曹人盛

（江西省赣州市南康区融媒体中心，江西 赣州 341400）

0 引 言

地面数字电视补点站承担着中央广播电视节目覆盖工程“最后一公里”的发射传输任务，是整个覆盖工程的重要一环，它直接影响到人们能否看好电视、听好广播，享受到广播电视公共覆盖工程公益化、均等化服务的质量，是数字化乡村振兴的有效手段之一[1]。如何使得补点站的无线覆盖效果良好，除了做好日常运维外，要确保“满时间、满功率、满调度”播出，并不是一件简单的事。根据补点站的运维实践，探讨在复杂供电环境和严峻防雷形势的现状下，加强补点站机房供电不间断电源及防雷地网的改进等重要措施，确保无人值守补点站安全运行，为偏远山区群众提供覆盖效果优良的无线广播电视信号。

1 目前补点站的现状

江西全省有141座中心台站，56座乡镇补点站，点多面广。各乡镇补点站由省局统一采购、建设，其中传输需求、工程设计及施工大都按标准化来建设，但由于各地补点站运行环境各异，基础条件差别大，很多乡镇补点站机房位置偏远，日常运维成本高。中标承建方为节省成本，在供电负荷、防雷地网、温度防尘等方面没有设计冗量，过于简单，主要表现有：

（1）统一配备的供电柜用的控制开关的最大电流只有20 A的漏电开关，不能满足机房供电负荷需求；

（2）针对各地情况建设的防雷接地过于简单，基本是用扁钢做简单接地，搭接民房的钢筋，或根本就没有接地、直接跳空，不符合防雷接地要求，实际防雷效果有限；

（3）温度防尘满足不了现在广播电视播出机房设备类型多样化（前端节目源接收、编码复用、自动化采集等设备）、功率器件模块化、集成化（电源管理模块、功率半导体器件等精密器件的防静电）要求。

基于这些过于简单的设计，补点站在实际运行过程中容易出现各种故障。主要故障现象有：

（1）野外农网供电不稳定，电压波动上下限值容易突破UPS主机的实际承受范围，引起保护断电；

（2）南方春夏多雷雨，一遇雷雨潮湿天气，供电柜控制开关容易跳闸保护；

（3）机房条件简陋，防尘要求不达标，设备运行久了，易出故障报警，特别是温度异常报警，影响补点站的安全播出。

2 基于自复位原理改进的补点站简易自动化运行方案

中央广播电视节目覆盖工程是在国家广播电视总局整体规划下，由各省统一采购建设的，设备按照标准化要求配置，但各地补点站机房条件、运行环境差异大，从后期维护管理的角度考虑，按标准化优化建设的机房要综合考虑各子系统的冗量问题。一方面，机房空间有限，需要放置的设备多，可最大化利用，也利于机房设备的日常运维；另一方面，要做好门窗防尘，有效防止外部尘灰对机房的影响，尽可能减少机柜内灰尘，减少静电对设备的危害。

2.1 自复位不间断稳压电源的工作原理及标准化改进

自复位开关的原理是：当电压过高或过低时，自动断开负载侧电源，防止负载烧毁，保护负载设备。以市场上公牛、西门子、正泰等品牌的自复位开关为例，一般过压脱扣≥270～280 V，欠压脱扣50～160 V，断电后送电延时30±5 s。利用自复位开关工作原理，考虑补点站设备、空调总负荷，配置带自复位开关的10K单相稳压电源（定制稳压电源的调压范围165～275 V），与不间断电源组合供电。一旦遇到雷电或农网电压波动大时，在农网供电最前端的自复位开关先动作，瞬间脱扣，保证后面的稳压电源、空气开关、UPS主机能够保持正常的工作状态，自复位开关复位后，实现无人值守补点站50 W地面数字电视发射机的简易自动化运行，可减少运维人员压力。

目前各补点站供电端配备的总开关是32 A的漏电开关，6路供电分支端配20 A漏电开关；信号源接收处理设备配备有6K UPS不间断电源，对卫星接收机、编码复用器、自动化监测采集器及多画面服务器等进行不间断供电；50 W发射机供电取其中一支路20 A漏电开关的分路输出。这样的供电设计不符合野外站点的设备用电要求。因补点站位置相对较高，南方天气雷雨频繁，防潮防湿防雷电是个考验，机房内广播电视设备又需要24小时不间断工作。要确保设备正常运行，机房供电系统具有特殊性。在做机房标准化供电设计时，要充分考虑4个因素：一是不间断供电；二是要满足机房所有用电负荷，确保留有足够的冗余量；三是做好供电端的防浪涌雷、感应雷措施；四是野外补点站机房使用的是农网供电，台区变压器离机房远，架空线路长，电压波动大，设备端供电应避免使用漏电开关，可用空气开关作为供电控制端。

