中短波天线验收测试

王正星 江苏省广播电视总台

1. 引言

江苏省广播电视总台广播发射中心天馈线系统建设完成后，为了验证天馈线系统的各项功能、参数是否合格，完成天馈线系统验收，制订了中短波天馈线验收测试方案。

根据验收测试方案进行验收测试，发现了天馈线系统中的一些问题，并加以解决，顺利完成了广播发射中心天馈线系统验收工作。

2. 验收测试方案

天馈线系统验收测试对象由中波天线（短波铁塔）、短波天馈线等部分组成。参照相关规程、相关合同、设计要求，分别制定了各个部分的测试方案。

2.1 中波天线（短波铁塔）测试方案

2.1.1测试项目

天线（铁塔）的测试项目由天线（铁塔）垂直度、局部弯曲度、塔身、中波天线地网接地电阻、防雷接地电阻、塔身绝缘电阻等组成。

2.1.2天线（铁塔）垂直度、局部弯曲度

（1）测试方法

在塔的中心线上任意取两个方向（两个方向夹角为90度），利用经纬仪对自立塔进行观测。经纬仪的使用方法：打开并支撑好三脚架，调整经纬仪水平，找好中线基准点，固定垂直动螺旋，调整焦距，看清被测物；根据被测物尺寸，算出偏差。

（2）测试要求

根据国标 GY 5057-2006 10.3.2，自立塔垂直度偏差不得大于H/1500，H为塔高；自立塔局部弯曲的不得大于H/750，H为塔高。。

2.1.3塔身

（1）测试方法

由测试人员上塔检查塔身状况。

（2）测试要求

根据规范 GY5057-2006 10.3.2、10.3.3、10.3.4、10.3.5的要求对铁塔的螺栓、法兰盘、塔身防腐、塔身整体外观等进行检查。要求：螺栓全部拧紧，不得有遗漏；法兰盘、连接板贴面部位应贴紧，贴合率不低于75%，边缘缝隙法兰盘不大于2.4mm，组合法兰盘不得大于3mm；防腐层应当完整等。

2.1.4塔身绝缘电阻

（1）测试方法

图 1 接地电阻测试仪使用方法

脱开天线底部与外界的电气连接，用 2500V 摇表进行测量。首先进行一次开路和短路试验，确认摇表完好，将两根测试线开路，摇动手柄，指针应指在“∞”处，再将两根测试线短接一下，指针应指在“0”处，否则不能使用；测量时L端子接被测物，E端子接地；摇表应均匀摇动，转速达到120转/分钟。

（2）测试要求

根据国标 GTY/T178-2001 附录 D2 和 4.2.4，在潮湿天气时≥20MΩ，在干燥天气时≥200MΩ。

2.1.5中波天线地网接地电阻

（1）测试方法

仪器：接地电阻测试仪。

测试地点：中波天线调配室。

接地电阻测试仪的接线如图 1 所示。

接地电阻测试仪的使用方法：将仪表水平放置，检流计校“0”；选择合适的倍率；慢慢转动摇柄，旋转测量表度盘，使检流计归零；以120转/分钟的速度旋转摇柄，调整测量表盘，使检流计归零；读取读数。

（2）测试要求

中波天线地网接地电阻值，根据国标 GY/T178-2001，4.2.1的要求应小于2Ω。

2.1.6防雷接地电阻

（1）测试方法

如图 1 所示，用接地电阻测试仪测试，测试点为铁塔底部基座接地点。

（2）防雷接地电阻的测试要求

根据国标 GTY/T178-2001 6.2.3，应当小于 4Ω。

2.1.7测试记录

按照表 1 的内容要求填写测试记录。

2.2 短波天馈线测试

2.2.1测试项目

表1 广播发射中心铁塔测试检查记录

天线驻波比、天线前后比、天馈线功率考验、馈线特性阻抗、馈线驻波比、馈线不平衡系数、天馈线绝缘电阻。

2.2.2天线驻波比

（1）测试方法

在天线阻抗变换线向发射机方向与主馈线连接的可断开的第一个跳笼处，用网络分析仪测量。

（2）测试要求

依据招投标文件、合同小于 1.54。

2.2.3天线前后比

（1）测试方法

在天线下的振子中心点的正前方 5—10λ（λ 为所测频率的波长）的地方取一点A，在天线下振子中心点的正后方同样远取一个点B。在A点测一个场强值EA，在发射机状态未变的情况，在B点测场强值EB。EA/EB为前后比值。

