新建發(fā)射塔的選址和技術(shù)要求

■常熟市廣播電視總臺(tái)：王曙紅

常熟市廣播電視琴湖發(fā)射塔始建于1984年（塔高119米），發(fā)射塔為常熟百姓收聽收看廣播電視節(jié)目、實(shí)現(xiàn)省級(jí)微波中繼傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮了重要作用。經(jīng)過(guò)28年的運(yùn)行，發(fā)射塔已經(jīng)處于“滿員”或“超載”狀況，無(wú)法滿足原有覆蓋任務(wù)及發(fā)展需求，并且塔址位于城市中心，外在形象與城市日新月異的面貌不相適應(yīng)。2012年根據(jù)常熟市委、市政府對(duì)琴湖城市公園規(guī)劃建設(shè)的最新要求，擬對(duì)原發(fā)射塔進(jìn)行重建。

1.塔址的選擇

由于常熟市區(qū)域形態(tài)特殊，城市西部有座虞山，海拔263米，城市中心環(huán)抱虞山的南、東和北。因虞山上有特殊規(guī)劃要求，不能安裝廣播電視發(fā)射塔，所以新建發(fā)射塔只能選擇在平原地址。市政府給的初選發(fā)射塔建設(shè)地塊是：在琴湖地區(qū)原址重建，或在青墩塘三角墩地區(qū)尖嘴處新建。

1.1 基本的情況和要求

根據(jù)我市的“十里青山半入城”的特殊地理地貌，要使無(wú)線電信號(hào)達(dá)到最佳的覆蓋效果，就是要盡可能讓虞山對(duì)無(wú)線電波的阻擋達(dá)到最小，即沿虞山軸線走向選擇發(fā)射臺(tái)臺(tái)址，是最佳的選擇方案。根據(jù)我市的市域面積，要滿足電視信號(hào)對(duì)全市的覆蓋，則無(wú)線電視信號(hào)的覆蓋半徑需達(dá)到22公里。由于現(xiàn)在城區(qū)普建高樓，樓房建筑一般為三十多層高度近百米，要達(dá)到良好的電視覆蓋效果，考慮到我電視發(fā)射機(jī)（分米波段）的發(fā)射功率為1千瓦，則電視鐵塔的高度需達(dá)180多米，廣播電視發(fā)射天線掛高不低于150米，微波天線掛高115米。

1.2 兩地電視發(fā)射覆蓋情況的對(duì)比

1.2.1 琴湖原地

現(xiàn)在琴湖原址的電視發(fā)射塔，因當(dāng)初建臺(tái)時(shí)考慮到了虞山阻擋的問(wèn)題，所以塔址選擇了在虞山軸線的走向上，因此虞山阻擋形成的接收死角是在大義、王莊鄉(xiāng)的部分地區(qū)（如圖1綠線內(nèi)的虞山西部區(qū)域）。

圖1

1.2.2 青墩塘三角墩尖嘴地區(qū)

青墩塘三角墩尖嘴地區(qū)，由于此地位于虞山軸線的北面，所以在這里電視發(fā)射，受虞山阻擋而影響電視接收的地區(qū)將大大增加，將影響到大義、王莊、冶塘、練塘和張橋等地區(qū)（如圖2紅線內(nèi)的虞山西部區(qū)域）。

圖2

1.2.3 兩地選址對(duì)微波路由的考慮

新建的電視塔，為最大限度不影響城市的建設(shè)，要求微波天線的架設(shè)高度不低于110米。經(jīng)過(guò)測(cè)量，這兩個(gè)地址基本上都不存在微波路由的阻擋問(wèn)題。只是在青墩塘三角墩地址，由于該地目前周圍已有高樓建筑，低于100米時(shí)微波路由的選擇，有更多的限制。

1.3 電磁環(huán)境因素的影響

廣播電視發(fā)射塔的建設(shè)，必須對(duì)建設(shè)所在地進(jìn)行電磁環(huán)境衛(wèi)生的評(píng)估，我國(guó)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 9175—88)要求：“新建、改建或擴(kuò)建電臺(tái)、電視臺(tái)和雷達(dá)站等發(fā)射天線，在其居民覆蓋區(qū)內(nèi)，必須符合‘一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)’的要求”。在琴湖原址進(jìn)行鐵塔重建，由于該址自1984年啟用以來(lái)有二十多年的歷史，已取相關(guān)各界的認(rèn)可，和政策執(zhí)行的延續(xù)性。發(fā)射塔原地升高重建不僅提高了廣播電視信號(hào)在市域的覆蓋效果，而且也改善了附近地區(qū)的電磁環(huán)境。在城區(qū)重新選址建廣播電視發(fā)射塔，由于現(xiàn)在城市建筑比較密集，已難于找出一塊理想的地方，新建塔址其附近的居民會(huì)因電磁影響等民生問(wèn)題而提出異議，選址會(huì)面臨各種各樣的困難。

