國家廣播電視總局六〇二臺 馮愛明
本文將簡要介紹帶電作業(yè)絕緣繩,同時介紹一種適用于中短波天線架設(shè)維護(hù)的高強(qiáng)度絕緣繩,通過了解中短波天線,指出中短波當(dāng)中高強(qiáng)度絕緣繩的使用思路,以期為有關(guān)人員提供可靠參考。
如今,我國中短波天線所用吊裝、固定天線的材料主要是高頻瓷結(jié)合鋼絲繩,而我國高頻瓷廠商的生產(chǎn)以及供貨等水平越來越低,這使得有關(guān)部門必須及時找到合適的產(chǎn)品將中短波天線發(fā)射臺相應(yīng)高頻瓷替代。本文所列舉的產(chǎn)品,無論從使用的經(jīng)驗、性能還是相應(yīng)的檢測結(jié)果來看,都能滿足以上需求。
所謂帶電作業(yè)絕緣繩,即在直流、交流不同電壓等級相應(yīng)電氣設(shè)施展開帶電工作的一類有絕緣性質(zhì)的繩索。帶電作業(yè)絕緣繩的主要類型有:
(1)按照材料劃分:合成纖維型以及天然纖維型;(2)按照電氣性能劃分:防潮型以及常規(guī)式;(3)按照機(jī)械強(qiáng)度劃分:高強(qiáng)度以及常規(guī)強(qiáng)度類型;(4)按照工藝劃分:交織、編織以及絞制式。
使用絕緣繩時應(yīng)該明確:(1)明確絕緣繩破損、受損或者斷裂與否;(2)明確絕緣繩霉變、受潮與否;(3)明確拉力下降與否。一旦存在以上問題,就應(yīng)展開相應(yīng)的拉力試驗,從而避免出現(xiàn)安全問題。
本文選用的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度較高,和直徑相同鋼絲繩相比,其擁有2倍的強(qiáng)度,然而輕了約85%。同時,該產(chǎn)品溫差反復(fù)性、耐用性、耐紫外線的輻射以及耐海水與化學(xué)藥劑等的強(qiáng)度也比鋼絲繩高。此產(chǎn)品所用材質(zhì)質(zhì)量較高,材質(zhì)基本會被運(yùn)用到消防繩、防彈衣以及安全帽等領(lǐng)域當(dāng)中。除此之外,此類產(chǎn)品柔韌性、絕緣性以及抗拉性較高,因此在國外,大部分功率較大中短波天線也會應(yīng)用此類產(chǎn)品,并將其用作短波天線的振子拉線以及中波塔拉繩。
該產(chǎn)品便于生產(chǎn),在絕緣繩兩頭套好防水膠管套以及連接頭,并且運(yùn)用相應(yīng)工具去除繩兩端的保護(hù)套,將長度去除后按照相應(yīng)制作的需求加以明確,打散裸露繩心,盡量保證其均勻,繼而在繩心的中心安插安裝銷,繼而利用相應(yīng)工具將安裝銷打緊,于連接頭之上套好防水膠管,即順利制作好了高強(qiáng)度絕緣繩。做好繩索后應(yīng)對其展開拉力實驗,合格便可正式應(yīng)用。
如今最為常見的天線便是中波天線,主要包含了自立式以及桅桿式這兩種中波天線。詳細(xì)來看:
2.1.1 自立式天線
此類天線主要應(yīng)用了拋物線型的塔型,這是因為其可以對材料的性能進(jìn)行有效運(yùn)用,同時各塔腳的底部都會連接地基基礎(chǔ)與帶絕緣子底座。對于中波天線來說,絕緣底座極為關(guān)鍵,其強(qiáng)度較大,能夠隔絕大地和塔身的高頻信號。相比于桅桿式,此類天線有著較小的占地面積,且擁有美觀的造型,并且用熱鍍鋅對塔身進(jìn)行防腐。
2.1.2 桅桿式天線
此類天線截面通常為三角形,為了便于架設(shè)、運(yùn)輸,設(shè)計塔節(jié)有4-5m的長度。借助螺栓與法蘭盤連接塔節(jié)。此類天線的拉線通常是鍍鋅鋼絲繩,而若想防止發(fā)射方向受到鋼絲繩相應(yīng)感應(yīng)電流二次輻射所影響,就應(yīng)借助絕緣子來分開拉線。一般桅桿式天線有著極為簡單的結(jié)構(gòu)以及規(guī)整的塔節(jié),加工方便,切有著相對較低的造價。我國大范圍應(yīng)用此類天線的主要原因在于其工藝簡便,投入較少;然而因為其桅桿相對較高,因此在對大功率和低頻的信號進(jìn)行發(fā)射的時候,應(yīng)該將天線籠裝設(shè)到塔身之外,以便加大底部的壓力,這便會使絕緣子相應(yīng)投入加大。除此之外,當(dāng)?shù)孛婧屠€有約45°的角度時能夠得到較為良好的受力,所以總體來看,桅桿式天線有較大占地面積。特別是在當(dāng)今城市化發(fā)展進(jìn)程加快,可用土地資源、費(fèi)用都不斷提升的新形勢下,我國如今對此類天線的應(yīng)用逐漸減少。
