中波地网维护问题分析与建议
2016-02-09林航
林 航
国家新闻出版广电总局东南广播电视维护中心,福建福州 350007
中波地网维护问题分析与建议
林 航
国家新闻出版广电总局东南广播电视维护中心,福建福州 350007
中波地网维护工作是非常重要的,是实现中波发射台安全运行的重要因素。地网维护质量的好坏,直接影响着中波发射台的覆盖范围、发射机的功率、发射广播信号的效果。因此,中波地网工作是广播电台工作的重要组成部分。地网一旦被破坏,就会导致发射效果降低。本文介绍了中波地网以及中波地网的现状,并对中波发射台地网的维护与重新铺设提出了几点建议。
中波天线;中波地网;地损耗;维护建议
中波以天波和地波两种形式传播,由于中波波长较长,地波传播稳定,损耗较小,因此多用地波传播。中波天线是不平衡输出的垂直发射振子,天线的地面电流通常会以辐射状流回天线的底部。地波的电场通常都会大量垂直于大地的表面,并且还能够在地面感应地面位移的电流。为了提高天线辐射效率,减少地损耗,中波天线需要铺设较好的地网。
1 中波发射台地网的介绍
1)地网的作用就是为天线电流回路提供良好的通道,有效地减少地心引力带来的阻力,防止大地对电磁波的吸收,避免由于雷雨天气带来的雷击造成的发射机损坏。增强了由发射天线向辐射电磁波发射的效率,提升了中波发射台节目的覆盖率和观众收听的效果,保证了中波发射机观众效率的可靠性和稳定性。
2)中波地网一般是以铁塔的底部中心为圆心,以放射状均匀向外铺设。在地网铺设施工的过程中,每一座铁塔的地网是由120根直径在3mm的硬铜线组成,地网线每两根之间按照一定角度进行均匀的分布,埋深于50cm的地下。地网线始端集中在铁塔基础四周与基础屏蔽铜皮链接,并与天调室的接地母线接好,每座塔的地网线的交汇处由地网母线连接,地网的末端必须用外环线连接。地网的长度一般在半个波长。
3)中波天线的损耗通常包括导体损耗、绝缘损耗和地损耗,而导体损耗和绝缘损耗相对较小可以忽略不计,所以地损耗成为影响中波天线辐射效率的主要因素。中波天线辐射效率
式中bR为天线底部或天线波腹点的辐射电阻,LR为地损耗电阻。
其中公式中N为地网根数,r为地网半径,y为地网导纳,a为天线底部接地棒的半径,Iy为天线径向电流,Ib为天线底部电流。由两个公式可知当地网根数N减少与地网断线增多即y减少时,天线辐射效率降低,损耗功率增加。为了保证天线辐射效率,所以中波地网的铺设和维护是至关重要的。
2 中波地网的现状
1)当前地网面临的问题。由于地网线是铺设在土里,受土壤酸碱性影响产生物理或化学反应,特别是在农田与海边,日积月累的影响导致地网线腐蚀断裂。其次,中波发射台一般设置在农村、海边或者比较偏远的地方,农民、渔民对广播设施没有深刻的保护意识,在田间翻地耕作、清洗鱼塘挖沟时,使用大型机械导致地网被挖断,严重破坏了地网设施。再次,有些不法商人与小偷惯犯为了一己之私,偷盗地网线,影响地网的正常运作。
2)地网的不良后果。地网的铺设是隐蔽工程,铺设质量直接影响着发射效果,而且埋入地下后一旦出现问题很难被发现并被及时处理。如果地网的要求未达标准,将导致的不良后果有:1)地损耗过大,发射功率不足,信号覆盖区域出现偏差或变小;2)天线的辐射阻抗和输入阻抗不匹配,造成驻波比变大,容易引起发射机被雷击;3)发射机互相干扰,减弱了接收信号的清晰度和可听度。
3 中波地网维护的几点建议
由于地网是隐蔽工程,在铺设完地网线后,日常线路巡视中很难察觉异常。这就要求我们做好详细记录,认真对待地网维护工作。
