāng)中高強(qiáng)度絕緣繩的使用思路

3.1 替代鋼絞線

若干鋼絲經(jīng)由絞合所形成的線即鋼絞線，主要包含了鍍鋅、預(yù)應(yīng)力以及無(wú)粘結(jié)的鋼絞線。結(jié)合實(shí)際需求增加碳鋼表面的涂環(huán)氧樹脂、鍍鋅層、鍍銅層或者包鋁層等。張拉鋼絞線相應(yīng)預(yù)應(yīng)力的時(shí)候，千斤頂以及錨具會(huì)包裹其大部分外露的部分，且不可直接將線張拉伸長(zhǎng)量測(cè)量出來，因此可以借助對(duì)張拉千斤頂對(duì)應(yīng)活塞行程對(duì)鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量加以運(yùn)算，然而相應(yīng)的也要把線的張拉全程錨塞的回縮量減去。在通常情況下，應(yīng)確保鋼絞線有總牽引力4倍-6倍承載力。搭配蛋形的絕緣子來運(yùn)用鋼絞線，保持2-4m的身位。對(duì)吊線進(jìn)行制作的時(shí)候，大部分時(shí)候?qū)?huì)應(yīng)用許多的蛋形絕緣子以及身子，另外完成連接時(shí)，一般其尺寸都會(huì)存在一定偏差，此時(shí)可借助旋轉(zhuǎn)扣來調(diào)節(jié)偏差。然而完成制作的吊線較重，易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，切不方便運(yùn)輸。

相較于鋼絞線，高強(qiáng)度絕緣繩更輕，擁有更高耐高溫性、防腐性以及抗拉性，便于制作，每條吊線上僅需連接頭2個(gè)；除此之外，高強(qiáng)度絕緣繩也具備較高的絕緣性能，所以如今有關(guān)部門會(huì)選用高強(qiáng)度絕緣繩來取代傳統(tǒng)的鋼絞線。

3.2 替代鋼絲繩

絕緣件和鋼絲繩經(jīng)由連接組成常規(guī)中波拉線，一般制作不超過26mm直徑拉線的時(shí)候，主要用編插，同時(shí)應(yīng)將絕緣蛋放到中間；在制作超過28mm直徑拉線的時(shí)候，因?yàn)榇藭r(shí)拉線有較大荷載與直徑，應(yīng)該對(duì)合金錨固頭進(jìn)行澆鑄，然而此過程極其復(fù)雜。有效連接絕緣件以及拉線，盡管能得到較強(qiáng)絕緣性以及強(qiáng)度，然而相應(yīng)拉線過重，運(yùn)輸、搬運(yùn)不方便；當(dāng)鋼絲繩和高強(qiáng)度絕緣繩直徑相同，后者比前者擁有超過2倍的抗拉性能，同時(shí)質(zhì)量輕約85%，其絕緣性更強(qiáng)，同時(shí)此類繩索便于制作，便于運(yùn)輸與后續(xù)安裝。因此有關(guān)部門逐漸應(yīng)用高強(qiáng)度絕緣繩替代絕緣件以及鋼絲繩。

3.3 運(yùn)用于中短波饋線

在中短波的饋線當(dāng)中，有關(guān)部門如今利用高強(qiáng)度絕緣繩對(duì)原有的棒型絕緣子進(jìn)行取代，如此可以避免饋線因絕緣子發(fā)生斷裂問題而受損；同時(shí)高強(qiáng)度絕緣繩自身絕緣性以及抗拉性比原有的棒型絕緣子更強(qiáng)，在架設(shè)中短波的饋線過程中有良好效果。

3.4 利于維修

原有短波天線幕的絕緣極易發(fā)生斷裂問題，從而損壞天線幕。而高強(qiáng)度絕緣繩的應(yīng)用能夠使以上問題得以被有效處理，并且能夠防止高頻打火現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而能夠?qū)⑻炀€幕的常見問題有效解決。

3.5 天線垂度降低

相較于傳統(tǒng)鋼絞線，高強(qiáng)度絕緣繩的材質(zhì)更輕，在短波天線幕當(dāng)中應(yīng)用高強(qiáng)度絕緣繩來取代原有鋼絞線，不僅能夠使總體重量下降，還能使天線的垂度下降，這對(duì)確保鐵塔自身垂直度極為有利。

結(jié)論：總體而言，有關(guān)部門應(yīng)結(jié)合相應(yīng)設(shè)計(jì)需求規(guī)范制作高強(qiáng)度絕緣繩，并且實(shí)現(xiàn)工廠化的制作與加工，隨后按照順序來標(biāo)注完成的絕緣繩。在進(jìn)行架設(shè)安裝等工作的時(shí)候，工作人員僅需根據(jù)圖紙的相應(yīng)要求對(duì)圖紙進(jìn)行解讀，隨即根據(jù)順序?qū)K索進(jìn)行運(yùn)用，這對(duì)天線安裝架設(shè)極為有利，也能省下較多時(shí)間以及鋼絞線編插、連接、下料以及綁扎等操作，確保連接過程中尺寸上的偏差變小，另外還能使一些絕緣子被省下，而進(jìn)行組裝的時(shí)候，僅需連接天線振子以及高強(qiáng)度絕緣繩，就能順利假設(shè)相應(yīng)的天線幕。