廣播天線大功率短波水平饋線跳籠改造設計與實現

李文志

國家新聞出版廣電總局2024臺，黑龍江佳木斯 154000

廣播天線大功率短波水平饋線跳籠改造設計與實現

李文志

國家新聞出版廣電總局2024臺，黑龍江佳木斯 154000

本文主要介紹了大功率短波同向水平饋線跳籠支撐技術改造。選擇用高頻絕緣瓷棒豎支撐固定饋線跳籠，經實際改造，較好的解決了饋線跳籠變形打火故障。該方法科學合理，簡單可行。

短波饋線；跳籠；絕緣支撐

饋線的特性阻抗，是由導線直徑、數量及結構幾何形狀決定的。結構幾何形狀改變，或是饋線的跳籠間距改變，使饋線的阻抗發生變化，而饋線阻抗的改變會導致與天線失配，使行波系數駐波比變壞，反射功率增大，超過發射機保護限值就會使發射機自動保護，造成停播，甚至損壞發射機。

1 對饋線的要求

1.1 饋線的要求

饋線首先是可靠的傳送額定的高頻功率，其次是在傳輸中的能量損耗要降到最低限度。短波發射天線的饋線主要是架空平衡式。近年來，500kW饋線有采用9〞同軸電纜的，但因價格昂貴，并未得到廣泛的使用。饋線最大允許功率由饋線的電暈場強，饋線導線表面上的最大場強所決定。饋線的傳輸損耗有兩種：一種是導線損耗、地面損耗以及絕緣子及周圍其他物件的損耗。另一種是輻射損耗。

1.2 饋線的主要型式

饋線是架空平衡式，其特性阻抗因傳輸功率的大小，分成不同的等級。最常用的是300Ω、600Ω等。和發射機配套使用的平衡變阻器，以及天線交換開關等都和饋線的特性阻抗有關。所以饋線的特性阻抗都是定值，結構也逐步定型，除特殊原因外，不用其他特性阻抗的饋線。饋線的主要形式有二線式、四線式、六線式還有雙籠形線式。

二線式饋線是最簡單的饋線型式，使用于50kW以下的功率，特性阻抗為600Ω（或是550Ω）。四線式、六線式適用于50-500kW功率，特性阻抗為300Ω。雙籠形線式饋線適用于500kW功率，特性阻抗為300Ω。導線間距和組成籠形的導線的數目和直徑隨不同的要求而定。雙籠形線式饋線相當于二線式饋線，單根導線的直徑可以用籠形線的等效直徑代替。這樣可以用細的導線代替很粗的導線，價格便宜，功率容量更大，施工時也較為方便。但組成籠形線的諸多導線間的電流分配是不均勻的，對特性阻抗有影響，導線表面最大電場的計算困難。特性阻抗的計算公式為

式中：DEC—籠形振子的等效直徑；

n—籠子的導線數；

饋線的導線有單根的，也有多股絞合的。對直徑為d的單根導線，對于由多股細線絞合而成的直徑為d的導線，由于其表面有凹陷，不是圓的，因此

上述饋線特性阻抗的計算公式都和饋線離地高度無關。經驗表明，當饋線離地大于1.5m時，地面對特性阻抗的影響就可忽略。

2 饋線設計及存在的問題

大功率短波發射機輸出功率高達上百千瓦，因此對于天饋線系統的阻抗匹配有嚴格要求，當出現阻抗失諧時，不僅得不到最大功率傳輸，直接影響短波廣播的覆蓋范圍，甚至極易對設備產生損害，導致停播事故，因此在天饋線系統的設計中要格外注意各傳輸通路間的阻抗匹配和數據對比性測試比對，以便細微調整，保證其工作指標始終在合格范圍內。

本工程設計主饋線采用特性阻抗為300Ω的雙籠形饋線，饋線每個籠子由12根φ4.0的銅包鋼線組成，異極性導線間距離為500mm功率容量為500kW。饋線的跳籠要嚴格等長，且距饋線桿和橫擔距離要大于500mm。饋線桿之間的距離一般可取22-28（m）。在整條饋線路由上桿距不等且交替布置。饋線連接靠饋線跳籠連接。饋線跳籠設計由絕緣尼龍繩固定，（固定方式如圖1），饋線與尼龍繩由銅綁線固定，但在運行中發現如下問題。

