天馈线系统维护与故障分析处理

山西广播电视无线管理中心1125台 ：赵洲森

天馈线系统是广播电台、电视台发射系统的核心组成部分，其主要功能是通过天线向周围空间辐射电磁波，其运行的稳定性以及性能将直接决定发射机的播出效果，因此，对该系统的要求十分严格，必须保证高对称性、几何尺寸精准、匹配度良好，但受环境条件的影响，天馈线系统发生故障频率高，从而突出了其维护与排障工作的重要性与必要性。

1.1 日常维护

天馈线系统中发射天线的功能是接收从馈线输送的高频振荡电流，并将其转换为高频电磁波能量，再进行辐射。通常将发射天线架设在高空，日常维护需要定期进行，间隔6个月检查天线性能以及外表，雨雪等天气结束后应进行检查。检查事项包括：天线振子连接发射板处螺栓是否紧固、有无锈蚀；
发射板连接塔桅杆处螺栓是否紧固、有无锈蚀；
天线振子的节点有无密封不良、松动、变形或发热情况；
分馈电缆与振子连接处是否出现密封不良、松动、变形或发热情况。

1.2 故障分析与处理

发射天线故障主要由自身密封不良或环境因素导致。从自身角度来讲，由于密封不良，在降雨后内部进水，无法通过排水孔顺利排出，则会导致短路打火现象，可烧毁振子连接位置的玻璃钢盖；
针对该故障现象，应在维护中及时发现振子上未设置排水孔情况，可重新钻孔将水排出，必须保证振子无积水。而针对环境因素所致故障，因外部风吹雨淋导致连接处螺栓稳定性发生改变，如出现锈蚀、松动等情况，严重则会出现脱落，发现螺栓出现问题后，需要及时处理，可采用同型号更换，避免出现零部件掉落情况，引发更严重的安全事故。

2.1 日常维护

天馈线系统中阻抗变阻器的主要功能是将处于并联状态的各个辐射单元阻抗转换到主馈线独有的特性阻抗，完成系统内所有阻抗的匹配工作，禁止出现阻抗失配现象，否则将导致系统产生异常，影响传输效果以及信号质量；
且其也兼具着分配功率的作用，将从主馈线接收的功率合理的分配给每个辐射单元，因此，也可以将其称之为功率分配器。日常维护期间需要高度重视阻抗特性对天馈线系统各项技术指标产生的影响，系统的调配工作主要通过阻抗变阻器来实现，从而确定以下维护工作要点：测试各项电气指标是否合格；
检查各组成部件有无损坏；
定期、定项展开设备测试，通过各项指标反馈设备工作状态，若测量过程中发现升温，则表示存在故障；
定期检查分馈电缆与其连接处接口的密封情况，避免因密封不良进入雨水或潮气；
定期检查设备固定情况，高空环境中，固定不稳则会因风振的影响出现焊接处断裂，导致设备一部分功能不稳定，且长时间使用过程中螺栓也会出现松动，需定期紧固。

2.2 故障分析处理

在天馈线系统中阻抗变阻器属于敏感部件，其发生微小的变化都会对系统运行造成极大的危害与影响，因此，在安装调试结束后，不允许调整调谐件，若使用中通过监测系统发现设备指标有异常下降情况需要及时分析原因并处理，避免温度升高后发生打火。其中需要重点预防与处理的故障则是打火烧毁，发生打火烧毁的常见原因与处理方法有：调谐件发生变化后将导致系统出现失配，指标发生异常下降，从而导致器件被烧毁，需要特殊定制钢质保护套，固定在外导体上，可避免外导体出现变形，并且需要在短路环位置上安装温度计，通过对系统温度变化情况的实时监测及时对温度异常升高采取控制措施；
因安装工艺影响导致打火烧毁，需要在安装期间按照要求焊接阻抗变换器的支路外导体，保证密封良好，避免出现开裂后进入雨水、灰尘，使导体出现锈蚀，锈蚀的存在会导致直流电通过时电阻异常增大，从而出现发热情况，发现锈蚀后立即进行打磨处理，再通过银焊重新焊接裂缝处。

3.1 日常维护

同轴电缆的主要功能为馈电传输，日常维护期间需要做好以下工作：①电缆的弯曲程度有着明确范围，其中安装期间要求电缆弯曲必须大于最小弯曲半径，若不达标将导致电缆指标发生下降，严重会因电缆变形引发内外导体短路情况；
②电缆内设大量绝缘支撑，均有着相对较低的功率容量，日常监测中不易识别，但由于电缆长度过长，一旦绝缘支撑出现问题，处理难度大，并将对系统造成严重危害，因此，维护期间必须做好电缆密封以及充气检查，测试气压值是判断电缆内有无漏气情况的重要依据，根据气压值加强密封，严禁出现雨水或潮气进入电缆情况。

