茅鴻兵 徐景明 陳原 江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心

廣播發(fā)射中心災備發(fā)射系統(tǒng)的建設(shè)

茅鴻兵 徐景明 陳原 江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心

本文介紹了江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心災備發(fā)射系統(tǒng)的建設(shè)背景、系統(tǒng)組成和工作原理。簡述了該系統(tǒng)的主要功能和特點。

災備發(fā)射系統(tǒng) 同軸開關(guān) 節(jié)目信號源 保險絲 溫度檢測

一、前言

2009年12月國家廣播電影電視總局第62號令頒布，2010年2月6日，《廣播電視安全播出管理規(guī)定》正式施行。其中第二章第十一條第（五）項明確規(guī)定：“省級以上廣播電臺、電視臺、衛(wèi)星地球站應當配置完整、有效的容災系統(tǒng)，保證特殊情況下主要節(jié)目安全播出。”

江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心作為省級發(fā)射臺，安全播出保障等級為一級。為此，我們按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的要求，從供電、設(shè)備、信號源、建設(shè)和運維成本等方面綜合考慮，為中央一套1359kHz和江蘇新聞綜合頻率702kHz這二套重點保障頻率建立災備發(fā)射系統(tǒng)，以應對特殊、緊急狀況。

二、方案設(shè)計

廣播發(fā)射中心在籌建時就已經(jīng)考慮到了緊急情況下利用雙饋、雙網(wǎng)絡和主備天線，保證重點頻率(中央一套1359kHz和江蘇新聞綜合頻率702kHz)安全播出。因此災備發(fā)射系統(tǒng)所針對的突發(fā)狀況是：“機房（包括發(fā)射機房、節(jié)傳機房等），或供電系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障，短時間內(nèi)無法恢復正常工作，但天線系統(tǒng)仍保持正?！?。

系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：(1)機房；(2)發(fā)射機系統(tǒng)；(3)供電系統(tǒng)；(4)信號源系統(tǒng)；(5)饋線系統(tǒng)；(6)接地系統(tǒng)；(7)同軸開關(guān)；(8)假負載

702kHz發(fā)射、災備系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 702kHz發(fā)射、災備系統(tǒng)框圖

本文主要以702kHz災備發(fā)射系統(tǒng)為例進行詳細闡述。

2.1 機房

江蘇新聞頻率702kHz的災備機房位于天線封閉場地外東南方向，距離天線調(diào)配室僅50m左右，面積約60m2左右，分隔為發(fā)射機房和柴油發(fā)電機房2個部分，均為硬質(zhì)水泥地面。其中發(fā)射機房大約50m2，足夠安裝2臺50KW全固態(tài)發(fā)射機、假負載和音頻信號源，并留有相應的維護空間。

2.2 發(fā)射機系統(tǒng)

從成本、可靠性等方面考慮，發(fā)射機選用2012年購買作為DX-100(702kHz)應急備機使用的全固態(tài)數(shù)字調(diào)制發(fā)射機TSD-50。

該機已經(jīng)配備了可編程恒溫晶體頻率合成器的射頻信號源，也預留了外部射頻激勵信號源的輸入。

2.3 供電系統(tǒng)

為保證發(fā)射系統(tǒng)安全可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行，柴油發(fā)電機無疑成為了應急電源的首選。

(1)發(fā)電機的選擇

當發(fā)射機的額定輸出功率為P KW時，在100%調(diào)制時的平均輸出功率為1.5P KW，瞬間最大輸出功率為4P KW；固態(tài)發(fā)射機的效率可達80%以上，天線和饋線效率均按95%計算，則100%調(diào)制時平均輸入電源功率約為2.0P KW。所以，根據(jù)以上計算，TSD-50中波發(fā)射機額定功率50KW時，應至少選用一臺容量100KW的發(fā)電機組。

考慮到還有假負載、應急信號源、照明等用電，以及為一臺備用的50KW固態(tài)發(fā)射機留下充足的冗余，所以，我們選擇一臺350KVA(280KW)柴油發(fā)電機，為702kHz災備發(fā)射系統(tǒng)供電。

(2)發(fā)電機的通風、排煙

由于發(fā)電機及排煙管在運行時均散發(fā)熱量，會使機房溫度升高，當溫度升高到一定程度時，將會影響發(fā)電機的輸出。因此，必須采取措施來保證柴油機機組的通風散熱及冷卻。

