中波自立塔建設(shè)工程實(shí)踐

1、中波自立塔建設(shè)工程實(shí)踐李璟摘要：本文就新建76m 中波自立塔有關(guān)工程建設(shè)及相關(guān)天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)等主要配套設(shè)施 做簡要介紹。關(guān)鍵詞：中波自立塔、地網(wǎng)、發(fā)射天線、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)立項(xiàng)背景我臺原使用 76m 中波拉線塔建于 1986 年，占地約 22 畝，整個(gè)發(fā)射場區(qū)周邊環(huán)境復(fù)雜， 一直 存在較大的安全隱患問題。2014年10月，我市清淇河綜合治理工程啟動，2座發(fā)射塔 地網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞，發(fā)射效果變差，導(dǎo)致覆蓋場強(qiáng)嚴(yán)重下降，廣播信號收聽距離大幅降低。我臺立即將上述情況上報(bào)省無線電臺管理中心，省中心領(lǐng)導(dǎo)非常重視，迅速成立專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組，多次組織技術(shù)人員和景區(qū)治理相關(guān)單位召開現(xiàn)場會，大家一致認(rèn)為：修復(fù)地網(wǎng)需要 長時(shí)間停

2、播，且修復(fù)難度大、效果不佳，另外老式拉線塔對景區(qū)的景觀和安全也有較大的影 響，應(yīng)盡快更換現(xiàn)用 76m 中波拉線式發(fā)射塔，尋找新型發(fā)射方式，盡可能做到安全、覆蓋和 景觀兼顧。新塔選型及參數(shù)、常見國內(nèi)、外中波發(fā)射天線參數(shù)表2、新塔選型結(jié)合我臺場地和兼顧英他現(xiàn)有產(chǎn)品實(shí)際使用狀況，經(jīng)認(rèn)真論證決左，我們選擇用 76m 底部絕 緣的三角形自立塔，30m短地網(wǎng)（場地限制）的新型天線，四個(gè)頻率分別以雙頻共塔方式播出。發(fā)射塔主要技術(shù)參數(shù)：高 度： 76m （絕緣基座以上高度）塔 體重量 : 25 噸底 部設(shè)計(jì)：對地絕緣設(shè) 計(jì)風(fēng)壓： 0. 45KPa烈度：8度構(gòu) 件防腐處理方式：采用熱浸鍍鋅防腐處理，鋅層厚度不小

3、于90um三 、新塔選址為保證節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出不中斷，項(xiàng)目組提出先建設(shè)新塔后拆除原塔方案。新塔選址主 要從以下幾個(gè)方而考慮：一是是在保證安全防護(hù)距離的前提下，盡可能靠近發(fā)射機(jī)房，縮短 饋線，減少不必要的損耗。二是結(jié)合周弗 I 環(huán)境和景區(qū)規(guī)劃因素，盡可能使發(fā)射塔和景區(qū)做到 和諧統(tǒng)一；三是考慮高頻輻射、環(huán)保等因素，新址應(yīng)離居民區(qū)盡可能遠(yuǎn)，盡量不給今后的安 全運(yùn)行留下隱患。綜合上述因素，結(jié)合臺站上地現(xiàn)狀和周邊地貌等情況，項(xiàng)目組決泄將兩座新塔建在清滉河堤頂路東西兩側(cè)，現(xiàn)有場地條件基本滿足建塔要求。缺點(diǎn)是周邊地勢起伏較大，地網(wǎng)敷設(shè) 有難度： 發(fā)射天線、調(diào)配室非常近，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)難度大。表2幾種天線使用性對照

4、表種類參數(shù)(m)結(jié)構(gòu)外形占地面 積拉線地網(wǎng)優(yōu)勢劣整體造 價(jià)實(shí)際應(yīng)用桅桿式天線76鐵質(zhì)，結(jié) 構(gòu)簡單？ 塔辛形式 規(guī)則大有拉線有 地網(wǎng)造型簡爪， 易于加E,底部 絕緣，天饋 線系統(tǒng)穩(wěn)7H占地面積大，維 護(hù)難度大，防宙 差，不滿足于低 頻率.大功率發(fā)射Iilj X 0高國內(nèi)應(yīng)用越 來越少.正逐 漸被其他類型 的中波天線所 代替，需考慮 上地成木。自立式中波 天線76-120鋼制，塔 形采用拋 物線型小無拉線短 地網(wǎng)占地面積 小.造型美 觀，抗腐能 力強(qiáng)，底部 絕緣.易維 護(hù)，天饋線 系統(tǒng)穩(wěn)定。同樣受到底部絕 緣子耐電壓及抗 壓力PM制.承受功率10K骨 雖級？底部絕緣子 制作成木較麗絕 緣件易損壞。

