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中波发射台整体搬迁项目经验总结

2024-01-09

电视技术 2023年11期
关键词:发射台中波发射机

张 勇

(云南广播电视台,云南 昆明 650000)

0 引言

随着城市化建设的不断推进,城区范围不断外延,土地资源日趋紧缺。由于历史原因,许多中波发射台天线区域未办理土地使用证,地网破坏的情况时有发生,地网保护存在很大的困难[1]。中波发射台附近环境日趋复杂,天线区越来越小,加之天线距离高楼越来越近,严重影响了发射覆盖效果。原先处于郊区的发射台周边工程建设项目增多、地网时有破坏、电磁环境复杂,对中波发射覆盖效果造成影响。云南广播电视台中波发射台是云南省发射规模最大的骨干发射台,中波发射台整体搬迁建设项目是云南省最大发射规模的省级中波发射台迁建项目,主体工程已全部完成,业务系统已投入运行。中波发射台的迁建,释放了发射台旧址天线区大量的土地资源,有效配合了昆明市城市建设规划。

1 前期考察与探索

《中、短波发射台场地选择标准》(GY/T 5069—2020)适用于对中波发射台场地选择进行指导,是中波发射台建设的重要依据。中波发射台选址应保证土壤湿润、地导系数大[2]。天线区域宜地形平坦区域,在500 m 范围内,总坡度不宜超过5%。天线周围有障碍物时,以中、短波天线外250 m 为起点的位置到发射主向上界障碍物的仰角不宜大于3°。中波发射台场地选择宜综合考虑气象和地质情况,选择气象和地质稳定区域,同时避开化工污染区域。新建工程建设项目用地应符合当地城镇规划和土地利用总规划,根据广播电视技术要求,因地制宜,不占用或少占用耕地和经济效益较高的土地。

云南广播电视台中波发射台整体搬迁项目位于云南省昆明市盘龙区。建设前,有关部门对选址位置进行了大量考察和论证,完成了建设过程的各种手续,过程中不存在占用大量耕地的情况。中波发射台的迁建周边环境相对较好,长远规划对发射场地影响较小,适合作为中波发射场地。新址场地内总体平整,建设位置土地相对平坦,常年空气湿润,土壤湿度、地导系数均可以满足要求。

搬迁工作前期,组织发射台专业技术人员进行实地考察,针对特种设备、专业设备和进口设备,对相关技术资料进行分析和论证,确保搬迁建设项目工艺环节符合国家法律法规和专业技术规范;确保搬迁完成后设备运行稳定可靠,中波广播发射传输覆盖效果满足专业技术要求;确保采购专业设备代表中波广播发射技术领域最先进技术,建设完成后中波发射台站成为样板工程。

2 中波发射台工艺系统

2.1 工艺系统组成

发射台建设主要依据中波广播发射台的使用功能,以满足广播覆盖网需求,遵守系统完整、技术合理的原则。云南广播电视台中波发射台整体搬迁项目工艺系统包含了天馈线系统、发射机系统、节目传输系统、自动化与智能化系统以及供配电系统等,如图1 所示。文章着重介绍与本专业技术领域相关的工艺系统。

图1 工艺系统框图

2.2 天馈线系统

云南广播电视台中波发射台新建两座底部接地自立发射塔作为中波发射天线,两塔的最小间距满足设计规范。尽量拉大了各天线的间距,以减少天线间的相互影响,尽量保证覆盖效果和发射要求。这是并馈自立塔中波天线在云南广播电视台的首次应用,是发射台天馈线系统的升级换代。相对于搬迁前发射台使用的拉线塔,接地自立发射塔占地面积小、防雷效果好、铁塔利用率高、性能稳定、易于维护[3],大大减小了发射台技术人员的运维工作量。其中,1#发射塔建成后成为全国最高的并馈自立塔中波天线。

考虑到今后可能会受极端干旱年份影响,可能造成天馈线系统阻抗失配,严重影响天馈线系统传输效率,存在元器件受损隐患,预先在中波发射塔地网覆盖区域内增加喷淋系统,以减小旱季天线接地电阻,保障安全播出。