在發(fā)電機組原有的排風系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還采取了以下措施：在災備機房的墻上開洞，安裝通風窗，增加進風口；工作時開啟機房大門，讓空氣流通；并在發(fā)電機排煙管靠近墻一側(cè)，沿最短距離直接鉆洞將排煙管引出。

(3)發(fā)射機電源線

TSD-50發(fā)射機的電源線按發(fā)射機的載波功率P=50kW，調(diào)幅度M=145%，整機效率86%計算，得TSD-50發(fā)射機的電源電流I<189A。綜合考慮溫度、線路損耗等方面的因素，可采用額定電流為240A的四蕊多股軟電力電纜(3*95mm2+1*50 mm2 )。

柴油發(fā)電機組輸出線進入發(fā)射機房后，應首先安裝進線刀閘，再通過斷路器配電，分別送給發(fā)射機、假負載、衛(wèi)星接收機等各設(shè)備。

2.4 音頻傳輸系統(tǒng)

應急節(jié)目信號源，選用數(shù)字音頻專用衛(wèi)星接收機ACS1240AN，配以直徑2.5米，C波段垂直極化衛(wèi)星接收天線，接收中星6B衛(wèi)星上C波段的江蘇新聞綜合頻率(702kHz)廣播節(jié)目。由高頻頭輸出信號經(jīng)衛(wèi)星接收機解碼后，輸出音頻信號，作為災備系統(tǒng)節(jié)目信號源。

2.5 饋線系統(tǒng)

如圖1所示，災備機房內(nèi)使用硬饋連接發(fā)射機、同軸開關(guān)、假負載等設(shè)備，通過50-80-3饋管輸出至天線調(diào)配室，并在702kHz備網(wǎng)絡輸入口安裝一個跳線裝置，以便應急使用（接入災備系統(tǒng)時需將與原發(fā)射系統(tǒng)的連接斷開）。

2.6 接地屏蔽系統(tǒng)

因災備機房沒有地井，我們在機房東2米處挖一地井，地井深2米，埋入一0.5m2的銅板，并焊接一寬30cm的厚銅皮作為引出線。銅板上鋪降阻材料木炭，地井最好能見到地下水。

發(fā)射機進入災備機房之前，先根據(jù)發(fā)射機的尺寸和機房的大小，劃分好網(wǎng)絡柜、功放柜、電源柜的擺放位置。隨后，鋪設(shè)所需的地線銅皮，留好接入點等。做到發(fā)射機機殼接地、射頻輸出接地、音頻設(shè)備接地集中于一點。

2.7 同軸開關(guān)

同軸開關(guān)選用的是上海明珠廣播設(shè)備公司生產(chǎn)的中波同軸開關(guān)，實現(xiàn)發(fā)射機和天線、假負載的連接和切換。其主要技術(shù)特點如下：

(1)刷片接觸方式：采用雙面接觸，接觸面增大一倍；

(2)接點采用鈹銅線面接觸，接觸面長10mm，寬45mm，每把刀上下裝鈹銅彈簧；

(3)接點采用新型材料鈹銅，它是銅合金中性能最好的高級有彈性材料，有很高的強度、彈性、硬度等優(yōu)良的物理、化學性能。

2.8 假負載

假負載選用了上海明珠廣播設(shè)備公司生產(chǎn)的的DL-50假負載。

發(fā)射機、數(shù)字音頻衛(wèi)星接收機ACS1240AN、同軸開關(guān)、假負載均為江東門發(fā)射臺拆卸下來的能夠正常使用的設(shè)備。

三、方案實施

3.1 中波發(fā)射機的移機和安裝

在完成上述準備工作后，我們開始進行發(fā)射機的移機和安裝調(diào)試工作。

TSD-50中波發(fā)射機是在江東門發(fā)射臺投入使用的702kHz應急備機，所以要先行拆除，再行移機安裝。

發(fā)射機以及附屬配件的拆除、封存、轉(zhuǎn)移，一定要妥善計劃拆除步驟，做好標記，寫好說明，做好防撞保護，降低運輸時重要部件被損壞的風險，保證各部件完好無損。

