謝 利

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010

引 言

廣播發(fā)射塔由于塔身需要保持與地面的絕緣，故采用在發(fā)射塔的底部安裝絕緣底座來實現(xiàn)絕緣，并且絕緣底座的絕緣電壓等級必須大于天線承受的最大功率所對應(yīng)的電壓等級。如果絕緣電壓的等級達不到要求，就可能造成天線輸入電壓擊穿絕緣底座，進而對整個中波拉線塔的穩(wěn)定性造成破壞。

日常的絕緣底座維護相對簡單，只需要定期的查看，但要注意觀察。由于絕緣底座長期承受高頻電壓，且一直處于環(huán)境較差的戶外，所以很可能會出現(xiàn)絕緣底座裂紋和抱箍開裂，從而導(dǎo)致其絕緣度降低，影響正常播出。

610臺的中波拉線北塔采用兩部50kW發(fā)射機共用的雙頻共塔模式，在近期的檢修過程中發(fā)現(xiàn)北塔的絕緣底座出現(xiàn)裂痕，須及時更換絕緣底座。在選取絕緣底座的過程中，必須要考慮絕緣底座的最大耐壓值，以確保絕緣底座不會被高頻電壓擊穿。

根據(jù)《中短波廣播發(fā)射臺設(shè)計規(guī)范》的要求，中波發(fā)射塔的絕緣底座可以承受的最大電壓，要求在絕緣底座的每厘米的高度面上要小于等于1.0KV，610臺所選取絕緣底座為高76cm的桶型高頻絕緣底座，可承受的最大電壓等級為76KV。

1 天線輸入阻抗Z

中波天線的輸入阻抗是一個復(fù)數(shù)阻抗，數(shù)學(xué)表達式為Z=R±jA。

R為天線的輻射電阻，它的阻值體現(xiàn)了廣播發(fā)射天線將射頻電流轉(zhuǎn)變成電磁波輻射的能力，電阻值越大天線的輻射能力就越強。天線的效率是由輻射電阻與地網(wǎng)的接地電阻共同決定的，輻射電阻的阻值越大，天線的效率就越高。在中波頻段內(nèi)，輻射電阻值大小基本上與頻率高低成正比關(guān)系。

A為天線的輻射電抗，就是把天線阻抗中的虛部稱作天線輻射電抗。電抗部分的大小與性質(zhì)是由天線輻射體自身來決定的，在中波頻段內(nèi)輻射電抗值大小與頻率高低成先高后低的關(guān)系。

Z輸入阻抗是天線最重要的一個指標(biāo)，但是往往測量值與計算值之間存在很大誤差。天線輸入阻抗的大小與發(fā)射機的頻率、發(fā)射塔的高度、發(fā)射機的載波功率、發(fā)射天線的等效直徑都有關(guān)系，所以要用網(wǎng)絡(luò)分析儀對天線輸入阻抗直接進行測量。

測量時，在天線饋點上，將網(wǎng)絡(luò)分析儀接地端接在地網(wǎng)、地井與天調(diào)室屏蔽連接端的銅皮上，測量端接在發(fā)射塔下端的饋線上。開機選取對應(yīng)的頻率進行開路和短路的校準(zhǔn)，并進行測量，查看測量數(shù)據(jù)進行調(diào)整，直到輸入阻抗為最佳。

2 中波發(fā)射塔絕緣底座最大耐壓電壓E

發(fā)射塔底座最大電壓計算公式為：

其中，P—發(fā)射機的發(fā)射功率，單位W。

R—天線的輻射電阻，單位Ω。

S—發(fā)射機的最大調(diào)幅度，不超過百分之140%。

A—天線輻射電抗，單位Ω。

V—感應(yīng)電動勢，單位V，一般不超過300V。

610臺北塔天線為675KHz和1458KHz兩部50kW發(fā)射機所組成的雙頻共塔天線，高為102米，發(fā)射功率均為50kW。

其中，內(nèi)蒙古漢語新聞綜合廣播的頻率為675KHz，實測天線輸入阻抗為Z=17-j101，代入公式：

內(nèi)蒙古蒙語新聞綜合廣播的頻率為1458KHz，實測天線輸入阻抗為Z=730+j182，代入公式：

可以得到發(fā)射塔底座的最大電壓E=E1+E2=47.23KV。

由于絕緣底座最大耐壓76KV遠遠大于發(fā)射塔電壓，并且有28KV的耐壓余量，所以選取高度為76cm的絕緣底座完全可以滿足發(fā)射塔安全穩(wěn)定的性能對其絕緣底座的要求。

3 610臺其它三座中波發(fā)射塔的耐壓值大小的分析與計算

由于北中波發(fā)射塔的絕緣底座出現(xiàn)裂痕，在例行檢修中被及時發(fā)現(xiàn)，并且通過計算得出絕緣底座最大電壓值，選擇了合適高度的絕緣底座替換，從而保證了發(fā)射機的安全播出。

為了防患于未然，以便在將來其他三座發(fā)射塔出現(xiàn)同樣的問題時能第一時間拿出解決方案，現(xiàn)將東塔、西塔、南塔三座中波拉線塔的最大耐壓值計算出來。計算結(jié)果如下：

東塔：中央人民廣播電臺中國之聲549KHz與中央人民廣播電臺經(jīng)濟之聲855KHz雙頻共塔，發(fā)射功率均為10kW，塔高76M。經(jīng)測量得到，549KHz天線輸入阻抗Z=10-j214；855KHz天線輸入阻抗Z=29.5-j17.5。從而計算得到E=E1+E2=27.23+2.912=30.14KV。

西塔，中央人民廣播電臺民族之聲1305KHz與呼和浩特廣播電視臺綜合廣播945KHz雙頻共塔，發(fā)射功率均為10kW，塔高76米。經(jīng)測量得到，1305KHz天線輸入阻抗Z=273+j272；945KHz天線輸入阻抗Z=44.5+j35。從而計算得到E=E1+E2=9.66+3.78=13.44KV。

南塔：內(nèi)蒙古人民廣播電臺農(nóng)村牧區(qū)廣播1557KHz單頻發(fā)射，發(fā)射功率為10kW，塔高76米。經(jīng)測量得到，1557KHz天線輸入阻抗Z=705-j197；從而計算得到E=11.34KV。

通過以上的計算可以得出三座塔的絕緣底座的最大電壓都與76KV有較大距離，在備份絕緣底座時可統(tǒng)一選取高為76厘米的桶型高頻絕緣底座，完全可以滿足天線對絕緣底座的要求。

結(jié)束語

中波天線輸入阻抗在平時的天饋線系統(tǒng)維護中往往容易被人忽略。實際上天線輸入阻抗的大小直接影響天線對絕緣底座最大耐壓值的要求，并隨頻率的變化其阻值的大小波動巨大，且不與頻率大小成嚴(yán)格正比例關(guān)系。近年來，雙頻共塔甚至三頻共塔技術(shù)的應(yīng)用，對天線絕緣底座耐壓最大值有了新的要求。由于絕緣底座的穩(wěn)定性直接影響發(fā)射塔塔身的穩(wěn)定性，所以要對絕緣底座最大耐壓值這個指標(biāo)要引起足夠的重視，以保質(zhì)保量的完成播出任務(wù)。在更換絕緣底座或者發(fā)射頻率發(fā)生改變時，一定要對天線輸入阻抗重新測量，確保絕緣底座最大耐電壓值大于發(fā)射天線最大電壓值。