5、略高技術(shù)成熟.正 逐步成為主流 使用天線。并饋式中波 天線 （SfA）140根要弟弟更美飆需做正孩沾 鋼據(jù)可種邊簡觀小無拉線有 導(dǎo)線有短 地 網(wǎng)占地面積 小，防雷效 果較好，輻 射場強(qiáng)和覆 蓋范圍大，中 波與調(diào)頻可 共塔播出。雙頻共塔時(shí)，主 頻率.附屬頻率不 能同時(shí)達(dá)到 最佳 發(fā)射效果，建設(shè) 費(fèi)用高、施工難心。高屬新型發(fā)射 天線，國外使 用較多.國內(nèi) 采用Sf實(shí)際播出的 中波臺站較 少，還在試驗(yàn) 階段？穩(wěn)定性 有待驗(yàn)證。錐而頂負(fù)荷 天線 （小型發(fā) 射天線）只有X/15 X /20 高)耗持璃料 發(fā)為鋼支用損的玻林塔銹常采頻小性鋼 射不樹柱商極小有短地 網(wǎng)占地面積 小，高度低. 結(jié)構(gòu)穩(wěn) 市范范，

6、抗 風(fēng).抗喪.抗 腐能力強(qiáng).對 周用電器及 環(huán)境干擾 小、感應(yīng)弱？ 便于維護(hù)。需要特有的匹配 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，建設(shè) 費(fèi)用高.施工難度 大。臺 種 天已H W 要的 縱15ttff型碾-錐中波 天線（雙錐天線）商度不宜小干X /30上錐為無 網(wǎng)骨架結(jié) 構(gòu).下錐為 架空接地 鋼結(jié)構(gòu)小短地網(wǎng)無 拉線積力益寬設(shè)易定璃座商。何射增帶 假？穩(wěn)玻底統(tǒng)座節(jié)輻？快， 緣傳底地強(qiáng)商寬度護(hù)好絕代瓷占 小更更更速維性鋼取頻小天線結(jié)構(gòu)高度 降低會使其輻射 能力降低.目前僅適用于 50KW以下的中小 功率發(fā)射臺。較圖技術(shù)基木成 熟.具有應(yīng)用 推廣價(jià)值。四、建塔工程實(shí)施1、新址場地勘探同,建塔之前，聘請有相關(guān)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)對新址場地

7、進(jìn)行了地質(zhì)勘探，兩座自立塔地形條件相 都建在旱地上，符合建塔要求。2、聘請項(xiàng)目監(jiān)理程質(zhì)為確保自立塔建設(shè)工程質(zhì)量，聘請具有相關(guān)專業(yè)資質(zhì)的監(jiān)理公司，與項(xiàng)目組一起進(jìn)行工 量監(jiān)督，確保施工安全和工程質(zhì)呈：。3、塔基建設(shè)施工保護(hù)埋件、塔塔基建設(shè)主要經(jīng)過基坑開挖、夯實(shí)平整、澆筑墊層混凝上、塔基防水層施工、塔基防水 層施工、綁扎鋼筋、安放基礎(chǔ)計(jì)架、澆筑塔基混凝土、塔基模板安裝制作、預(yù)留基礎(chǔ)預(yù) 基模板澆筑混凝土、塔基養(yǎng)護(hù)等施工工藝（如圖3所示）。圖4、調(diào)配室一:亡U；J169 rm ,3081，的圖3、塔基及接地布置圖4、調(diào)配室建設(shè)中波發(fā)射塔工作時(shí)塔身和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)有高頻電壓，新建調(diào)配室又緊鄰游園廣場，因此安全防

8、護(hù)工作尤為重要，還要兼顧美觀與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。我們將現(xiàn)澆頂調(diào)配室建在發(fā)射塔底部,頂層加做防水，墻體無窗，預(yù)留一個(gè)通風(fēng)口用篩網(wǎng)罩扣，防范鳥、鼠等進(jìn)入，室內(nèi)墻體用銅皮做屏蔽層，室外鋪貼墻而傳裝飾，整體外觀色調(diào)與清溪河景觀一致（如圖 4所示）。1S OLO85、地網(wǎng)和地井為提高天線的輻射效率，有效降低地電阻，因此需要敷設(shè)良好的地網(wǎng)。在澆灌天線塔基時(shí)，預(yù)埋12根2m長的接地棒，塔基用銅皮屏蔽，地網(wǎng)線以塔基中心為圓心，按30m為半徑， 使用03mm的銅線放射狀向外均勻敷設(shè) 120根，每3 根，考慮到地網(wǎng)不受損壞和不影響清泯河施工隊(duì)在地表淺層作業(yè)等因素，地網(wǎng)埋深度從塔基起由20cm逐漸加深到50cm.為減