在本災備系統(tǒng)的項目實施過程中，其他部分嚴格按照計劃分步或同時進行，不一一贅述，重點說明發(fā)射機的移機步驟及調(diào)試情況：

第一步：

（1）網(wǎng)絡柜、功放柜、電源柜放到規(guī)劃位置，注意保持各機柜高度齊平，機

柜前面板在同一直線上。機柜到位之后，元器件的螺絲等要擰緊；

（2）電源柜的變壓器裝回原位，恢復變壓器連接線路；

第二步：

（1）將功放模塊、二進制模塊等，插入模塊插槽；

（2）機柜內(nèi)的連接線，按照所貼對應標簽，重新連接；

（3）制作音頻進線，連接至發(fā)射機音頻接口；

第三步：

（1）安裝發(fā)射機電源進線；

（2）恢復發(fā)射機聯(lián)鎖裝置；

（3）連接發(fā)射機輸出饋線；

注意發(fā)射機安裝完成之后，要重復檢查，確保安裝、連接正確無誤。

3.2 發(fā)射機的調(diào)試

首先，檢查TSD-50的安裝及機柜間的互連線，做初次通電（機械）檢查，一切正常，再進行初次通電（電氣）檢查；然后，依次進行電源檢驗、風扇轉(zhuǎn)動檢查、功率放大器的接通（低、中、高功率調(diào)整）、發(fā)射機與天線的調(diào)配以及氣流和溫度的檢查、調(diào)制監(jiān)視器取樣電平的設(shè)置、調(diào)制度的檢查、音頻輸入電平的設(shè)置等。由于事先準備充分、細致，調(diào)試比較順利，但也出現(xiàn)了一些問題，總結(jié)如下：

(1)開機時，機器駐波比大、無法正常工作。查系一個螺絲落在機器輸出網(wǎng)絡中三次諧波濾波電感線圈上，造成匹配網(wǎng)絡失諧，駐波比過大。

(2)工作時出現(xiàn)風機（冷卻）故障，復位無效，發(fā)射機不能工作。查系功放模塊上的溫度檢測傳感器接觸不良?？赡苁窃O(shè)備在搬運過程中顛簸造成的。

3.3 發(fā)射機技術(shù)指標測試

發(fā)射機安裝、調(diào)試完成后，對照出廠數(shù)據(jù)和發(fā)射機指標的歷史數(shù)據(jù)等，測量發(fā)射機的技術(shù)指標、性能。

在測試TSD-50發(fā)射機技術(shù)指標時，采用的是Belar AMM-3A型AM調(diào)制度監(jiān)測儀檢波，Audio Protable音頻測試儀測試指標。

在天線上的測試結(jié)果見表1。

表1 江蘇新聞頻率702kHz災備發(fā)射機技術(shù)指標測試結(jié)果

從測試結(jié)果可以看出，此災備系統(tǒng)TSD-50數(shù)字調(diào)制發(fā)射機的指標完全達到甲級要求。

整機效率測試：

在50KW載波狀態(tài)下（無調(diào)制），三相輸入電流為143A，230V。則：

輸入功率為：

故整機效率為：50KW/58=86.2%

完全滿足指標要求。

3.4 702kHz災備發(fā)射系統(tǒng)的工作流程

702kHz災備發(fā)射系統(tǒng)的工作流程見圖2。

3.5 中央一套1359kHz災備發(fā)射系統(tǒng)

1359kHz災備系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與702kHz大同小異，故不再細述，僅將不同點列述如下：

圖2 702kHz災備發(fā)射系統(tǒng)工作流程

1359kHz發(fā)射、災備系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 1359kHz 發(fā)射、災備系統(tǒng)框圖

（1）1359kHz災備系統(tǒng)使用一臺100kW柴油發(fā)電機供電；

（2）采用2臺10KW的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機TSD-10 作為災備發(fā)射機，互為備份。

（3）調(diào)試完成后在天線上的技術(shù)指標測試結(jié)果見表2。

表2 中央一套1359kHz災備發(fā)射機技術(shù)指標測試結(jié)果

四、 總結(jié)

江蘇省廣播電視總臺廣播發(fā)射中心災備發(fā)射系統(tǒng)的啟用，大大提高了江蘇省臺新聞頻率702kHz和中央一套1359kHz發(fā)射系統(tǒng)的抗災能力和可靠性，更好地滿足了“不間斷，高質(zhì)量，既經(jīng)濟，又安全”的要求。

本系統(tǒng)的投入使用不僅為我臺安全播出提供了更可靠的保障，還為兄弟臺進行災備發(fā)射系統(tǒng)的建設(shè)提供了范例。