中短波天線驗收測試

王正星 江蘇省廣播電視總臺

1. 引言

江蘇省廣播電視總臺廣播發射中心天饋線系統建設完成后，為了驗證天饋線系統的各項功能、參數是否合格，完成天饋線系統驗收，制訂了中短波天饋線驗收測試方案。

根據驗收測試方案進行驗收測試，發現了天饋線系統中的一些問題，并加以解決，順利完成了廣播發射中心天饋線系統驗收工作。

2. 驗收測試方案

天饋線系統驗收測試對象由中波天線（短波鐵塔）、短波天饋線等部分組成。參照相關規程、相關合同、設計要求，分別制定了各個部分的測試方案。

2.1 中波天線（短波鐵塔）測試方案

2.1.1測試項目

天線（鐵塔）的測試項目由天線（鐵塔）垂直度、局部彎曲度、塔身、中波天線地網接地電阻、防雷接地電阻、塔身絕緣電阻等組成。

2.1.2天線（鐵塔）垂直度、局部彎曲度

（1）測試方法

在塔的中心線上任意取兩個方向（兩個方向夾角為90度），利用經緯儀對自立塔進行觀測。經緯儀的使用方法：打開并支撐好三腳架，調整經緯儀水平，找好中線基準點，固定垂直動螺旋，調整焦距，看清被測物；根據被測物尺寸，算出偏差。

（2）測試要求

根據國標 GY 5057-2006 10.3.2，自立塔垂直度偏差不得大于H/1500，H為塔高；自立塔局部彎曲的不得大于H/750，H為塔高。。

2.1.3塔身

（1）測試方法

由測試人員上塔檢查塔身狀況。

（2）測試要求

根據規范 GY5057-2006 10.3.2、10.3.3、10.3.4、10.3.5的要求對鐵塔的螺栓、法蘭盤、塔身防腐、塔身整體外觀等進行檢查。要求：螺栓全部擰緊，不得有遺漏；法蘭盤、連接板貼面部位應貼緊，貼合率不低于75%，邊緣縫隙法蘭盤不大于2.4mm，組合法蘭盤不得大于3mm；防腐層應當完整等。

2.1.4塔身絕緣電阻

（1）測試方法

圖 1 接地電阻測試儀使用方法

脫開天線底部與外界的電氣連接，用 2500V 搖表進行測量。首先進行一次開路和短路試驗，確認搖表完好，將兩根測試線開路，搖動手柄，指針應指在“∞”處，再將兩根測試線短接一下，指針應指在“0”處，否則不能使用；測量時L端子接被測物，E端子接地；搖表應均勻搖動，轉速達到120轉/分鐘。

（2）測試要求

根據國標 GTY/T178-2001 附錄 D2 和 4.2.4，在潮濕天氣時≥20MΩ，在干燥天氣時≥200MΩ。

2.1.5中波天線地網接地電阻

（1）測試方法

儀器：接地電阻測試儀。

測試地點：中波天線調配室。

接地電阻測試儀的接線如圖 1 所示。

接地電阻測試儀的使用方法：將儀表水平放置，檢流計校“0”；選擇合適的倍率；慢慢轉動搖柄，旋轉測量表度盤，使檢流計歸零；以120轉/分鐘的速度旋轉搖柄，調整測量表盤，使檢流計歸零；讀取讀數。

（2）測試要求

中波天線地網接地電阻值，根據國標 GY/T178-2001，4.2.1的要求應小于2Ω。

2.1.6防雷接地電阻

（1）測試方法

如圖 1 所示，用接地電阻測試儀測試，測試點為鐵塔底部基座接地點。

（2）防雷接地電阻的測試要求

根據國標 GTY/T178-2001 6.2.3，應當小于 4Ω。

2.1.7測試記錄

按照表 1 的內容要求填寫測試記錄。

2.2 短波天饋線測試

2.2.1測試項目

表1 廣播發射中心鐵塔測試檢查記錄

天線駐波比、天線前后比、天饋線功率考驗、饋線特性阻抗、饋線駐波比、饋線不平衡系數、天饋線絕緣電阻。

2.2.2天線駐波比

（1）測試方法

在天線阻抗變換線向發射機方向與主饋線連接的可斷開的第一個跳籠處，用網絡分析儀測量。

（2）測試要求

依據招投標文件、合同小于 1.54。

2.2.3天線前后比

（1）測試方法

在天線下的振子中心點的正前方 5—10λ（λ 為所測頻率的波長）的地方取一點A，在天線下振子中心點的正后方同樣遠取一個點B。在A點測一個場強值EA，在發射機狀態未變的情況，在B點測場強值EB。EA/EB為前后比值。