9、 小地網(wǎng)損耗，每根地網(wǎng)線的末端都埋了 1根接地棒，地網(wǎng)終端與其牢固焊接在一起（如圖 5所示）。/地網(wǎng)圖5、地網(wǎng)與接地棒連接示意圖在塔基中心，將匯聚的銅線焊接在銅板上后，再用銅帶與地井、調(diào)配室和放電球地線相 連。為確保天線輻射和抗雷擊效果，分別在發(fā)射塔周邊埋設(shè)了個(gè) 8個(gè)地井，8地井棒，每個(gè) 地 井的引出線連接到地網(wǎng)中心匯聚點(diǎn)銅板上。以上工作完畢后，測試接地地阻為0.4Q （相 關(guān)規(guī)壓數(shù)值R4Q）,接地良好。6、鐵塔安圖6、鐵塔安裝工序鐵塔安裝完成后，即進(jìn)行饋管架設(shè)工作。結(jié)合景區(qū)未來狀況，饋管采用地埋方式，先下 預(yù) 埋管，再用鐵絲為牽引線穿饋管、光纖等。圖7、臺站、發(fā)射塔方位圖至此，鐵塔安裝工序完

10、成，緊接著就是核心的步驟，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和安裝了。五、匹配天調(diào)網(wǎng)絡(luò) TOC o 1-5 h z 為提高本臺工程技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)能力和動手能力，我們決左在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下自己設(shè)計(jì)制作、安裝匹配網(wǎng)絡(luò)。1、準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備安裝工具、元器件、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、萬用表等，弁對參加調(diào)試的技術(shù)人員做好工作分工。制作一張?zhí)煺{(diào)網(wǎng)絡(luò)架，分為上下兩層，輸入的兩個(gè)頻率分層安裝。做好矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀使用前的校、驗(yàn)等準(zhǔn)備工作。2、發(fā)射天線的阻塞網(wǎng)絡(luò)問題分析臺站轉(zhuǎn)播頻率fl約900KHz、f2約llOOKHz. f3約1300KHz、f4約1500KHz四個(gè)頻率。 僅 有2座發(fā)射塔，發(fā)射功率有大有小，大的 10千瓦，小的3千

11、瓦，又需要同時(shí)工作?；?這種現(xiàn) 狀，必須要使用雙頻共塔模式，保證在現(xiàn)有條件下，滿足雙頻要求的頻率間隔，所以，我們決定將fl、f3共塔（北塔），f2、f4共塔（南塔）。故設(shè)計(jì)南塔初步的網(wǎng)絡(luò)原理圖如下 ：3、吸收網(wǎng)絡(luò)為達(dá)到以上工作目的及要求， 北塔工作頻率fl、f3網(wǎng)絡(luò)要對南塔2個(gè)頻率進(jìn)行阻塞或 吸收， 反之，南塔天調(diào)網(wǎng)絡(luò)需加入對北塔 fl、f3阻塞或吸收。每座發(fā)射塔的凋配網(wǎng)絡(luò)中帶 有3套阻塞網(wǎng) 絡(luò)，避免信號之間發(fā)生串?dāng)_，調(diào)配相對復(fù)雜。圖9、吸收網(wǎng)絡(luò)圖8、中波76米自立塔天調(diào)網(wǎng)絡(luò)圖以南塔為例，若要阻塞北塔 fl、f3兩個(gè)頻率進(jìn)入，排除英干擾，無外乎使用阻塞或吸收兩種方式解決?？紤]到饋線出口和發(fā)射

12、機(jī)方向，需要一個(gè)更強(qiáng)的抑制頻率的能雖：。因此，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)由L1C1構(gòu)成對f4的弁聯(lián)諧振，完成對f4的阻塞,防止f4能量入地；L2c2構(gòu)成對f2的 弁聯(lián)諧振，完成對f2的阻塞，防止f2能量入地。LICK L2c2、L3共同構(gòu)成對f3串聯(lián)諧振，使 f3能量入地。當(dāng)然，也可采用在頻率輸入方向上加入對f3的阻塞網(wǎng)絡(luò)，但這樣容易造成f2或f4插入損耗大，故采用兩阻一吸收的方式。在安裝好2個(gè)阻塞網(wǎng)絡(luò)后，經(jīng)實(shí)測，2個(gè)阻塞網(wǎng)絡(luò)對f3的串聯(lián)諧振呈容性，經(jīng)計(jì)算、加電感使其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為對f3的串聯(lián)諧振，使f3對地吸收（如圖9所示）。4、阻塞網(wǎng)絡(luò)按照f2的輸入方向，加入阻塞fl、f4兩個(gè)阻塞網(wǎng)絡(luò)。Lil、L12和

