广播发射中心灾备发射系统的建设

茅鸿兵 徐景明 陈原 江苏省广播电视总台广播发射中心

广播发射中心灾备发射系统的建设

茅鸿兵 徐景明 陈原 江苏省广播电视总台广播发射中心

本文介绍了江苏省广播电视总台广播发射中心灾备发射系统的建设背景、系统组成和工作原理。简述了该系统的主要功能和特点。

灾备发射系统 同轴开关 节目信号源 保险丝 温度检测

一、前言

2009年12月国家广播电影电视总局第62号令颁布，2010年2月6日，《广播电视安全播出管理规定》正式施行。其中第二章第十一条第（五）项明确规定：“省级以上广播电台、电视台、卫星地球站应当配置完整、有效的容灾系统，保证特殊情况下主要节目安全播出。”

江苏省广播电视总台广播发射中心作为省级发射台，安全播出保障等级为一级。为此，我们按照《广播电视安全播出管理规定》的要求，从供电、设备、信号源、建设和运维成本等方面综合考虑，为中央一套1359kHz和江苏新闻综合频率702kHz这二套重点保障频率建立灾备发射系统，以应对特殊、紧急状况。

二、方案设计

广播发射中心在筹建时就已经考虑到了紧急情况下利用双馈、双网络和主备天线，保证重点频率(中央一套1359kHz和江苏新闻综合频率702kHz)安全播出。因此灾备发射系统所针对的突发状况是：“机房（包括发射机房、节传机房等），或供电系统出现重大故障，短时间内无法恢复正常工作，但天线系统仍保持正常”。

系统主要包括以下几个部分：(1)机房；(2)发射机系统；(3)供电系统；(4)信号源系统；(5)馈线系统；(6)接地系统；(7)同轴开关；(8)假负载

702kHz发射、灾备系统如图1所示。

图1 702kHz发射、灾备系统框图

本文主要以702kHz灾备发射系统为例进行详细阐述。

2.1 机房

江苏新闻频率702kHz的灾备机房位于天线封闭场地外东南方向，距离天线调配室仅50m左右，面积约60m2左右，分隔为发射机房和柴油发电机房2个部分，均为硬质水泥地面。其中发射机房大约50m2，足够安装2台50KW全固态发射机、假负载和音频信号源，并留有相应的维护空间。

2.2 发射机系统

从成本、可靠性等方面考虑，发射机选用2012年购买作为DX-100(702kHz)应急备机使用的全固态数字调制发射机TSD-50。

该机已经配备了可编程恒温晶体频率合成器的射频信号源，也预留了外部射频激励信号源的输入。

2.3 供电系统

为保证发射系统安全可靠、优质、经济的运行，柴油发电机无疑成为了应急电源的首选。

(1)发电机的选择

当发射机的额定输出功率为P KW时，在100%调制时的平均输出功率为1.5P KW，瞬间最大输出功率为4P KW；固态发射机的效率可达80%以上，天线和馈线效率均按95%计算，则100%调制时平均输入电源功率约为2.0P KW。所以，根据以上计算，TSD-50中波发射机额定功率50KW时，应至少选用一台容量100KW的发电机组。

考虑到还有假负载、应急信号源、照明等用电，以及为一台备用的50KW固态发射机留下充足的冗余，所以，我们选择一台350KVA(280KW)柴油发电机，为702kHz灾备发射系统供电。

(2)发电机的通风、排烟

由于发电机及排烟管在运行时均散发热量，会使机房温度升高，当温度升高到一定程度时，将会影响发电机的输出。因此，必须采取措施来保证柴油机机组的通风散热及冷却。

在发电机组原有的排风系统的基础上，还采取了以下措施：在灾备机房的墙上开洞，安装通风窗，增加进风口；工作时开启机房大门，让空气流通；并在发电机排烟管靠近墙一侧，沿最短距离直接钻洞将排烟管引出。

(3)发射机电源线

TSD-50发射机的电源线按发射机的载波功率P=50kW，调幅度M=145%，整机效率86%计算，得TSD-50发射机的电源电流I<189A。综合考虑温度、线路损耗等方面的因素，可采用额定电流为240A的四蕊多股软电力电缆(3*95mm2+1*50 mm2 )。

柴油发电机组输出线进入发射机房后，应首先安装进线刀闸，再通过断路器配电，分别送给发射机、假负载、卫星接收机等各设备。

2.4 音频传输系统

应急节目信号源，选用数字音频专用卫星接收机ACS1240AN，配以直径2.5米，C波段垂直极化卫星接收天线，接收中星6B卫星上C波段的江苏新闻综合频率(702kHz)广播节目。由高频头输出信号经卫星接收机解码后，输出音频信号，作为灾备系统节目信号源。

2.5 馈线系统

如图1所示，灾备机房内使用硬馈连接发射机、同轴开关、假负载等设备，通过50-80-3馈管输出至天线调配室，并在702kHz备网络输入口安装一个跳线装置，以便应急使用（接入灾备系统时需将与原发射系统的连接断开）。