3.2 故障分析与处理

同轴电缆发生故障后，若查看电缆外观无质量问题，则需查看接头位置，利用专业仪器查找出漏气点，确定位于接头位置时，则将接头处拆开，检测密封圈性能与状态是否完好，及时更换老化与破损的密封圈，并在接头处电缆根部位置涂抹玻璃胶进行绝缘密封。若发生故障后发现分馈电缆绝缘电阻异常偏低，则因电缆内有潮气进入所致，需要将电缆拆卸，打开端头后，将潮气吹干，重新安装，并做好端头密封工作。使用频率较高的密封方法有：用酒精清洁端头后再安装；
将端头处凹凸部分利用填充胶填平后再安装；
使用自粘胶带缠绕端头处，保证缠绕处薄厚均匀；
在端头处缠绕少许热熔胶带；
为端头处电缆套上热缩管，经过烘烤后使其发生收缩，原理同融化热熔胶。

4.1 日常维护

波导型馈线是指用于全室内型微波线路，其内层是一种特殊的铜质螺纹材料，外层则利用胶质护套作防护，一端连接天线馈源、一端连接分并路系统。波导型馈线在系统运行中常出现的故障是波导管内进水，因此，日常维护工作中应做好安装密封工作、密封检查工作，及时对密封不良情况作出处理。具体来讲：①在安装期间需要将波导上下法兰螺丝拧紧，确保导管密封严实；
②做好馈线密封节完整性检查，及时对损伤情况进行处理，根据以往维护工作记录，在充气机启动或停机位置若发现频繁启动情况，则在每次维护过程中检查该点是否存在漏气情况，包括气管连接漏气、法兰连接漏气、波导漏气；
③上塔日常巡检过程中若发现法兰密封出现开裂，应及时处理；
并观察波导是否存在脱离卡子并与铁塔发生磨损、或波导外套有无开裂现象。

4.2 故障分析与处理

波导型馈线常见故障均由波导进水所致，进入导管内潮气或水分累积到一定程度后，就会导致微波设备收发信电平出现降低、误码出现增大，严重时则会导致电路中断；
且导管内进水会出现内壁锈蚀，内壁光洁度下降，使驻波比受到影响，水汽逐渐凝成小水滴后则因散射使微波损耗加大。故障处理过程中需要及时处理密封不良、波导内进入潮气情况，并将波导内壁的锈蚀清理，情况严重则需要更换新波导。但因波导型馈线在系统运行中处于24h不停歇状态，波导进水时也无法使重要干线电路停传，因此，要求故障处理人员必须准确、全面掌握波导进水后的典型现象，做出准确判断，以便在合适时机及时更换波导。

5.1 日常维护

在天馈线系统中多工器主要负责合成频率不同的信号至同一副天线设备内，根据工作频率可将多工器分为双工器、三工器以及四工器。根据其性能日常维护中需要做好以下工作：①完成调试且已经投入使用中的多工器，需要通过维护工作保持其工作性能始终处于稳定状态，组成多工器的部件当中存在微调电容、3dB定向耦合器两端调谐螺钉等可调谐部件，维护过程中应注意，不可进行二次改动；
②温度是影响带通滤波器频率特性的重要因素之一，若长时间保持温度处于较高状态则将导致滤波器失谐，需要及时调整温度，但应避免在维护过程中出现冲撞滤波器情况，一旦变形将无法恢复；
③多工器中均衡负载是一项基础元件，其所有指标均在端口匹配基础上建立，当均衡负载出现问题后，指标将会出现异常下降，多工器功能失效，无法继续使用，维护期间应做好均衡负载检测，确保连接良好、功能正常。

5.2 故障分析与处理

天馈线系统运行过程中多工器发生故障主要则由温度异常升高或变形导致频率失谐所致，进而使串扰、反射、差损等指标均出现异常下降情况，因此，需要及时对温度进行调整，保持温度稳定，并查找与分析导致3dB定向耦合器、滤波器出现温度异常升高的原因，根据部件的特性合理降温。多工器因故障失谐后，会导致输出到均衡负载的功率过大，负载异常升高后温度也会升高，进而造成均衡负载被烧毁，当故障处理过程中发现均衡负载存在温度异常情况，需要及时进行多工器谐振点调整，避免部件被烧毁。