13、C6構(gòu)成對f 1的弁 聯(lián)諧 振，完成對fl的阻塞；L13、C7和C8構(gòu)成對f4的弁聯(lián)諧振，完成對f4的阻塞。在C點(diǎn)測量f2 對整幅天線的阻抗，經(jīng)設(shè)計(jì)調(diào)配，構(gòu)成T型匹配網(wǎng)絡(luò)（如圖10.11所示）。圖10、fl、f4阻塞網(wǎng)絡(luò)入f2C6 1000PrHHn C6 1000PLil 2 I/3T阻塞fl1.12 H 1/3TQi 300Pca 3oopHPC7 300PT C7 300P圖11、f2調(diào)配網(wǎng)絡(luò)1.13 14 1/2T fVVVA阻塞f4同理，按照f4的輸入方向，加入阻塞fl. f2兩個(gè)阻塞網(wǎng)絡(luò)（如圖9所示）。在E點(diǎn)測 量f4對 整幅天線的阻抗，經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)成了對 f4的T型調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，50

14、Qo需要注意的是天調(diào) 網(wǎng)絡(luò)安裝的方 向.電感安裝勿與相鄰電感構(gòu)成同一軸線。入f41.7 12 1/4T(TITECi 500P1.4 6 I/3TC3 1500PHH14 6 1/2T阻塞f2阻塞f4圖12、fl、f2阻塞網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)實(shí)際安裝調(diào)試中，我們主要依靠電感來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，主要原因是：電感相對真空可變電容而言，成本較低，穩(wěn)泄性好，故在該網(wǎng)絡(luò)中均采用電感調(diào)整方式。按照實(shí)際測量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過不斷的摸索、調(diào)整，我們成功地完成了 2座發(fā)射塔的雙頻共塔 網(wǎng)絡(luò)?？紤]到饋管長度會對不同頻率呈現(xiàn)較小的感性或者容性，對發(fā)射機(jī)要求的50歐姆阻抗會有些影響，我們在完成網(wǎng)絡(luò)后帶饋管進(jìn)行阻抗測量，弁微調(diào)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

15、使其與發(fā)射機(jī)完全匹配。圖13、f4調(diào)配網(wǎng)絡(luò)按照實(shí)際測疑的數(shù)據(jù)，經(jīng)過不斷的摸索、調(diào)整，我們成功地完成了2座發(fā)射塔的雙頻共 塔網(wǎng)絡(luò)?？紤]到饋管長度會對不同頻率呈現(xiàn)較小的感性或者容性，對發(fā)射機(jī)要求的50歐姆 阻抗會有些影響，我們在完成網(wǎng)絡(luò)后帶饋管進(jìn)行阻抗測雖 ：，弁微調(diào)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)使苴與發(fā)射 機(jī)完全匹配。8、老化試驗(yàn)在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)完成后，我們做 24小時(shí)負(fù)荷，經(jīng)檢查天調(diào)網(wǎng)絡(luò)元件無高溫，變色或者其他異?，F(xiàn)象后，拆除原塔。待老塔拆除后，再次進(jìn)行阻抗測量和微調(diào)，防止因老塔存在對 能量的吸收等因素對新塔天線阻抗造成影響。地點(diǎn)距離（km）海拔（m）2003 年2007 年2015年新塔A點(diǎn)174112.310

16、3.7111.7B點(diǎn)L07599.297.599.0C點(diǎn)107592. 479.292.6D點(diǎn)157788.478.387.3E點(diǎn)2012279.279.283.4F點(diǎn)2511171. 161.975. 1G點(diǎn)3011069.560.069.2H點(diǎn)3510965. 151.365.8I點(diǎn)4013064. 247. 964.0J點(diǎn)4513856.753.854.6K點(diǎn)5016654.951.547.8L點(diǎn)0017951.817. 051.5M點(diǎn)6024417.213.947.0圖14、場強(qiáng)測量數(shù)據(jù)（為便于測疑，將具體地需、頻率用字母代替）五、結(jié)束語中波自立塔建成后，我們組織多名相關(guān)專家和技術(shù)人員對該項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收。專家組鑒定結(jié)論如下：1、該項(xiàng)目建設(shè)工程優(yōu)質(zhì)，配套工程設(shè)訃規(guī)范、完善，技術(shù)成熟，質(zhì)量可靠，整體設(shè)計(jì)與施工水平達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)要求：2、較老式拉線塔相比安全性極高，沒有拉線對景區(qū)的視覺影響也減少了；3、結(jié)