1）大風或異常天氣會使銅綁線松動，跳籠間距也會改變造、阻抗失諧導致反射功率過高，或跳籠間距小于安全距離，出現饋線打火故障。

2）由于絕緣尼龍繩為軟線連接，當尼龍繩上落鳥時會使兩跳籠間距變小造成阻抗失諧出現饋線打火故障。

3）長時間的運行，絕緣尼龍繩由于經歷風、雪、雨、日曬等天氣影響會造成材料老化絕緣值降低出現絕緣尼龍繩頻繁打火故障。

3 饋線跳籠改造思路

此次改造在于使“大功率短波同向水平天饋線跳籠”更安全穩定的運行，天氣及外界條件的變化影響，不會因為長時間運行影響支撐的絕緣度而造成打火故障。為實現上述目的，采用了以下改造技術方案。

將原有傳統跳籠絕緣尼龍繩橫固定更換為絕緣瓷棒豎支撐，豎支撐分5部分如圖2：①開口可調節饋線跳籠抱箍。②絕緣豎支撐。③瓷棒支撐座。④豎板。⑤背板。

4 改造說明

1）①開口可調節的抱箍，抱箍的固定方式為柱形螺母及螺絲，抱箍使用材料為白鋼。

2）②為絕緣豎支撐，使用材料為絕緣瓷棒。

3）③瓷棒支撐座與④背板相連可調節瓷支撐高度，支撐座使用材料為鍍鋅鋁。

4）④豎板的使用材料為鍍鋅鋁。

附圖說明

圖2為安裝的結構圖。

其中，1－開口可調節饋線跳籠抱箍，2－絕緣豎支撐，3－瓷棒支撐座，4－豎板，5－背板。

圖3、圖4為實物圖。

5 具體改造安裝方法

如圖2所示，饋線跳籠絕緣支撐組件，其特征在于：1－開口可調節饋線跳籠抱箍可固定任意大小跳籠固定方式為螺桿與柱形螺母；3－瓷棒支撐座為可調節支撐座的所以適用各種高度不同的饋線跳籠，支撐座調整方式為內六角螺絲調節，4－豎板使用材料為鍍鋅鋁板，鍍鋅鋁板輕薄堅固而且耐腐蝕。此饋線跳籠絕緣支撐組件用，5－背板與橫擔固定。圖5為跳籠改造后。

6 改造后的效果

通過對饋線跳籠的改造，經過一年的運行大大減少了饋線跳籠打火故障。保證了天饋線安全可靠的運行。

1）使用的材料為瓷棒硬支撐且容易固定跳籠，所以不會因為大風等異常天氣改變跳籠間距，可保證饋線的安全運行。

2）原有尼龍繩固定改為瓷棒支撐，瓷棒的絕緣性能良好不會因為外界天氣影響造成絕緣度降低也不會因為長時間使用造成絕緣度降低，大大增加了饋線跳籠的安全可靠性。

3）支撐座為可調節支撐座適用各種高度不同的饋線跳籠，所以可批量生產，無需根據不同高度的跳籠生產相應高度的支撐。

4）結構簡單便于安裝使用，且使用壽命較長。5）使用的材料都為傳統材料成本較低便于推廣。

7 結論

通過實際改造減少了饋線跳籠頻繁打火現象。提高了饋線安全運行的穩定性這種饋線跳籠絕緣支撐結構簡單便于安裝實用性較高適于推廣使用。繼續改進的方向，選取合適強度的絕緣材料如聚四氟乙烯或膠木板，替換在這次改造中使用的鍍鋅鋁板等金屬材料，可進一步減少金屬材料對于饋線電氣指標的影響。

[1]潘哲昕，王文山，等.廣播電視天線工藝技術手冊（內部發行）.廣播電影電視部人事司.

[2]李孝勖，王潔澄，等.廣播電視手冊（7分冊）.國防工業出版社.

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A

1674-6708（2015）143-0059-02

李文志，維修室副主任，研究方向：天饋線系統、電力系統