1.4 水、電基本設(shè)施的配套建設(shè)

重建電視發(fā)射塔，必須保證相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施和條件，特別是廣播電視發(fā)射設(shè)施必須要保證市電兩路獨(dú)立供電以及用水的正常供給。在琴湖原址進(jìn)行重建，這些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面有著相應(yīng)的有利條件，可節(jié)省相當(dāng)部分的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，若選擇在青墩塘三角墩尖嘴地區(qū)，則相應(yīng)的市政建設(shè)費(fèi)用將大大增加。

所以，我們認(rèn)為選址在發(fā)射塔原址南偏東約380米處新建廣播電視發(fā)射塔（原塔地理位置：東經(jīng)（E）：120°45′16″；北緯（N）：31°38′20″；新塔地理位置：東經(jīng)（E）：120°45′21″北緯（N）：31°38′07″）是較為理想的方案。

2.發(fā)射塔的專業(yè)設(shè)備安裝要求

廣播電視發(fā)射塔的建設(shè)位置和塔的高度，必須滿足電視覆蓋和傳輸電路的技術(shù)要求，新建發(fā)射塔塔址初步定于琴湖南岸距發(fā)射塔原址380米處（建設(shè)報(bào)告為“原址重建”），發(fā)射塔高度為180米。發(fā)射塔符號(hào)當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會(huì)有關(guān)規(guī)定，并報(bào)常熟市自然資源和規(guī)劃局保護(hù)微波路由通道。發(fā)射塔（鋼結(jié)構(gòu)）的使用年限不低于30年，滿足今后十五年之內(nèi)所需安裝的廣播電視天線，防震等級(jí)宜高于當(dāng)?shù)氐卣鹆叶鹊燃?jí)。

發(fā)射塔桅桿部分，需滿足安裝兩副三層四面垂直極化雙偶極子調(diào)頻天線、一副四層四面VHF波段偶極子天線，和四副三層四面垂直極化偶極子（面包板）U波段天線；八根4英寸空氣絕緣電纜。

因設(shè)計(jì)使用4英寸空氣絕緣電纜，考慮電纜鋪設(shè)施工的要求，發(fā)射塔的饋線（架）走向設(shè)計(jì)應(yīng)同機(jī)房的饋線出口相對(duì)應(yīng)，應(yīng)使電纜路徑最短，拐彎最少，并電纜沿線設(shè)有電纜固定架。

發(fā)射塔配置供上下塔用的電梯、安全梯子、扶手。在發(fā)射塔120米、140米和160米處，設(shè)置有操作、休息平臺(tái)，操作平臺(tái)處有電源供給，并設(shè)有消防設(shè)施。

發(fā)射塔應(yīng)配置航空障礙物標(biāo)志燈，并配有夜間照明；發(fā)射塔避雷針保護(hù)角應(yīng)滿足發(fā)射塔上的所有設(shè)備，應(yīng)有良好的防雷接地系統(tǒng)。

發(fā)射塔控制區(qū)域內(nèi)輔房面積約3000平方米。

3.天線的安裝需求

新建發(fā)射塔為滿足地面電視、調(diào)頻廣播、微波的發(fā)射和接收，發(fā)射塔的桅桿部分和平臺(tái)，需加裝天線：

1、發(fā)射塔高120米處平臺(tái)，平臺(tái)架構(gòu)和空間需滿足微波（Φ3m拋物面）天線（座設(shè)）的架設(shè)。在這一平臺(tái)需設(shè)計(jì)架設(shè)3面微波拋物面天線：蘇州方向、張家港方向、南通方向的天線各一面。天線的架設(shè)需滿足天線調(diào)節(jié)的水平方向和垂直方向的自由度（45°角），并留有安裝掛設(shè)天線的空間。

2、發(fā)射塔高度120米至140米間，設(shè)計(jì)安裝電臺(tái)調(diào)頻主、備發(fā)射天線三層四面垂直極化雙偶極子天線兩副，（單件尺寸：1700mm×2400mm×800mm，重量：50kg）。

3、發(fā)射塔高度140米至160米，安裝電視中心V波段7頻道發(fā)射天線，四層四面偶極子天線（單件尺寸：1300mm×2800mm×500mm，重量：20kg）。

4、發(fā)射塔高度1 6 0米至1 8 0米，安裝電視中心U波段發(fā)射天線四副。擬安裝偶極子（面包板）天線，安裝方式為4（面）×3（層）。（面包板天線單件的尺寸為：1070mm×700mm×800mm，重量：7kg)。

