90米串馈式中波自立塔建设工程实践

90米串馈式中波自立塔建设工程实践

周镇发

广东省饶平中波转播台

摘 要：在相当长的一段时期内，我国中波广播发射天线大都采用传统的垂直振子单桅式拉线天线，由于桅杆式拉线天线占地面积大，随着城市化规模的扩展和土地资源的日益紧缺，桅杆式天线逐步被占地面积小的新型自立天线取代。本文对90米串馈式中波自立天线的结构特点、馈电原理以及基础、塔架、地网、地井、接地等项目的施工情况进行了详细的介绍。

关键词： 中波自立塔；结构特点；底座基础施工；辅助工程施工

0 引言

按照整体规划要求，饶平中波台需新上两套广播节目，两套节目分别为612kHz 3kW和1008kHz 3kW。工程施工前期，成立了考察论证专小组，经过多方论证，本着占地面积小、易于施工、同时又能满足发射功率的原则，考虑使用90m串馈式中波自立塔，并根据饶平台办公区、机房、原有天线等分布位置情况，确定了自立塔的位置。经过近两个月的时间，在上级主管部门的指导和天线厂家技术人员的协助下，完成了90米自立塔主体工程施工，与此同时，天调室和天馈线调配网络也完成施工，通过联机调试后，两套节目正常播出。

1 自立塔结构及使用特点

1.1自立塔组成结构

90米串馈式中波自立塔由中广电广播电影电视局设计研究院设计，铁塔结构施工图如图1所示。自立中波天线采用等边三角抛物线型，这种形状的天线可以充分利用材料的稳固性能。天线主体由镀锌钢件组成，防腐性能好。三个塔基立面分布和平面分布如图1所示。天线形状又类似传统调频、电视发射塔结构，唯一不同的是调频、电视发射塔的底部接地，而串馈式中波自立塔有三个高绝缘承重瓷质底座，绝缘底座是串馈式自立塔的关键部件，它不仅要有足够的承重强度，还要有一定的绝缘度。

1.2 自立塔的优点

自立塔天线省去了占地面积庞大的拉线，地网埋设也不像桅杆天线那么大，因而大大节省了建塔土地面积。由于天线主体相对单桅杆天线大得多，所以在整个中波频带范围内具有较好的频带性能，抗干扰性也比较好。由于塔体全部采用热镀锌钢件，因而具有很好的防腐性能，特别适合沿海地区广播发射台使用。不仅如此，热镀锌钢件不需要定期刷漆处理，大大节约了维护费用。另外，由于自立塔造型简单，施工周期短，可节约整体施工费用。

图1 90米自立塔塔体结构及塔基基础布置图

1.3 自立塔的特性阻抗

中波发射天线最重要的电气特性是天线的输入阻抗。良好的阻抗特性可以很容易实现天馈线系统的阻抗匹配，提高整个发射系统的效率。厂家提供的90米串馈式自立中波天线的阻抗特性曲线如图2所示。从曲线图中可以看出，在612kHz和1008kHz频点上下，阻抗曲线较为平坦，平坦的阻抗曲线不易出现边带反射，大大减小了天馈线匹配网络的设计难度。相比之下，在931kHz～936kHz频点范围内，阻抗曲线变化很陡峭，容易出现边带反射。天馈线调配网络的设计难度比较大。

图2 90米串馈式中波自立塔阻抗特性曲线

1.4 自立塔物理性能

90米串馈式中波自立塔塔体采用Q235-B热镀锌无缝钢管，所有连接螺栓、螺柱强度为6.8C级。底部绝缘支座拔力为1080kN，压力为1280kN ，水平拔力为7OkN，防震烈度为7级，基本地震加速度值为0.15g，设计风压为0.45KPa。

2 建塔工程实施

90m中波自立塔的工程施工包括四个方面，一是自立塔位置地质勘探；二是自立塔基础施工；三是自立塔塔架施工；四是自立塔地网、地井、接地施工；五是天馈线调配网络间施工。

2.1 地址勘探

由于自立塔塔体高，重量大，考虑到抗风压、抗地震等因素，一定要对塔底地质情况进行勘探。饶平台地处山区，地形结构复杂，塔体下方既有土质层，又有岩石层，在建塔之前，聘请有相关资质的机构对塔体下地质情况进行了勘探，勘探结果为：饶平台90m中波自立塔处地地质情况完全符合建塔要求。

2.2 基础施工

自立塔基础施工包括地平面之下的钢筋混凝土浇筑和地平面之上的预埋件施工。塔基建设的重点工程是三个塔底地下部分的基坑开挖、坑体四周夯实、平整、钢筋混凝土浇灌凝固。

三个底座坑基位置选好以后，按照施工要求，使用挖掘机开挖三个地坑，如果在开挖的过程中出现渗水，需使用抽水设施将渗出的水抽干净，并在挖好的坑内铺设一层防水层，避免渗水影响混凝土的强度。基坑处理好以后，接下来进行钢筋绑扎、基础骨架安装、塔基模板制作、混凝土浇灌等项目施工。施工时应做好基础预埋件、塔基养护等施工工艺。