（2）測試要求

同相水平天線的前后比大于 5：1。

2.2.4天饋線功率考驗檢測

（1）測試方法

發射機滿功率、滿調幅上天線，天線連續工作24小時，觀察天饋線是否出現打火現象。

（2）測試要求

依據招投標文件、合同，天饋線不應出現打火現象。

2.2.5饋線特性阻抗

（1）測試方法

先將網絡分析儀校準于 300Ω，在主饋線的一端測量。在機房饋線窗口出口端用網絡分析儀測試饋線駐波比。

（2）饋線特性阻抗的測試要求

依據招投標文件、合同為 300Ω。

2.2.6饋線駐波比

（1）測試方法

在機房饋線窗口出口端用網絡分析儀測。先將網絡分析儀校準于300Ω，在主饋線的一端測，主饋線的另一端分開路和短路兩種情況：開路時，測出輸入阻抗是ZK，短路時，測出輸入阻抗是ZD，則特性阻抗Z0=

（2）測試要求

依據招投標文件、合同小于 1.54。

2.2.7饋線不平衡系數

（1）測試方法

用熱偶電表、λ/4 測量回線在饋線同一截面，靠近天線端單邊測量，得出主饋線該截面的兩個讀根據國標GTY/T178-2001 4.3.9及合同約定，饋線不對稱系數小于15%

2.2.8天饋線絕緣電阻

（1） 測試方法

將饋線入墻處懸空，采用2500V搖表進行測量。搖表使用方法按照中波天線塔身絕緣電阻的測試方法進行。

（2） 測試要求

依據國標GTY/T178-2001 4.3.10，天線和饋線導線對地絕緣電阻，在干燥天氣時發射天饋線阻值不應小于200MΩ；在潮濕天氣時，發射天饋線阻值不應小于20MΩ。

2.2.9 測試記錄

（2）饋線不平衡系數的測試要求

3.測試中應注意的事項

3.1 測試地網接地電阻及防雷接地電阻的注意事項

表2 短波天饋線測試記錄

（1）測試儀表接線要正確，P、C點不可接反；

（2）當接地電阻小于1Ω時，需將測試連接測試點的兩個E段子斷開，分別接到測試點；

（3）兩根測試線的接地點不應在同一方向上，而且夾角不得小于120度；

（4）待測點應當除銹，以保持良好接觸；

（5）當測量表針有跳動現象，則說明插針未插緊實或某個接頭接觸不良。

3.2 天線垂直度、局部彎曲度觀測時的注意事項

（1）測試點應選擇在距塔身中心1個塔高的距離；

（2）兩個測試點，應從夾角90度的兩個方向上進行；

（3）測試時應避免在大風天氣進行；

（4）每個測試點應做好標記，以便復查；

（5）要排除外界感應電磁場的干擾；

（6）測量完成后，復查一下經緯儀的水平是否有變化，確保測量準確。

3.3 塔身檢查的注意事項

（1）銹蝕點都要檢查到位，及時做好防腐，以免腐蝕點擴大；

（2）法蘭盤螺栓要全面檢查，以免松動、間隙過大影響塔身穩定；

（3）有無安裝時遺漏的鐵絲、螺帽、螺栓的物件落在塔身上，造成安全隱患；

（4）并饋線、拉線的拉力適度，留有熱脹冷縮的余地

（5）現場焊接的部位防腐工作要細致，以免帶來安全隱患。

3.4 中波天線絕緣測試的注意事項

（1）應盡量在晴好天氣時進行，大雨過后，最好在連續1周晴天后再進行測試；

（2）被測物與外界的連接要徹底斷開；

（3）要排除外界感應電磁場的干擾；

（4）測試前后都要校驗搖表工作是否正常；

（5）測試物表面有污漬時，需用四氯化碳進行擦拭。

3.5 短波天線絕緣測試的注意事項

（1）應盡量在晴好天氣時進行，大雨過后，最好在連續1周晴天后再進行測試；

（2）被測物與外界的連接要徹底斷開；

（3）要排除外界感應電磁場的干擾；

（4）測試前后都要校驗搖表工作是否正常；

（5）若絕緣不達標，應分段進行測試，直至找到問題點。

3.6 短波天線前后比測試的注意事項

（1）測試時嚴格按照測試方法的要求進行；

（2）選取點位要滿足要求。

3.7 短波天線駐波比、饋線特性阻抗、饋線駐波比、饋線不平衡系數測試的注意事項

（1）測試時嚴格按照測試方法的要求進行；

（2）測試前校驗儀器；

（3）拆除及安裝測試點連接線時，保持好饋線連接線的形狀不變，確保天饋線參數不受影響。

3.8 短波天饋線功率考驗的注意事項

（1）必須連續進行且滿功率；

（2）連續考驗時間必須滿足24小時，最好連續進行72小時滿功率考驗；

（3）定期巡視天饋線，尤其要注意夜間巡視；

（4）夜間巡視時關閉場地照明。

4.江蘇省廣播電視總臺廣播發射中心中短波天線驗收測試

根據上述驗收測試方案，我們對江蘇省廣播電視總臺廣播發射中心天饋線系統進行了驗收測試，對測試中發現的問題及時加以解決。

4.1 測試中發現的問題

4.1.1中波天線（短波鐵塔）

（1） 塔身部分存在的問題

585kHZ、702kHZ、846kHZ、1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線在第一次測試過程中，發現多處塔身有防腐層不完整、并饋塔塔上饋電點銹蝕、部分螺栓松動、個別法蘭盤間隙偏大等現象。