5、發(fā)射塔高度190米處，安裝桅燈、避雷針。

6、饋線系統(tǒng)在發(fā)射塔上的固定方式，必須適應(yīng)外界溫度變化時(shí)，由于塔體和饋線的材料不同而引起的長(zhǎng)度變化。饋線采用饋線夾進(jìn)行固定，使饋線自身平直。發(fā)射塔到機(jī)房之間以及其它懸空地段（如垂直爬梯、水平過(guò)橋等），采用饋線支撐架。相鄰兩個(gè)固定點(diǎn)的距離，垂直敷設(shè)為2m；水平敷設(shè)時(shí)為1m。

圖3

圖4

4.輔房建筑的技術(shù)要求

技術(shù)用房的基礎(chǔ)要求，機(jī)房須建在干燥區(qū)域，采取相應(yīng)的保溫、防冰凍等措施，有條件的應(yīng)設(shè)立雙層窗戶和封閉式外走廊，室內(nèi)門窗應(yīng)具有良好的密封性，門窗均加裝紗網(wǎng)，防蟲、防蚊蠅進(jìn)入室內(nèi)。技術(shù)用房設(shè)外開雙扇門，寬度不小于1.4米，技術(shù)用房的墻、窗、門等的金屬部分必須連接到建筑接地，墻內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)。技術(shù)用房鋪設(shè)防靜電活動(dòng)地板，并考慮加裝隔音和電磁屏蔽措施。

機(jī)房?jī)舾卟粦?yīng)小于3.2米，地面標(biāo)準(zhǔn)荷載為6000N/m2，發(fā)射機(jī)房的天花板頂部為閣樓（高度2.2米），微波機(jī)房地面標(biāo)準(zhǔn)荷載為12000N/m2，機(jī)房基礎(chǔ)與發(fā)射塔基礎(chǔ)之間要保持一定距離，應(yīng)考慮荷載傳遞影響。

屋頂結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度需考慮安裝兩面直徑為3m的衛(wèi)星接收天線的需求。機(jī)房房的屋頂應(yīng)采用適當(dāng)?shù)母魺岷捅卮胧?。屋頂?yīng)滿足人上屋頂維修設(shè)備的考慮。屋頂部構(gòu)造設(shè)計(jì)必須考慮滿足安裝架設(shè)通向發(fā)射塔的天橋和饋管架的需求，并有防雷接地和防水及防滲漏措施。

技術(shù)用房配電設(shè)施要求，應(yīng)有兩路獨(dú)立的交流供電，采用UPS電源專用線路，建筑設(shè)計(jì)上應(yīng)上、下橋架預(yù)留鋪設(shè)的空間。

機(jī)房的洞孔預(yù)留，發(fā)射機(jī)房（發(fā)射塔橋架方向）天花板上30cm處設(shè)計(jì)預(yù)留80cm×30cm饋管出口；各機(jī)房天花板上3 0 c m墻壁上設(shè)計(jì)預(yù)留30cm×15cm上橋架出入口.饋管入口應(yīng)與發(fā)射塔饋線架相對(duì)應(yīng)，饋線入口處應(yīng)用密封防護(hù)設(shè)施，防止雨、水、風(fēng)、雪、霜、霧進(jìn)入。機(jī)房通往室外的溝槽、孔洞在穿墻處均應(yīng)做防鼠措施，安裝密封或加裝較密的鉄篦子。

5.供電水系統(tǒng)

根據(jù)廣播電視供配電要求，應(yīng)保障發(fā)射臺(tái)站市電兩路獨(dú)立供電電路，系統(tǒng)設(shè)備24h（小時(shí)）供電，電源容量為200KVA×2。供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)按《工業(yè)與民用供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ52-83及《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ54-83等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

控制室及各機(jī)房設(shè)備應(yīng)采用UPS專用供電系統(tǒng)，設(shè)置配電控制裝置。由變電室敷設(shè)二路380/220V三相四線式專用送電線路到UPS機(jī)房（一主一備），在專用送電線路上嚴(yán)禁增掛其他負(fù)荷。UPS機(jī)房分兩路將380/220V三相四線式專用送電線路，分配至各機(jī)房。

機(jī)房、控制室及輔助用房的照明和墻上電源插座的電源線路，由變電室另外敷設(shè)。各技術(shù)用房和輔助技術(shù)用房應(yīng)按需要配置交流220V、380V電源插座。照明系統(tǒng)宜分正常照明和事故照明兩個(gè)系統(tǒng)，機(jī)房、控制室應(yīng)設(shè)事故照明燈。事故照明電源可由控制室UPS電源引出，事故照明燈宜采用節(jié)能燈或LED燈。