1)绘制中波天线地网平面分布示意图。详细绘制地网线区域内田地、河流、鱼塘、水泥路等实地情况,并注明铺设时候的高度差,在每个变化的点进行详细的标注。详细标出地网走向和薄弱点,可以有效提高地网维护效率。
2)对每根地网线进行编号。一般地网线为120根,以发射塔按发射方向为1#线,顺时针方向对120根地网线依次编号。这样方便以后对每根地网线的维护检查,更直观地了解地网线的走向。
3)定期使用电缆探测仪对地网线进行检测。其原理为通过信号发生器产生一个音频信号,把信号发生器输出一端接在被测地网线上,另一端接地棒插入地下,利用探测器向地网线延伸方向进行检测,越靠近地网线时,信号越强,当探测器信号减弱明显时,就表明接近断点。
4)检查地网线从铁塔基础开始,遵循由内向外的原则。在靠近铁塔基础、地网线密集区域统一检测,在地网线分散开区域实行每根分段检测。在实际测量中,准备些竹竿等标记物,用于标记已经检测过的节点,利用标记物提升探测速度。
5)通过电缆探测仪找到地网断线处,应将铜线擦拭清洁,用砂纸去除氧化层,再用铜线进行绑扎对接。在用铜线绑扎的过程中,应绑扎牢固,再用焊锡均匀涂抹,不留缝隙。
6)定期进行巡视检查。定期对调配室、铁塔进行检查,对天线接地电阻和场强进行测试对比并形成历史记录,及时发现和处理异常情况。
7)加强地网的管理工作。检查地网的损害、盗取、塌陷等情况。大型机械操作时应有人员做好协调和监督工作。对于关键节点定期挖开检查焊接点的焊接、腐蚀情况。
8)加强地网保护的宣传力度,与相关部门有效地配合,对农民进行教育,增强农民的思想意识,安装视频监控设备,防范偷盗行为。
4 重新铺设地网的几点建议
1)重新铺设的时候,首先探测旧十字母线和外围母线,把新旧十字母线和外围母线连接铺设完毕后再铺设新地网线。
2)因为铁塔基础周围的电磁场比较强,为了减少损耗,越接近铁塔底座的地网线掩埋越浅,可以提高天线效率。
3)当地网线遇到调配室、拉线地锚基础的时候,应沿着建筑物的外围铺设地网线,先集中绕过然后再分散开。
4)当地网线遇到水泥路的时候,应用探测仪找出两侧原有的地网线,进行新旧地网线连接,避免多次重复破路,提高效率。
5)重新铺设的时候,应使用经纬仪进行校准,使地网线在一条直线上,这样地网线与母线连接后均分,方便以后巡查。
6)在夏冬温差比较大的地区,要考虑热胀冷缩对地网线的伤害,铜线直径大小在电气上不是主要问题,应铺设较粗的铜线。
7)当有大型机械田间翻地耕作、清洗鱼塘挖沟时,可适当挖深到70cm,但不可太深。
8)可以将地网线分成12组,每组10根压入一个铜线鼻子中,并将铜线鼻子固定在铁塔基础的屏蔽铜皮上,这样方便接地电阻分组测试,也能尽快找到问题所在,提高维护效率。
5 结论
综上所述,地网在中波发射台中起着非常重要的作用,地网的质量直接影响着中波发射的效果。因此说,中波发射台地网的维护工作相当的重要。中波地网维护人员应高度重视地网铺设和维护工作,做好地网维护工作过程中的每一个环节,保证中波发射的高质量运行。
[1]苏英智,丁冬宜.中短波电波传播和天线实用手册.广播电影电视部无线电台管理局.
[2]杨玉林.中波发射台地网的敷设与维护[J].西部广播电视,2013(18):147.
[3]国防工业出版社.广播电视发送与传输维护手册(第十一分册).
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A
1674-6708(2016)177-0048-02
林航,国家新闻出版广电总局东南广播电视维护中心。