90米并馈式自立塔底座平面图如图3所示。图中左边为预埋的六根螺杆，右边自上而下分别是底盘平面图和六根螺丝孔尺寸。这里特别注意的是，六根预埋螺杆是在混凝土浇灌之前安装的，严格按照三个塔基底座尺寸，将六根螺杆摆放好，并焊接在捆扎好的地下钢筋笼的合适位置，并套上基座底盘，三个基座预埋件完成以后，还要仔细调校预埋件螺杆的位置，严格按照设计位置安装，避免位置误差而引起返工。

图3 铁塔底座螺丝螺杆等预埋件示意图

2.3 塔架施工

饶平台90米串馈式自立塔塔架主体部分由天线厂家派遣的天线工负责安装，中波台负责工程的协助和安全工作，具体施工过程这里不再赘述。

2.4. 地网、地井与接地施工

2.4.1 地网

众所周知，中波传播主要是依靠地波传播，也就是说，大地是中波天线回路的一部分，如果地波不能形成很好地反射，就会有一部分电波被大地吸收，继而影响整个发射系统的效率。为了提高大地的导电性，提高发射效率，在天线底部敷设辐射状铜网，减小地电流损耗，弥补地波不足问题。

中波天馈线系统地网的敷设方法是：以铁塔中心为圆心，用直径φ2～3mm 的铜导线以辐射状向外敷设，条件允许的话，铜网的数量越多越好，一般为120根（每3°一根），地网半径最佳长度约为0.3λ～0.5λ。由于饶平中波台90米串馈式自立塔所处位置地形条件所限，地网半径从十几米到二十几米不均匀敷设。在开挖地网沟时，最好用石灰面在开挖地面上画出地沟线标记，地网沟深度在30cm～50cm之间， 以不受破坏为原则。在实际施工时，地网的中心点并不是三个塔基的正中心，而是围绕三个塔基的一个内环线，内环线使用的是0.3mm×200mm的宽铜带，120根地网铜线每10根拧成一束共12束，与内环线铜皮焊接在一起。120根铜线的末端也应焊接在外环线上，外环线是围绕在地网外环上的0.3mm×20mm的窄铜带。应该注意的是，绝对不能敷设成纵横交错的地网，这样的话有可能会产生涡流而使损耗增加。地网敷设如图4所示。

图4 90米自立中波塔地网、地井敷设示意图

2.4.2 地井

除了敷设地网外，合理的敷设地井也是减小地损耗的一个重要手段。地网深度只有30cm～50cm，地表面的湿度会随着季节的变化而变化，因而整个天馈线系统的地阻也会随之变化。相比之下，地井一般都在三米以下，通过上引线与地网和铁塔底部相连，不仅可以降低整个天馈线系统的接地电阻，同时还能起到很好的防雷作用。

饶平台天馈线系统一共敷设了7个地井，其中六个均匀分布在地网外环线上，另外一个在铁塔正中心位置，地井分布如图4所示。每个地井深度为4m，长和宽都是2m，有条件的话地井越深越好，能见到水层更好。地井开挖好以后，在最底层插入一根直径为8～10cm、长1米的铜棒或铜管，用 22Omm宽、0.3mm 厚的铜皮焊接在铜管上，作为上引线，铜皮的长度以能够连接到地网或塔基为准。为了增加地井的接地效果，在地井填埋时，应分层撒入铁屑、碳粉和食盐，并同时浇灌适量的水。地井敷设如图5所示。

图5 90米自立中波塔地井敷设示意图

2.4.3 接地

天馈线系统的接地非常重要，接地不良或接地方式不对都会产生涡流损耗，不仅起不到作用，还有可能降低发射效率。天馈线系统的接地原则是尽量一点接地，不能随意跳接和桥接，容易出现接地问题的部位是调配间、塔基和塔中心地井，饶平台90米串馈式自立塔接地点统一接在塔底的地井上（图4中的0号地井），所有接地均采用宽铜带连接，且所有接点都采用焊接的方式，绝对不能随意缠绕，因为地网、地井及接地工程都属于隐蔽工程，一旦施工完毕即成为永久性工程，一旦出现问题就很难查找原因。

2.5 调配网络间的施工

作为天馈线系统配套工程，网络调配间的建造也是一项重要工程。当发射机工作时，中波发射塔和调配网络有很高的高频电压，为了保证人身安全和设备安全，防止触电和偷盗，必须建造专门的网络调配间。为了防止天线底部的强磁场干扰，还要给调配间敷设屏蔽层，有条件的可以购买专业的全屏蔽中波网络调配间。建造调配间时，还要考虑通风散热问题，防止调配网络因温度过高而损坏调配元件，无论采取哪种通风措施，都要考虑防范鸟、鼠、蛇等小动物进入调配间。

饶平台90米串馈式中波自立塔施工过程中，都有相关专业资质的监理公司进行质量监督和指导，保证了整体工程质量。工程完工后，组织多方技术人员对该项目进行验收。鉴定结果为：整体工程优质可靠，配套工程设计规范、质量可靠，达到项目建设目标要求。

5. 结束语

90米串馈式中波自立塔是饶平台一次创新工程，在相关部门的指导下，全台职工齐心协力，抛弃以往完全等、靠厂家的的思维模式，大大缩减了工程施工时间，确保了发射效果及收听质量。通过自立塔工程实践，提升了本台技术人员的业务素质，取得了自立塔工程各项技术参数及实测的第一手数据，为中波发射台以后的工作实践积累了宝贵经验。

参考文献

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