圖2 塔身部分發現的問題

圖3 天線垂直度測試發現的問題

（2） 垂直度方面存在的問題

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線在第一次測試過程中，發現垂直度不符合要求。

（3） 饋線部分存在的問題

702kHZ中波天線并饋線缺少一根。

4.1.2短波天饋線

（1） 絕緣方面存在的問題

有部分饋線水泥桿有裂紋。

4.2 測試中發現問題的整改

4.2.1中波天線（短波鐵塔）

（1） 塔身部分問題的整改

塔身局部銹蝕，先除銹處理，然后噴防腐漆；個別螺栓松動、個別法蘭盤間隙偏大安排人員進行加固、調整。

（2） 垂直度方面問題的整改

1053kHZ、1206kHZ、1359kHZ中波天線垂直度不符合要求，進行了糾偏調整。

（3）饋線部分問題的整改

短波天饋線絕緣電阻值不合格。如圖4，斷開點1、點2測得天饋線絕緣電阻R1為45MΩ、R2為45MΩ、R3為5 MΩ。

（2）饋線部分存在的問題

圖4 短波天饋線絕緣電阻等效圖

702kHZ中波天線并饋線缺少一根，進行了補缺。

4.2.2短波天饋線

（ 1 ） 絕緣方面問題的整改

系統檢查了短波天饋線的絕緣，按照圖4進行了檢查測試，測試結果如下：

當點1、2、5、6、7、8斷開，測得絕緣電阻R5為50 MΩ，R6為 175 MΩ。

當點1、2、3、4斷開，測得絕緣電阻R9為125MΩ，R10為200MΩ，R11為225MΩ。

當點3、4、7、8斷開，測得絕緣電阻R13為70MΩ、R14>1000 MΩ、R15>1000 MΩ。

當點3、4、5、6斷開，測得絕緣電阻R17、R18、R19、均 >2000 MΩ。

當點5、6斷開，測得絕緣電阻R21>2500 MΩ、R22>2500 MΩ、R23為 5 MΩ。

當點7、8斷開，測得絕緣電阻R25、R26、R27均>2500 MΩ。

根據測試結果，分析判斷，點1、3之間，點3、7之間，點5、6往天線方向之間有絕緣薄弱點，最主要的薄弱點在點5、6往天線方向之間。

隨即分步排查，首先，排查并更換了點1、3之間一根絕緣棒（200 MΩ）；然后排查并更換了點3、7之間一根絕緣棒（70 MΩ）；最后，排查并更換了點5、6往天線方向之間兩根絕緣棒（一根10MΩ、一根 9 MΩ）。

絕緣棒更換完成后，斷開點1、2測得天饋線絕緣電阻R1為300MΩ、R2為300MΩ、R3為200 MΩ。符合國標GTY/T178-2001 4.3.10的要求。

（2） 饋線部分問題的整改

對開裂的饋線桿進行了更換。

4.3測試結論

在初次測試過程中發現的問題，經過整改后再次進行測試，全部合格。根據測試結果，得出本次驗收測試的結論。

4.3.1中波天線（短波鐵塔）測試結論

天線垂直度、局部彎曲度、塔上檢查：符合國標 GY 5057-2006 10.3.2 以 及 GTY/T178-2001 5 的要求。

地網接地電阻：符合國標GY/T178-2001，4.2.1的要求，地網線接地電阻值均小于2Ω。

防雷接地電阻：符合國標GTY/T178-2001 6.2.3的要求應當小于4Ω。

塔身絕緣電阻：符合國標GTY/T178-2001 附錄D2和4.2.4的要求。

4.3.2短波天饋線測試結論

天線駐波比：符合招投標文件、合同要求小于1.54。

天線前后比：符合招投標文件、合同要求同相水平天線的前后比大于5：1。

天饋線功率考驗：符合招投標文件、合同要求無打火。

饋線特性阻抗：符合招投標文件、合同要求，為300Ω。

饋線駐波比：符合招投標文件、合同要求小于1.54。

饋線不平衡系數：符合國標GTY/T178-2001 4.3.9要求，及合同約定的饋線不對稱系數小于15%

天饋線絕緣電阻：符合國標GTY/T178-2001 4.3.10要求。

5.結語

江蘇省廣播電視總臺廣播發射中心天饋線系統驗收測試按照本方案進行，過程中發現了一些問題并及時予以解決。天饋線系統建成至今5年多，運行正常、安全可靠，為江蘇廣播的安全播出提供了堅實的技術保障。