2.6 接地屏蔽系统

因灾备机房没有地井，我们在机房东2米处挖一地井，地井深2米，埋入一0.5m2的铜板，并焊接一宽30cm的厚铜皮作为引出线。铜板上铺降阻材料木炭，地井最好能见到地下水。

发射机进入灾备机房之前，先根据发射机的尺寸和机房的大小，划分好网络柜、功放柜、电源柜的摆放位置。随后，铺设所需的地线铜皮，留好接入点等。做到发射机机壳接地、射频输出接地、音频设备接地集中于一点。

2.7 同轴开关

同轴开关选用的是上海明珠广播设备公司生产的中波同轴开关，实现发射机和天线、假负载的连接和切换。其主要技术特点如下：

(1)刷片接触方式：采用双面接触，接触面增大一倍；

(2)接点采用铍铜线面接触，接触面长10mm，宽45mm，每把刀上下装铍铜弹簧；

(3)接点采用新型材料铍铜，它是铜合金中性能最好的高级有弹性材料，有很高的强度、弹性、硬度等优良的物理、化学性能。

2.8 假负载

假负载选用了上海明珠广播设备公司生产的的DL-50假负载。

发射机、数字音频卫星接收机ACS1240AN、同轴开关、假负载均为江东门发射台拆卸下来的能够正常使用的设备。

三、方案实施

3.1 中波发射机的移机和安装

在完成上述准备工作后，我们开始进行发射机的移机和安装调试工作。

TSD-50中波发射机是在江东门发射台投入使用的702kHz应急备机，所以要先行拆除，再行移机安装。

发射机以及附属配件的拆除、封存、转移，一定要妥善计划拆除步骤，做好标记，写好说明，做好防撞保护，降低运输时重要部件被损坏的风险，保证各部件完好无损。

在本灾备系统的项目实施过程中，其他部分严格按照计划分步或同时进行，不一一赘述，重点说明发射机的移机步骤及调试情况：

第一步：

（1）网络柜、功放柜、电源柜放到规划位置，注意保持各机柜高度齐平，机

柜前面板在同一直线上。机柜到位之后，元器件的螺丝等要拧紧；

（2）电源柜的变压器装回原位，恢复变压器连接线路；

第二步：

（1）将功放模块、二进制模块等，插入模块插槽；

（2）机柜内的连接线，按照所贴对应标签，重新连接；

（3）制作音频进线，连接至发射机音频接口；

第三步：

（1）安装发射机电源进线；

（2）恢复发射机联锁装置；

（3）连接发射机输出馈线；

注意发射机安装完成之后，要重复检查，确保安装、连接正确无误。

3.2 发射机的调试

首先，检查TSD-50的安装及机柜间的互连线，做初次通电（机械）检查，一切正常，再进行初次通电（电气）检查；然后，依次进行电源检验、风扇转动检查、功率放大器的接通（低、中、高功率调整）、发射机与天线的调配以及气流和温度的检查、调制监视器取样电平的设置、调制度的检查、音频输入电平的设置等。由于事先准备充分、细致，调试比较顺利，但也出现了一些问题，总结如下：

(1)开机时，机器驻波比大、无法正常工作。查系一个螺丝落在机器输出网络中三次谐波滤波电感线圈上，造成匹配网络失谐，驻波比过大。

(2)工作时出现风机（冷却）故障，复位无效，发射机不能工作。查系功放模块上的温度检测传感器接触不良。可能是设备在搬运过程中颠簸造成的。

3.3 发射机技术指标测试

发射机安装、调试完成后，对照出厂数据和发射机指标的历史数据等，测量发射机的技术指标、性能。

在测试TSD-50发射机技术指标时，采用的是Belar AMM-3A型AM调制度监测仪检波，Audio Protable音频测试仪测试指标。

在天线上的测试结果见表1。

表1 江苏新闻频率702kHz灾备发射机技术指标测试结果

从测试结果可以看出，此灾备系统TSD-50数字调制发射机的指标完全达到甲级要求。

整机效率测试：

在50KW载波状态下（无调制），三相输入电流为143A，230V。则：

输入功率为：

故整机效率为：50KW/58=86.2%

完全满足指标要求。

3.4 702kHz灾备发射系统的工作流程

702kHz灾备发射系统的工作流程见图2。

3.5 中央一套1359kHz灾备发射系统

1359kHz灾备系统总体结构与702kHz大同小异，故不再细述，仅将不同点列述如下：

图2 702kHz灾备发射系统工作流程

1359kHz发射、灾备系统如图3所示。

图3 1359kHz 发射、灾备系统框图

（1）1359kHz灾备系统使用一台100kW柴油发电机供电；

（2）采用2台10KW的数字调制发射机TSD-10 作为灾备发射机，互为备份。

（3）调试完成后在天线上的技术指标测试结果见表2。

表2 中央一套1359kHz灾备发射机技术指标测试结果

四、 总结

江苏省广播电视总台广播发射中心灾备发射系统的启用，大大提高了江苏省台新闻频率702kHz和中央一套1359kHz发射系统的抗灾能力和可靠性，更好地满足了“不间断，高质量，既经济，又安全”的要求。

本系统的投入使用不仅为我台安全播出提供了更可靠的保障，还为兄弟台进行灾备发射系统的建设提供了范例。