对发射台旧址拆除的馈管进行充分利用,在发射台新址建设过程中沿新馈管路由架设,作为备用馈管,以减小馈线路由故障隐患。

天馈线系统迁建经验总结如下:前期场地选择、工程地勘数据满足天线发射场地技术要求;天线电气高度根据服务范围、发射机输出功率、地导系数、经济条件综合确定;调配室做好安全屏蔽措施;地网铺设充分考虑耕种区域加深地网铺设深度;调试天线指标时,充分考虑天线阻抗受季节性接地电阻变化影响;考虑拆除馈管的再利用,将其用作备用馈管。

2.3 发射机系统

云南广播电视台中波发射台在此次迁建中迁引进加拿大Nautel 公司生产的NX200 型200 kW 中波广播发射机,如图2 所示。

图2 NX200 中波发射机

该机型为Nautel 公司NX 系列中波发射机在全国的最大功率的中波发射机,代表着现今中波广播发射的最先进技术,是中波发射台发射机系统的升级换代。Nautel 公司NX200 型200 kW 中波广播发射机相较于国内同等功率主流发射机集成度更高,体积更小,发射效率技术更为先进,发射效率更高,具有完备的监控数据和丰富的内建仪器仪表,发射机保护措施灵敏可靠,技术指标优异,易于维护[4]。

发射机系统采用1+1(一主机+一备机)配置方式,主、备机均配置了假负载,保证了系统的完备性。天线倒换系统采取手动切换、本地自动控制切换、远程自动控制切换相结合的方式。对于发射台发射机系统,在配置1+1 工作模式时,优先考虑同型号的发射机,便于故障排查和经验总结。由于NX200 机型属于本发射台在国内首先引进,本次迁建未采取主备机同型号的配置。

在搬迁建设过程中,发射台旧址的发射机不停止工作,新购置的发射机在新建发射台站完成安装调试工作,相关技术指标满足《中、短波调幅广播发射机技术要求和测量方法》(GY/T 225—2007),可在新址正常运行后,再进行发射台旧址需要继续投入使用的发射设机的拆除、搬迁与安装调试工作。续用发射机作为备用系统发射机,增加了发射机系统的冗余备份。

发射机系统迁建经验总结如下:考察、调研本领域先进设备,采用更先进高效的发射机型;做好搬迁阶段新、老发射台发射机运行的衔接,做好发射机及其附属设施安装位置的合理规划,做好发射机及其附属设施相互连接、供配电链路、信号链路的合理规划,严格按照技术要求测试发射机指标。

2.4 节目传输系统

发射台信号源主要由光纤专线、微波、卫星(中星6A+中星9)3 路构成。光纤租用运营商的数字链路专线进行节目传输,由运营商提供1 路2 Mb·s-1数字链路点对点传输通道,传输2 路云南新闻广播和云南农村广播。微波采用网际互连协议(Internet Protocol,IP)数字微波传输系统,8 GHz频段,配置直径3 m 的微波天线,接收云南新闻广播、云南农村广播共2 套广播节目,同时通过IP 通道双向传输云南广播电视台全台信号。配置C波段、Ku 波段卫星接收天线,接收中星9、中星6A 上星节目源。节目传输系统如图3 所示。

图3 节目传输系统

各传输子系统将不同路由接收的云南广播电视台的各类节目源信号通过解码器解码,送至信号选择切换器进行切换,再经音频处理器对音频信号进行处理后,送发射机房对应的发射机作为信号源进行开路发射。各传输系统接收的广播节目通过数据接口传输到值班室总控平台进行监控、监听及监测。本台发射的开路信号也经接收解调、IP 打包后送入值班室进行监听。

节目传输系统迁建的经验总结如下:综合布线满足相关规范;节目源采用数字技术,采用微波、卫星、光纤等方式传输,至少采取两路不同的传输链路;节目传输机房采取屏蔽措施,节目传输信号线的敷设采取有效措施,避免电磁干扰;音频分配器、音频切换器及音频处理器等设备设置应急跳线端口;所有信号处理设备具有本机数据管理接口,具备断电直通功能。