6.1 日常维护

正常情况下由发射天线承担发射机的负载，但负载能力不足，从而利用假负载替代发射天线承担负载，其为系统内后引入装置，在发射机当中假负载的存在至关重要，且日常维护工作、故障处理过程中假负载也发挥着重要作用；
此外，假负载在天馈线系统中也发挥着测量发射机功率以及多种指标的作用。在日常维护中，需要保证假负载输入阻抗为恒定数值，通常处于较高频率范围内，调频发射机或电视发射机假负载通常为50Ω、而驻波比则介于1.01～1.10内，只有在功率容量足够充足与稳定下才能够保证假负载状态稳定。且50Ω电阻是假负载的核心，为避免运行中出现温度异常升高问题，需配备冷却装置，通过油路循环与风机实现循环管散热，但必须保证油路循环中油表高度处于合适位置，过低、过高都会产生负面影响，其中过低则导致50Ω电阻被损坏，而处于过高状态则会出现跑油情况；
此外，检修过程中应注意不得在关机后立即将负载电源关闭，需要等待15min，确保散热完全，否则散热不充分仍会烧毁负载。假负载维护通常6个月进行1次，维护工作主要包括：清理进风口处的灰尘、风扇叶片；
检查机械有无松动；
清洁机箱；
为风扇马达添加润滑剂；
查验温度开关上限是否发生改变，出厂时设定在200°F（68℃）处，但可根据系统实际需要或环境作出调整。

6.2 故障分析与处理

假负载故障处理中常用方法如下：若出现风机不转，且假负载未加载则需要将其拖放到固定区域内，粘贴故障条后进行更换处理；
若完成加载，则需要佩戴专业手套将开关关闭，再拖放到固定区域内，及时更换。若出现焦糊味，需检查假负载风机运行状态，运行正常则将假负载开关关闭，但保持风机打开，等待其冷却后，拖放到固定区域内进行后续检验与处理；
但风机运行状态异常时，则需要将全部开关关闭，假负载彻底冷却后拖放到固定区域内进行更换处理。若出现电源线虚接，未完成假负载加载时重新将电源线插至最终位置即可；
但已完成加载则需先确定假负载能否正常运行，发现假负载运转正常但风机无法正常运转，需要立即关闭开关等待假负载冷却后检验有无性能异常再处理，发现假负载与风机均能够正常运转，需要立即关闭开关，重新将电源线插到最终位置，再开启假负载。

7.1 同轴切换系统

该系统的组成部分包括转子、驱动装置、定子外壳。其中转子内包含绝缘盘，主要作用则是对定子内部进行划分，形成两条处于相互隔离状态的通路，在转换过程中需要保持内部处于断开状态，因此，通常采用高压转换在关机状态下完成转换工作。日常维护中需要对转换状态是否正常进行检查，判断绝缘盘是否存在异常。

7.2 电缆测试节

测试节的应用使系统检测工作更加方便，尤其是在分段检测过程中，可在不拆卸器件下完成精准检测，从而能够避免因拆装不当导致的器件故障问题。日常维护中需要测试电缆测试节工作时的温度，否则也会因温度异常而出现烧毁。

7.3 弯式转换器

该部件主要在角度转向时应用，因形状不同可分为等边直角弯式转换器、不等边直角弯式转换器、120°弯式转换器。日常维护中对其端头处连接所用的抱箍与法兰需要进行重点检查，不得出现破损、松动；
且转弯位置内外导体在长度上不一致，导致电容与特性阻抗均发生变化，需要采取补偿措施，保持电容与特性阻抗稳定，常规做法是将直角部分切掉、增加补偿电感，需要维护中定期测试，分析切掉后深度是否达标。

7.4 硬同轴馈线

为实现内导体的良好接触，在连接不同型号、制式的硬同轴馈线时均需要使用转换器，避免在连接过程中因阻抗发生突然而出现反射。而外导体则利用法兰连接，从对角将螺丝拧紧，保障所有螺丝拧紧方向均一致；
若需要使套筒进行连接，要注意不得在连接处遗留过宽缝隙，且必须保障喉箍强度达标。作为系统中发挥连接作用的关键内导体，其表面感应电流极强，连接上出现问题，则会导致接触电阻异常增大，连接位置温度持续升高，最终烧毁。因此，日常维护中应认真检查内导体插芯的插拔力，可通过增加弹簧胀圈，确保内外导体处于良好接触状态，避免连接不良，并保证馈管中传输的电磁波损耗与反射处于最低。当维护过程中发现某段硬同轴馈线出现发热情况时，及时检查接触情况，抱箍接触不良、接头处连接不当、内导体偏差、内导体插芯缝隙过大均会导致温度异常变化，需重新进行连接、处理，否则在环境影响下问题会进一步升级；
此外插芯也是导致故障多发的关键原因，在维护期间若发现典型现象，需要立即检查插芯情况，对插芯松动、靠近螺丝连接情况作出调整，避免隐患升级为故障。

本文对构成天馈线系统主要组成部分的维护与故障处理展开分析，便于更清晰了解不同故障现象出现的原因、处理方法，并明确维护工作的重点，希望为实践提供参考与借鉴。且在天馈线系统日常维护中也需要重视温度变化、驻波比变化、充气情况，及时发现与处理异常，以便减少故障、有效控制故障产生的损失以及所带来的负面影响。