李君發(fā)
(作者單位:四川廣播電視臺(tái)614發(fā)射傳輸臺(tái))
調(diào)頻廣播是一種抗干擾防失真根據(jù)高頻率震蕩而隨音頻信號(hào)變化進(jìn)行發(fā)射傳輸?shù)募夹g(shù),天饋系統(tǒng)是調(diào)頻廣播最后的重要環(huán)節(jié),其維護(hù)質(zhì)量直接影響到聽眾收聽節(jié)目的效果。天饋線分為饋線與天線,饋線將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)傳輸給高處的天線,天線將信號(hào)轉(zhuǎn)換為空中的無線電波。四川廣播電視臺(tái)614發(fā)射傳輸臺(tái)(以下簡稱614臺(tái))機(jī)房位于海拔3586 m的龍肘山頂,614臺(tái)的四川交通廣播(101.7 MHz)天饋系統(tǒng)大部分都安裝在室外76 m的鐵塔和桅桿上,工作環(huán)境惡劣,常年經(jīng)受著高寒﹑酷暑﹑雨雪﹑大風(fēng)和雷電的侵襲。在如此惡劣的環(huán)境下,天饋系統(tǒng)容易發(fā)生故障,且維修困難。因此,天饋系統(tǒng)的維護(hù)和檢修顯得十分重要。為穩(wěn)定維持天饋系統(tǒng)傳輸高優(yōu)質(zhì)信號(hào),定期檢查天饋系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和做好日常檢修與維護(hù)工作至關(guān)重要。
天饋線漏氣易使天饋線內(nèi)形成水珠,造成天饋線傳輸阻抗增大造成信號(hào)質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)告警自動(dòng)保護(hù)停播。引起天饋線漏氣進(jìn)水的原因有以下幾方面。
一是天饋線在安裝施工過程中,由于安裝人員操作不規(guī)范,造成饋線接頭處有灰塵﹑污垢以及密封節(jié)沒有處理好,隨著時(shí)間的推移,天饋線接頭密封處會(huì)發(fā)生老化斷裂現(xiàn)象,直至漏氣。雨水﹑霧氣具有凝聚作用,凝聚的水汽通過漏氣處微孔進(jìn)入天饋線,如圖1所示。
二是由于饋線在室外經(jīng)長年日曬風(fēng)霜雨雪的侵?jǐn)_,固定饋線的卡箍松動(dòng)脫落或黑扎帶老化斷裂造成饋線在鐵塔上松動(dòng)磨損,造成饋線損壞進(jìn)水。
圖1 天線與天饋接頭處密封不好造成進(jìn)水
電磁波穿透冰雪會(huì)導(dǎo)致電磁損耗增加,這種電磁損耗是電磁波在冰﹑雪﹑潮濕空氣三種不同媒質(zhì)中的反射損耗和傳輸損耗構(gòu)成。614臺(tái)四川交通廣播天線掛冰和積雪發(fā)生在冬春﹑秋冬交際陰雨時(shí)候及冬季大雪天氣,如圖2所示。天線掛冰或積雪改變了天線幾何曲率或尺寸使天線增益降低,天線的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠時(shí)還會(huì)損壞天線機(jī)械,引起停播。
圖2614臺(tái)鐵塔及天線掛冰積雪
雷擊分為直擊雷與感應(yīng)雷,直擊雷就是閃電直接擊中天線,閃電瞬間釋放的電壓為幾萬伏甚至幾百萬伏,在這個(gè)過程中伴隨有極強(qiáng)的電磁效應(yīng)﹑熱效應(yīng)及機(jī)械效應(yīng)對(duì)天線造成強(qiáng)力的破壞,614臺(tái)四川交通廣播天線2017年7月被直接雷擊中過一次,直接造成天線與饋線連接處的插芯損壞,如圖3所示。直擊雷主要靠安裝在鐵塔頂部的避雷針通過引下導(dǎo)電扁鋼直接接入地網(wǎng)來防范。感應(yīng)雷會(huì)誘導(dǎo)大量的電荷在通過饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)導(dǎo)致金屬設(shè)備及電子設(shè)備產(chǎn)生火花對(duì)相關(guān)設(shè)備造成損壞,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)火災(zāi)﹑爆炸等。感應(yīng)雷的預(yù)防措施有:在饋線進(jìn)入機(jī)房的位置將饋線的金屬外壁接地;有的還在饋線鏈接發(fā)射機(jī)前安裝了天饋線避雷器,并將天饋線避雷器接地線連接到就近的接地排。
