數字電視覆蓋項目改造實踐
時間:2022-07-27 09:22:11
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2008年中央財政首期下撥5億元專項建設資金,在全國337個地級以上城市啟動地面數字電視覆蓋網的建設。我臺于2011年6月開始金華北山發射臺“地面數字電視覆蓋工程”項目建設。在建設過程中,我們針對高山發射臺特殊情況,充分利用項目配套資金,對50m鐵塔天饋系統和機房屏蔽防雷接地等項目進行了安全設計與改造實踐,為今后的項目安全運行提供可靠保障。
1項目規劃要求國家廣電總局規劃要求:
1.頻率及功率規劃:金華市地面數字電視采用DS-27頻道開展無線廣播電視數字化項目,發射機采用UHF波段發射,功率為1000W。2.發射臺站選址在海拔高度為1248m金華北山。發射天地面數字電視覆蓋工程改造項目設計實踐◎張建偉王輝球章旭金華廣播電視總臺◎王波國家廣電總局無線電臺管理局◎崔廣龍中廣電廣播電影電視設計研究所線高度按新建發射塔高度50m計算,天線增益為12dB,采用垂直極化方式。天線為4層4面偶極子面包天線,饋線規格為SDY-50-40。3.播出CCTV-1高清節目和CCTV-7標清節目。實現市區及周邊城鎮的無線覆蓋。節目源引接方案CCTV-1高清節目和CCTV-7標清節目通過中星6B衛星接收,經解調后還原出TS流,送至地面數字電視復用系統,復用數據流經過信道編碼和OFDM調制,產生廣播信道的射頻信號。4.發射機系統實現遠程監控管理,采用國標激勵器。5.供電方式采用雙路市電加UPS不間斷電源。6.工程施工全面引入監理機制,實現全程監理,確保施工質量。
2項目建設安全設計與考慮
2.1鐵塔天饋安全設計與考慮
原發射臺75m鐵塔始建于上世紀70年代,安裝有9套模擬調頻廣播和6套模擬電視發射天線,已無多余位置安裝數字電視發射天線,須另建鐵塔安裝。由于新塔擬建在北山發射臺舊塔附近,所以鐵塔選址和設計要慎重考慮以下幾個方面問題:一是為規避新舊塔發射信號的互相干擾,設計新、舊塔間距大于60m,新塔高度為50m較為合適。二是考慮新、舊塔是今后主、備天饋的工作關系,不易離機房過遠,以避免天饋過長造成的信號損耗。三是由于金華屬沿海地區,鐵塔建在海拔1248m高度位置,每年都會遇到幾次強臺風,最大風速35m/s(1969年5月4日),設計時應充分考慮鐵塔抗拔性。為確保鐵塔基礎施工質量,地質勘探與基礎施工全面引入監理機制,實現全程監理。地質勘探由總局委托浙江省浙中地質工程勘察院(資質甲級)勘察,地質勘察范圍14m×14m見方,機械鉆探孔5個,深度9.6m。根據勘察報告新鐵塔施工場地和地基的工程地質條件良好。場地在靜力條件下,穩定性較好,適宜鐵塔建設。基礎施工對基礎標高,基坑大小深度,人工清理墊層澆注,鋼筋水泥質檢報告,防雷接地處理和施工規范(國標)等等都有明確嚴格的安全要求。考慮作為今后的備份天饋系統,鐵塔發射天線設計分二層,第一層11m設計為3副數字電視面包天線,用于2套中央無線數字電視覆蓋,3套自辦高清數字電視和CMMB。第二層12m設計為4層4面的偶極子調頻天線,給本臺4套調頻廣播備份天線使用,也可作為今后數字調頻廣播的預留。新塔建設給我臺創造了良好的發射環境,不但解決了高山臺發射天饋備份難題,提高了發射系統的安全可靠性,降低停播率;而且還可以有效地規避多臺發射機公用天饋所引起的互調干擾問題。
2.2機房屏蔽防雷接地安全設計與考慮