發(fā)射塔照明（及亮化）系統(tǒng)及用電容量需另外設(shè)計(jì)考慮容量和鋪設(shè)。

同當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門聯(lián)系，保障系統(tǒng)的生活用水、道路通達(dá)和通信電話線路。

6.機(jī)房設(shè)施的防雷措施

機(jī)房建筑的防雷應(yīng)按照《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ57-83的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。交流、直流電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)，應(yīng)按《工業(yè)與民用電力裝置的設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ65-83的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。電力線路和設(shè)備的防雷，應(yīng)按《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ8-79的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。進(jìn)入機(jī)房的供電線路，必須在兩端裝設(shè)低壓閥型避雷器。電纜兩端鉛護(hù)套、鋼帶應(yīng)焊在一起，并與機(jī)房接地母線聯(lián)接，作為防雷的二次保護(hù)。機(jī)房?jī)?nèi)，所有不帶電的金屬構(gòu)件都要與接地母線作可靠的聯(lián)接。在機(jī)房頂部應(yīng)設(shè)置防雷勻壓帶和勻壓網(wǎng)，并與建筑的接地體可靠連接。

饋管（波導(dǎo)管、電纜）外皮，在發(fā)射塔或鐵架的上下兩端，應(yīng)與金屬結(jié)構(gòu)連接，在機(jī)房進(jìn)口處與接地體連接。

聯(lián)絡(luò)電話線的防雷，應(yīng)按《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ79-85的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

7.接地系統(tǒng)

有關(guān)電力變壓器及電氣設(shè)備的接地系統(tǒng)的設(shè)置，應(yīng)按《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ32-82等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

機(jī)房的工作接地系統(tǒng)、保護(hù)接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)應(yīng)分設(shè)接地體，并且將三個(gè)接地體匯接為一個(gè)總接地系統(tǒng)。一個(gè)接地系統(tǒng)的接地體裝置不應(yīng)少于兩組（建議四組）。兩組接地體裝置之間的直線距離不宜小于40米。

機(jī)房與發(fā)射塔，應(yīng)合設(shè)一個(gè)接地系統(tǒng)。發(fā)射塔接地系統(tǒng)的接地電阻，不應(yīng)大于4Ω。

機(jī)房系統(tǒng)的接地體，應(yīng)圍繞發(fā)射塔或建筑物做成閉合環(huán)路。同時(shí)增加由閉合環(huán)路向四周輻射的接地體，以均衡地電位。接地體埋深不應(yīng)小于1m，所有連接點(diǎn)都要焊接（電焊或氣焊），焊接時(shí)搭接長(zhǎng)度不可小于扁鋼寬度的兩倍。接地網(wǎng)與機(jī)房接地母線，通過(guò)機(jī)房預(yù)埋接地扁鋼聯(lián)接，在機(jī)房應(yīng)用螺栓聯(lián)接，以備測(cè)試地阻。

圖5：接地引入線連接示意圖

圖6

房屋地面下敷設(shè)用扁鋼交織成邊長(zhǎng)為1m的方格網(wǎng)，網(wǎng)格上每間隔3m的交叉點(diǎn)焊接牢實(shí)。垂直接地體的長(zhǎng)度為1.5m～2.5m。垂直接地體的間距為其自身長(zhǎng)度的1.5～2倍。當(dāng)垂直接地體埋設(shè)有困難時(shí)，可設(shè)多根環(huán)形水平接地體，其彼此間隔可為1m～1.5m，且應(yīng)每隔3m相互焊接連通一次。

接地體應(yīng)采用鍍鋅鋼材或銅材，并作防腐處理，其規(guī)格要求如下：

鋼管 Φ50mm，壁厚應(yīng)不小于3.5mm

角鋼 應(yīng)不小于50mm×50mm×5mm

扁鋼 應(yīng)不小于40mm×4mm

接地匯集線一般設(shè)計(jì)成環(huán)形或排狀，材料為銅材，其截面積應(yīng)不小于120mm2，也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼。

發(fā)射塔選址，經(jīng)常熟市廣播電視總臺(tái)情況說(shuō)明和專家論證，經(jīng)市委、市政府相關(guān)部門確認(rèn)，擬定了常熟市沙家浜路以北，琴湖路以東為本項(xiàng)目的建設(shè)場(chǎng)地。發(fā)射塔桅桿部分設(shè)備需求、輔房電力和基礎(chǔ)建設(shè)等需求方案，也根據(jù)使用部門和總臺(tái)的討論確定。整個(gè)新建發(fā)射塔工程接下來(lái)進(jìn)行可行性深化設(shè)計(jì)、招標(biāo)建設(shè)，我們將迎來(lái)一個(gè)嶄新的地面廣播電視發(fā)射系統(tǒng)工程的建設(shè)時(shí)期。