天饋線避雷器主要由氣體放電管和隔直流電容器組成,當(dāng)直擊雷或感應(yīng)雷電進(jìn)入饋管后,相當(dāng)于一根接地線將雷電引出,防止雷電通過饋管傳入發(fā)射機(jī)造成發(fā)射機(jī)損壞。天饋線避雷器應(yīng)根據(jù)饋線傳輸頻率﹑發(fā)射機(jī)輸出功率及特性阻抗等參數(shù),選用插入損耗及電壓駐波比小的天饋線避雷器。
圖3 天線與饋線連接處的插芯被直擊雷損壞
很多電臺(tái)都對(duì)調(diào)頻廣播的激勵(lì)器和功放設(shè)計(jì)有主備安排,但很少有對(duì)天饋線系統(tǒng)做備份,一是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效率低,投入產(chǎn)出比?。欢鞘芸陀^條件限制,發(fā)射塔承重是固定的,沒有位置和容量。而且,天饋系統(tǒng)還處在最惡劣的工作環(huán)境下,所以保持好天饋系統(tǒng)的良好狀況是安全播出工作的關(guān)鍵。但天饋系統(tǒng)的維護(hù)是具有一定風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜工作,天線的日常檢修與維護(hù)都是根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)及天氣狀況提前幾天才能確定,根據(jù)安全角度及臺(tái)站實(shí)際情況,614臺(tái)四川交通廣播主要從以下幾方面對(duì)天饋線系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與檢修。
第一,定期檢查天饋線系統(tǒng)各構(gòu)件及緊固件是否銹蝕,連接是否牢固,接頭連接處的密封材料是否有老化龜裂﹑脫落現(xiàn)象。調(diào)頻廣播天線安裝在塔頂下5 m位置,大風(fēng)的作用導(dǎo)致天線的機(jī)械振動(dòng)使天線的金屬緊固件長期處于疲勞工作狀態(tài),此外,晝夜劇烈的溫度變化導(dǎo)致熱脹冷縮等,也增大了固定饋線的卡箍從鐵塔上脫落概率,這點(diǎn)對(duì)614臺(tái)來說每年都有發(fā)生。
第二,定期檢查饋線外皮是否有損壞及碰撞變形,饋線常年裸露在室外,外皮易老化,施工人員反復(fù)上塔上作業(yè)也可能碰觸饋線導(dǎo)致其破損。
第三,定期檢測(cè)天饋線系統(tǒng)的駐波比,測(cè)駐波比應(yīng)小于1.15,否則應(yīng)檢查天饋線系統(tǒng)各連接處是否連接良好,饋線彎曲半徑和扭轉(zhuǎn)角度是否符要求。
第四,定期用萬用表歐姆檔檢測(cè)天線(直流短路)內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體之間的直流電阻應(yīng)小于3 Ω。否則,可認(rèn)為天線存在連接不好的可能。
第五,定期斷開功分器輸出的連接電纜,用兆歐表檢測(cè)主饋電纜內(nèi)外導(dǎo)體間的絕緣電阻,應(yīng)大于10 mΩ。如果絕緣電阻很小,表明饋線內(nèi)外導(dǎo)體之間存在短路﹑進(jìn)水的可能性極大。
第六,經(jīng)常檢查發(fā)射機(jī)與饋線連接頭處法蘭盤是否有松動(dòng)現(xiàn)象﹑是否有發(fā)熱現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即報(bào)告及時(shí)停機(jī)檢修,對(duì)松動(dòng)部位緊固,并用天饋線測(cè)試儀器檢測(cè)天饋線系統(tǒng)的駐波比。
目前的天線在出廠時(shí)都經(jīng)過嚴(yán)格檢測(cè),通常不存在質(zhì)量問題。但安裝在極高處﹑狹窄的空間,所以安裝過程中不好進(jìn)行監(jiān)督,這就導(dǎo)致天線的安裝質(zhì)量有很大差別。調(diào)頻廣播天饋線系統(tǒng)的每個(gè)元器件都有精確的參數(shù),一般在安裝調(diào)試好后的運(yùn)行過程中不需要再調(diào)整,而天饋線系統(tǒng)的故障點(diǎn)多為可見性,所以,有計(jì)劃地定期對(duì)天饋線系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修,發(fā)現(xiàn)故障隱患及時(shí)處理,防患于未然,是減少天饋線系統(tǒng)故障的根本。