北山防雷接地系統主要由機房屏蔽接地網,50m、75m鐵塔接地網,圍墻接地網聯通,周邊坡地接地網,組成一個大接地網。根據以往雷擊受損經驗,我們把防雷接地的安全設計重點放在機房屏蔽多層接地網建設和電源、信源引線的防雷設計上。首先是機房屏蔽接地網的建設,采用四層屏蔽接地網設計,第一層是機房建筑的鋼筋接地網,第二層是4cm×4cm見方鐵絲網,第三層是60cm×60cm見方鐵鋁合金龍骨,第四層是覆蓋在鋁合金龍骨鋁塑板,構成了機房完整屏蔽等電位接地系統。并用4mm×40mm扁銅帶與設備機架,機房鐵門,靜電地板鋁合金龍骨,鋁合金窗聯為一個有機的整體,最大限度地減少機房接地電阻。其次是在電源防雷措施上,采用三級SPD防護標準措施。高壓變壓器次級和低壓開關柜進線處安裝電源浪涌保護器,采用一級SPD防護標準,標稱放電電流≥60kA。機房配電柜,采用二級SPD防護標準,標稱放電電流≥40kA。交流穩壓電器,采用三級SPD防護標準,標稱放電電流≥20kA。發射機設備供電都通過交流穩壓電器進行隔離。電源進線經過專用橋架,信號進線都外套無縫鋼管,鋼管兩端各設計一個接地柱與地網相聯。改造后實測接地電阻:機房墻體等電位3.9Ω,機房等電位銅銅牌3.8Ω,機房設備金屬外殼等電位3.9Ω,接地網3.8Ω。滿足接地電阻不大于4Ω的防雷設計要求。
2.3發射機監控管理系統安全設計與考慮
發射機房距離總臺管理中心28km,給技術人員的日常維護、有效管理和實時監測發射機運行狀態帶來困難。為此我臺與杭州眾傳數字設備有限公司合作開發了金華北山發射臺發射機監控管理系統。系統整體設計是以數據庫為系統軟件平臺,采用集散控制的方式,完整地實現從傳輸、信源、發射信號、電力、環境、安保的全方位監控,并具備公網查看監控畫面和手機短信采集數據及遠程異地開關機控制功能。可靠的監控設備,客觀準確實時數據,有效地降低人為因素對安全播出的影響,為今后發射臺體制改革,實現“無人值班,有人值守”創造了有利技術條件。
2.4機房通風和供電系統安全設計與考慮
目前我臺發射機房共有9套調頻發射機,發射功率23kW。5套電視發射機,功率23kW。發射機散熱主要靠機器自然排風,然后用空調來控制降溫。在發射設備的不斷增加情況下,特別是夏季高溫天氣,空調降溫效果顯著變差,不利于發射機的穩定工作。為此,我們把所有發射機的出風口通過一個管道連接到室外,考慮風壓問題,在管道兩端設計了排風扇和新風口,借鑒中央空調抽排結合方式,對機房的通風進行改造,取得較好的降溫節能效果。為應對突發應急災難事件和災害天氣發生,保證了重要設備的應急播出和一些重要監測數據參數的保存,我臺在原有雙路供電的基礎上,增加了1臺60kVA的UPS電源。另外,還配置了1臺80kW的柴油發電機,以備不時之需。同時還對部份低壓開關柜進行了擴容改造。初步形成了目前“雙路市電+60kVAUPS+80kW的柴油發電機”結構的配電系統,較改造前更為合理。
2.5多路徑信源備份系統安全設計與考慮
高山臺衛星接收天線受雷擊影響較大,單一信源存在很大的安全隱患,所以在信號源備份的設計上,我們考慮以下幾個不同路徑:一是在山下播出中心安裝衛星接收設備,用光纜與小微波兩個不同路徑傳送到發射機房作為兩路信號源;二是通過全省微波網微波信號作為另一路信號源;最后是山上衛星接收。多種形式不同路徑傳輸備份方式(衛星、光纜、小微波、大微波)確保了信號源的安全。發射機則采用“9+2”備份方式,且發射機內部采用雙電源雙激勵器配置。
3結束語
金華北山發射臺“地面數字電視覆蓋工程”項目建設,涉及面廣,投入較大,施工困難多。在建設過程中,我們從本臺實際出發,緊緊圍繞安全播出目標,充分利用項目配套資金,認真設計與充分考慮,解決了一系列困擾高山臺安全播出的重點和難點問題,提高和改善了廣播電視數字電視覆蓋效果和安全性,達到了預期的目標。
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