（2）测试要求

同相水平天线的前后比大于 5：1。

2.2.4天馈线功率考验检测

（1）测试方法

发射机满功率、满调幅上天线，天线连续工作24小时，观察天馈线是否出现打火现象。

（2）测试要求

依据招投标文件、合同，天馈线不应出现打火现象。

2.2.5馈线特性阻抗

（1）测试方法

先将网络分析仪校准于 300Ω，在主馈线的一端测量。在机房馈线窗口出口端用网络分析仪测试馈线驻波比。

（2）馈线特性阻抗的测试要求

依据招投标文件、合同为 300Ω。

2.2.6馈线驻波比

（1）测试方法

在机房馈线窗口出口端用网络分析仪测。先将网络分析仪校准于300Ω，在主馈线的一端测，主馈线的另一端分开路和短路两种情况：开路时，测出输入阻抗是ZK，短路时，测出输入阻抗是ZD，则特性阻抗Z0=

（2）测试要求

依据招投标文件、合同小于 1.54。

2.2.7馈线不平衡系数

（1）测试方法

用热偶电表、λ/4 测量回线在馈线同一截面，靠近天线端单边测量，得出主馈线该截面的两个读根据国标GTY/T178-2001 4.3.9及合同约定，馈线不对称系数小于15%

2.2.8天馈线绝缘电阻

（1） 测试方法

将馈线入墙处悬空，采用2500V摇表进行测量。摇表使用方法按照中波天线塔身绝缘电阻的测试方法进行。

（2） 测试要求

依据国标GTY/T178-2001 4.3.10，天线和馈线导线对地绝缘电阻，在干燥天气时发射天馈线阻值不应小于200MΩ；在潮湿天气时，发射天馈线阻值不应小于20MΩ。

2.2.9 测试记录

（2）馈线不平衡系数的测试要求

3.测试中应注意的事项

3.1 测试地网接地电阻及防雷接地电阻的注意事项

表2 短波天馈线测试记录

（1）测试仪表接线要正确，P、C点不可接反；

（2）当接地电阻小于1Ω时，需将测试连接测试点的两个E段子断开，分别接到测试点；

（3）两根测试线的接地点不应在同一方向上，而且夹角不得小于120度；

（4）待测点应当除锈，以保持良好接触；

（5）当测量表针有跳动现象，则说明插针未插紧实或某个接头接触不良。

3.2 天线垂直度、局部弯曲度观测时的注意事项

（1）测试点应选择在距塔身中心1个塔高的距离；

（2）两个测试点，应从夹角90度的两个方向上进行；

（3）测试时应避免在大风天气进行；

（4）每个测试点应做好标记，以便复查；

（5）要排除外界感应电磁场的干扰；

（6）测量完成后，复查一下经纬仪的水平是否有变化，确保测量准确。

3.3 塔身检查的注意事项

（1）锈蚀点都要检查到位，及时做好防腐，以免腐蚀点扩大；

（2）法兰盘螺栓要全面检查，以免松动、间隙过大影响塔身稳定；

（3）有无安装时遗漏的铁丝、螺帽、螺栓的物件落在塔身上，造成安全隐患；

（4）并馈线、拉线的拉力适度，留有热胀冷缩的余地

（5）现场焊接的部位防腐工作要细致，以免带来安全隐患。

3.4 中波天线绝缘测试的注意事项

（1）应尽量在晴好天气时进行，大雨过后，最好在连续1周晴天后再进行测试；

（2）被测物与外界的连接要彻底断开；

（3）要排除外界感应电磁场的干扰；

（4）测试前后都要校验摇表工作是否正常；

（5）测试物表面有污渍时，需用四氯化碳进行擦拭。

3.5 短波天线绝缘测试的注意事项

（1）应尽量在晴好天气时进行，大雨过后，最好在连续1周晴天后再进行测试；

（2）被测物与外界的连接要彻底断开；

（3）要排除外界感应电磁场的干扰；

（4）测试前后都要校验摇表工作是否正常；

（5）若绝缘不达标，应分段进行测试，直至找到问题点。

3.6 短波天线前后比测试的注意事项

（1）测试时严格按照测试方法的要求进行；

（2）选取点位要满足要求。

3.7 短波天线驻波比、馈线特性阻抗、馈线驻波比、馈线不平衡系数测试的注意事项

（1）测试时严格按照测试方法的要求进行；

（2）测试前校验仪器；

（3）拆除及安装测试点连接线时，保持好馈线连接线的形状不变，确保天馈线参数不受影响。

3.8 短波天馈线功率考验的注意事项

（1）必须连续进行且满功率；

（2）连续考验时间必须满足24小时，最好连续进行72小时满功率考验；

（3）定期巡视天馈线，尤其要注意夜间巡视；

（4）夜间巡视时关闭场地照明。

4.江苏省广播电视总台广播发射中心中短波天线验收测试

根据上述验收测试方案，我们对江苏省广播电视总台广播发射中心天馈线系统进行了验收测试，对测试中发现的问题及时加以解决。

4.1 测试中发现的问题

4.1.1中波天线（短波铁塔）

（1） 塔身部分存在的问题

585kHZ、702kHZ、846kHZ、1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天线在第一次测试过程中，发现多处塔身有防腐层不完整、并馈塔塔上馈电点锈蚀、部分螺栓松动、个别法兰盘间隙偏大等现象。