在1-30MHz(短波波段)范圍內(nèi)作用的接收或者發(fā)射天線即短波天線。根據(jù)不同傳輸途徑,可以將短波傳輸換分成2類:①天波,即經(jīng)由電離層進(jìn)行反射的短波,因為電離層會受到太陽活動所干擾,因此若利用此方式進(jìn)行傳輸,會使波長強(qiáng)弱在太陽活動過程中出現(xiàn)改變;②地波,即緊貼地表進(jìn)行傳輸?shù)亩滩?,此類傳輸模式將受到電?dǎo)率以及介電常數(shù)等干擾而受損。通常海水有較大電導(dǎo)率以及相對介電常數(shù),因此其受損更低。短波通信和電纜、衛(wèi)星以及光纖等通信方式不同,其無需中繼站,所以當(dāng)今擁有越來越廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)前短波天線擁有較多樣式,而應(yīng)用最為廣泛的即魚骨形、對稱、菱形、同相水平、T型、倍波以及角型等天線。相比于長波天線,當(dāng)前的短波天線擁有較寬的通頻、較大有效高度、較高增益、較大輻射電阻、較高效率以及較好的方向性。
某部門發(fā)射臺所用應(yīng)用了同相水平的短波天線,這是由于此類天線能夠被有效應(yīng)用到米波警戒雷達(dá)、短波干線通信以及廣播等領(lǐng)域當(dāng)中。此類天線將借助較多半波振子或者全波振子(均屬于對稱振子),于矩形面當(dāng)中展開平行排列,各層擁有0.5λ0層間距以及0.5λ0列間距。其中,任何兩層相鄰振子均由兩條線展開交叉式的連接,這對每一層振子的同相饋電都很有利。分別在最底層借助列分配日饋線自左向右連接每一組的兩列振子,隨后分別借助列分配饋線來連接成對的兩組振子,繼而組成一條與接收機(jī)或者發(fā)射機(jī)相連的主饋線,通常擁有8列、4列或者2列,其中需要注意的是,連接分配饋線的時候,必須確保其對稱性,從而確保能夠向所有振子展開同相饋電。每一列的每一層振子都擁有等幅的電流。與此同時,同相的水平天線都屬于定向式的天線,倘若無需考慮地面產(chǎn)生的影響,此時邊射的方向擁有最大輻射,而陣面垂直以及水平向點尺寸將決定俯仰以及方位平面的方向,即Dλ=D/λ,其中λ是波長,D是實際尺寸,而如果Dλ逐漸變大,相應(yīng)主瓣將越來越窄。等所有振子擁有等幅的電流時,半功率以及零功率相應(yīng)寬度即51°/Dλ以及115°/Dλ。方位平面的方向圖不會受到平坦地面的干擾。
2.3.1 中波維護(hù)
對塔桅上拉繩初拉力進(jìn)行檢驗,確保其與設(shè)計相符。對塔桅的架構(gòu)進(jìn)行檢查,特別是對其連接螺栓的松動狀況、開焊以及斷裂等問題進(jìn)行著重檢査。檢查塔桅的絕緣架與拉繩,對受損、被腐蝕拉繩、構(gòu)件以及螺栓等進(jìn)行及時更換。檢查饋線系統(tǒng)。對地錨進(jìn)行抽查,及時防腐,并更換受嚴(yán)重腐蝕的地錨桿。
2.3.2 短波維護(hù)
對天線幕進(jìn)行全方位檢査,檢查、大修其絕緣子。檢查天線幕的饋電點。檢查天線振子的主要連接點。檢查天線振子的八字線與尾繩。檢查天線對應(yīng)的下引線。及時防腐處理鋼構(gòu)件。對天線的支持物進(jìn)行全方位檢查,著重對塔桅的垂直度進(jìn)行仔細(xì)測量。涂油保護(hù)拉繩的螺旋扣。對塔桅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,對其進(jìn)行防腐處理。對相應(yīng)地錨桿展開抽查并做好防腐工作。對鐵塔的拉繩進(jìn)行檢査。