2.5 自台监控系统

自台监控系统由数据库服务器、应用服务器及客户端组成,主要实现设备监控管理、台区安全管理、数据存储及监听监看调度等功能,如图4 所示。

图4 自台监控系统

自台监控系统监控发射机系统、节目传输系统、电力与环境以及安全防范系统,融入内网办公自动化(Office Automation,OA)数据传输功能。

监控系统实现对发射机日常开关机管理和运行状态进行监测,并能对发射机进行遥控开关机和倒机操作。监控系统实现对输入音频信号、开路接收音频信号监听,可远程切换输入音频信号。监控系统实现对供配电系统运行状态进行监测,对机房环境的温度、烟雾进行监测,对机房存在漏水隐患的电力电缆沟、水冷设备进行监测。

视频安防监控系统对台内发射机房、配电机房、主要走道、发射台出入口、建筑物门口、发射台周边以及天线场区等重点区域进行视频监控。出入口控制系统布置在发射机房、中央控制室、弱电设备间、柴油发电机室及电力变压器室等重点区域[5]。周边防范系统采用了周界脉冲电子围栏,对发射台工作区和天线区域布控,防止非法入侵。

自台监控系统迁建的经验总结如下:自台监控系统涉及大量的信号传输线,须合理规划;高场强区尽量采用屏蔽线,做好接地;设备间采取屏蔽措施,控制和监控设备计划好备份和余量;建立数据库,对运行数据和异常数据进行管理;与播出相关的监控设备尽量配置声光报警,与播出相关的设备采用内网传输数据。

2.6 供配电系统

中波发射台配置一路专线、一路公用线共两路10 kV 高压电源。10 kV 高压系统采用单母线分段的接线方式,平时母线联络开关断开,两路电源分列运行,各带部分负荷。当一路电源故障或检修,母联开关自动投切,由另一路电源带全部负荷。

低压配电系统配置3 台变压器,1#、2#两台变压器为设备变压器,两个变压器互为备用,3#变压器为生活变压器。设备变压器用于低压发射机、节目传输设备、发射机附属设施、消防安全系统、机房空调以及机房照明。平时两台变压器各自带部分负荷,当一台变压器检修或故障时,低压母联开关自动投切,由另一台变压器带全部负荷。3#变压器用于行政办公等负荷配电、生活用电。对于节传间以及弱电间等重要负荷,配置了容量160 kW 的不间断电源(Uninterrupted Power Supply,UPS)供电系统。

配置一台额定功率为750 kW,电压为380 V 的低压柴油发电机组作为低压备用电源。柴油发电机具备自动启动和手动启动两种启动方式。自动控制自启动信号取自两路外电的进线开关的辅助接点。两路外电完全消失后,柴油发电机在30 s 内自启动,向低压母线供电。

供配电系统是中波发射台故障率较高的环节之一。本次迁建根据发射台实际建设供配电链路,配置了模拟电路操作板,用作日常培训和演练,操作错误时伴随声光指示警报,以提高发射台员工应急处置能力。

供配电系统迁建的经验总结如下:中波发射台宜接入两路外电,主用供电为专线,有条件的情况下可配置柴油发电机;满足条件的配置备用变压器,变压器具有自动投切功能;发射机控制设备、信号源设备采用UPS 供电,UPS 电池组满足满负荷供电30 min 以上;主备设备、主备信号源接入不同的供电回路,电力接地和高频接地严格分开。

3 结语

搬迁过程中最重要的是保证安全播出。新建发射台天馈线系统、发射机系统、节目传输系统及供配电系统等关键技术环节调试完成后,利用晚间停播时间进行测试,确保新设备技术指标达到中波广播发射技术要求,设备运行稳定可靠,再进行老台继续投入使用的旧设备的拆除与安装。搬迁工程启动以后,发射台技术人员积极参与,搬迁各工艺环节由发射台指定专人全程负责,熟悉搬迁工作中的设备和技术环节。对于拆除后须在新址投入使用的设备,应做好标签与登记,在搬迁过程中注意做好防震、防静电等设备保护措施。

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