图2 塔身部分发现的问题

图3 天线垂直度测试发现的问题

（2） 垂直度方面存在的问题

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天线在第一次测试过程中，发现垂直度不符合要求。

（3） 馈线部分存在的问题

702kHZ中波天线并馈线缺少一根。

4.1.2短波天馈线

（1） 绝缘方面存在的问题

有部分馈线水泥杆有裂纹。

4.2 测试中发现问题的整改

4.2.1中波天线（短波铁塔）

（1） 塔身部分问题的整改

塔身局部锈蚀，先除锈处理，然后喷防腐漆；个别螺栓松动、个别法兰盘间隙偏大安排人员进行加固、调整。

（2） 垂直度方面问题的整改

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天线垂直度不符合要求，进行了纠偏调整。

（3）馈线部分问题的整改

短波天馈线绝缘电阻值不合格。如图4，断开点1、点2测得天馈线绝缘电阻R1为45MΩ、R2为45MΩ、R3为5 MΩ。

（2）馈线部分存在的问题

图4 短波天馈线绝缘电阻等效图

702kHZ中波天线并馈线缺少一根，进行了补缺。

4.2.2短波天馈线

（ 1 ） 绝缘方面问题的整改

系统检查了短波天馈线的绝缘，按照图4进行了检查测试，测试结果如下：

当点1、2、5、6、7、8断开，测得绝缘电阻R5为50 MΩ，R6为 175 MΩ。

当点1、2、3、4断开，测得绝缘电阻R9为125MΩ，R10为200MΩ，R11为225MΩ。

当点3、4、7、8断开，测得绝缘电阻R13为70MΩ、R14>1000 MΩ、R15>1000 MΩ。

当点3、4、5、6断开，测得绝缘电阻R17、R18、R19、均 >2000 MΩ。

当点5、6断开，测得绝缘电阻R21>2500 MΩ、R22>2500 MΩ、R23为 5 MΩ。

当点7、8断开，测得绝缘电阻R25、R26、R27均>2500 MΩ。

根据测试结果，分析判断，点1、3之间，点3、7之间，点5、6往天线方向之间有绝缘薄弱点，最主要的薄弱点在点5、6往天线方向之间。

随即分步排查，首先，排查并更换了点1、3之间一根绝缘棒（200 MΩ）；然后排查并更换了点3、7之间一根绝缘棒（70 MΩ）；最后，排查并更换了点5、6往天线方向之间两根绝缘棒（一根10MΩ、一根 9 MΩ）。

绝缘棒更换完成后，断开点1、2测得天馈线绝缘电阻R1为300MΩ、R2为300MΩ、R3为200 MΩ。符合国标GTY/T178-2001 4.3.10的要求。

（2） 馈线部分问题的整改

对开裂的馈线杆进行了更换。

4.3测试结论

在初次测试过程中发现的问题，经过整改后再次进行测试，全部合格。根据测试结果，得出本次验收测试的结论。

4.3.1中波天线（短波铁塔）测试结论

天线垂直度、局部弯曲度、塔上检查：符合国标 GY 5057-2006 10.3.2 以 及 GTY/T178-2001 5 的要求。

地网接地电阻：符合国标GY/T178-2001，4.2.1的要求，地网线接地电阻值均小于2Ω。

防雷接地电阻：符合国标GTY/T178-2001 6.2.3的要求应当小于4Ω。

塔身绝缘电阻：符合国标GTY/T178-2001 附录D2和4.2.4的要求。

4.3.2短波天馈线测试结论

天线驻波比：符合招投标文件、合同要求小于1.54。

天线前后比：符合招投标文件、合同要求同相水平天线的前后比大于5：1。

天馈线功率考验：符合招投标文件、合同要求无打火。

馈线特性阻抗：符合招投标文件、合同要求，为300Ω。

馈线驻波比：符合招投标文件、合同要求小于1.54。

馈线不平衡系数：符合国标GTY/T178-2001 4.3.9要求，及合同约定的馈线不对称系数小于15%

天馈线绝缘电阻：符合国标GTY/T178-2001 4.3.10要求。

5.结语

江苏省广播电视总台广播发射中心天馈线系统验收测试按照本方案进行，过程中发现了一些问题并及时予以解决。天馈线系统建成至今5年多，运行正常、安全可靠，为江苏广播的安全播出提供了坚实的技术保障。