若干鋼絲經(jīng)由絞合所形成的線即鋼絞線,主要包含了鍍鋅、預(yù)應(yīng)力以及無粘結(jié)的鋼絞線。結(jié)合實際需求增加碳鋼表面的涂環(huán)氧樹脂、鍍鋅層、鍍銅層或者包鋁層等。張拉鋼絞線相應(yīng)預(yù)應(yīng)力的時候,千斤頂以及錨具會包裹其大部分外露的部分,且不可直接將線張拉伸長量測量出來,因此可以借助對張拉千斤頂對應(yīng)活塞行程對鋼絞線張拉伸長量加以運(yùn)算,然而相應(yīng)的也要把線的張拉全程錨塞的回縮量減去。在通常情況下,應(yīng)確保鋼絞線有總牽引力4倍-6倍承載力。搭配蛋形的絕緣子來運(yùn)用鋼絞線,保持2-4m的身位。對吊線進(jìn)行制作的時候,大部分時候?qū)?yīng)用許多的蛋形絕緣子以及身子,另外完成連接時,一般其尺寸都會存在一定偏差,此時可借助旋轉(zhuǎn)扣來調(diào)節(jié)偏差。然而完成制作的吊線較重,易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象,切不方便運(yùn)輸。
相較于鋼絞線,高強(qiáng)度絕緣繩更輕,擁有更高耐高溫性、防腐性以及抗拉性,便于制作,每條吊線上僅需連接頭2個;除此之外,高強(qiáng)度絕緣繩也具備較高的絕緣性能,所以如今有關(guān)部門會選用高強(qiáng)度絕緣繩來取代傳統(tǒng)的鋼絞線。
絕緣件和鋼絲繩經(jīng)由連接組成常規(guī)中波拉線,一般制作不超過26mm直徑拉線的時候,主要用編插,同時應(yīng)將絕緣蛋放到中間;在制作超過28mm直徑拉線的時候,因為此時拉線有較大荷載與直徑,應(yīng)該對合金錨固頭進(jìn)行澆鑄,然而此過程極其復(fù)雜。有效連接絕緣件以及拉線,盡管能得到較強(qiáng)絕緣性以及強(qiáng)度,然而相應(yīng)拉線過重,運(yùn)輸、搬運(yùn)不方便;當(dāng)鋼絲繩和高強(qiáng)度絕緣繩直徑相同,后者比前者擁有超過2倍的抗拉性能,同時質(zhì)量輕約85%,其絕緣性更強(qiáng),同時此類繩索便于制作,便于運(yùn)輸與后續(xù)安裝。因此有關(guān)部門逐漸應(yīng)用高強(qiáng)度絕緣繩替代絕緣件以及鋼絲繩。
在中短波的饋線當(dāng)中,有關(guān)部門如今利用高強(qiáng)度絕緣繩對原有的棒型絕緣子進(jìn)行取代,如此可以避免饋線因絕緣子發(fā)生斷裂問題而受損;同時高強(qiáng)度絕緣繩自身絕緣性以及抗拉性比原有的棒型絕緣子更強(qiáng),在架設(shè)中短波的饋線過程中有良好效果。
原有短波天線幕的絕緣極易發(fā)生斷裂問題,從而損壞天線幕。而高強(qiáng)度絕緣繩的應(yīng)用能夠使以上問題得以被有效處理,并且能夠防止高頻打火現(xiàn)象的出現(xiàn),進(jìn)而能夠?qū)⑻炀€幕的常見問題有效解決。
相較于傳統(tǒng)鋼絞線,高強(qiáng)度絕緣繩的材質(zhì)更輕,在短波天線幕當(dāng)中應(yīng)用高強(qiáng)度絕緣繩來取代原有鋼絞線,不僅能夠使總體重量下降,還能使天線的垂度下降,這對確保鐵塔自身垂直度極為有利。
結(jié)論:總體而言,有關(guān)部門應(yīng)結(jié)合相應(yīng)設(shè)計需求規(guī)范制作高強(qiáng)度絕緣繩,并且實現(xiàn)工廠化的制作與加工,隨后按照順序來標(biāo)注完成的絕緣繩。在進(jìn)行架設(shè)安裝等工作的時候,工作人員僅需根據(jù)圖紙的相應(yīng)要求對圖紙進(jìn)行解讀,隨即根據(jù)順序?qū)K索進(jìn)行運(yùn)用,這對天線安裝架設(shè)極為有利,也能省下較多時間以及鋼絞線編插、連接、下料以及綁扎等操作,確保連接過程中尺寸上的偏差變小,另外還能使一些絕緣子被省下,而進(jìn)行組裝的時候,僅需連接天線振子以及高強(qiáng)度絕緣繩,就能順利假設(shè)相應(yīng)的天線幕。