补点站供电是一个小系统工程，尽管其总负荷不大，但机房供电设计和施工必须按广电高山台的要求规范标准化，设备供电要与空调、照明分开，主要的几路发射设备供电也要一一分开、单路控制、单路供电。具体的要求是：机房供电频率50 Hz；电压220 V；相数为单相三线制；稳态电压偏移范围220 V（±10%）；稳态频率偏移范围50 Hz（±0.5%）。机房电源总控单相80 A空气开关控制，采用农网外电、UPS电源双回路供电，不间断电源符合设备断电后延时要求；同时在外电跟机房内配电箱总控之间配置一个定制的带自复位开关，由接触式调压器、伺服电机、自动控制电路组成10 kW碳刷式稳压电源，形成组合供电，一方面可以消除农电波动对设备的影响，保障负载长时间稳定工作；另一方面可以防止空气开关误动作导致发射机触发故障报警。

2.2 防雷地网要标准化改进

防雷接地是补点站建设的重要环节，特别是对于为解决偏远山区人口居住集中的、路途遥远的无人值守野外补点站，涉及到日后的安全运维。建好一张符合要求的防雷地网，解决供电端稳定供电问题是关键。一般来说，补点站标准机房内的各个系统都有各自独立的接地要求，有强电的交流地、设备机柜保护接地以及防雷地网接地等。总的原则是各接地都有独立接地端子，不同接地子系统不得共用接地线缆，都必须有独立的接地线缆与铺设地网（接地电阻≤4 Ω）和机房防静电板下铺设的接地铜板带连接，确保地网接地充分，“一体化”等电位连接。

防雷地网的设计、施工必须严格按照规范要求实施。具体有如下要求。

（1）要考虑铁塔、机房周围的土质地质结构。

（2）地网的施工要专业化，选择专业的施工队伍。所用的导电电阻泥、热镀扁钢以及地桩的铺设要规范，机房内铜带各接地点要有专用的接地端子，防浪涌、感应雷地网与防直接雷地网要隔开一定的安全距离，建设后的地网接地电阻要严格符合≤4 Ω的要求。

（3）所有进出机房的线路不能裸线进出机房，必须用PVC管道或弱电桥架跨接。同时，防浪涌、感应雷应根据电源总控端、信号源接收设备、发射机供电端等实际情况安装多级浪涌保护器（SPD），达到有效、快速泄雷电的效果。

2.3 机房温度防尘标准化改进

机房的温度、防尘工作在有些补点站的日常运维中并不受重视。很多人认为补点站机房地处偏僻，山上空气好，只要打开窗户让空气自然流通，就可以达到机房降温目的。在日常的运维过程中，运维人员经常碰到发射机温度告警或一些电气连接端子接触性故障，只需用吹风机吹掉灰尘或重新插拔，故障一般就可以排除。这是因为发射机长时间工作时产生静电吸附，使很多漂浮在空气中的灰尘吸附在设备上，造成设备散热不好或接点接触不良，引起报警或工作故障，严重时影响机器寿命。另外，南方天气潮湿，机器的最佳工作温度大概在25℃左右，若没有空调恒温除湿，容易造成机器一些触点、接触器件生锈产生“铜绿”。因此，标准化建设机房的控温、防尘很有必要，可以在机房窗户安装纱窗、防晒窗帘，定期清洗防尘网，同时安装空调，24小时开机，保持机房温度在25℃左右[2]。

无人值守补点站在实现简易化自动运行过程中，防雷地网、机房温度防尘标准化建设是保证供电组合电源能够长时间稳定供电的基础，三方面相互依存，给补点站稳定、低成本“满时间、满功率、满调度”播出运行带来保障，同时也给运维带来便利，可减少一线技术人员运维压力。

3 实际案例应用

南康区赤土爱莲中央广播电视节目覆盖工程补点站位于城区20 km外的原云峰山场部半山腰，海拔291.4 m，发射塔高25 m，发射天线相对高度316.4 m，主要承担中央广播电视节目覆盖工程15套数字电视的发射任务。机房是新建的一层高2.8 m、面积20 m2的砖混结构，供电使用当地的农网供电，信号源接收端设备采用220 V单相6K的UPS不间断电源供电，配电箱使用63 A漏电开关总控，分路控制20 A 2 P漏电开关。中标方施工时出于成本考虑，做25 m铁塔时选择的材料是冷镀锌的扁方钢，这种材料每隔几年就要做防锈处理；防直接雷地引线只是做了简单延伸，机房的防雷地网并没有严格按规范要求做，只是简单连接一个用普通扁钢做的防直接雷地引线，没有安装防浪涌雷、感应雷的浪涌保护器（SPD），机房整体防雷效果比较差。一遇到下雨或雷雨天气，供电控制开关容易跳闸，给安全播出带来很大压力。

对于野外发射补点站，供电端的稳定相当重要，而防直接雷、防浪涌雷、防雷地网的标准化建设是关键。浪涌防雷要根据重要设备的分布进行设计，做好多级防浪涌处理，一般至少要做三级防浪涌保护。针对这些要求，对该补点站进行了相关改造，具体做法如下。

（1）电源改造。在农电与机房供电总控端加装一个定制的带自复位开关的10 kW碳刷式稳压电源，与原有的6K UPS不间断电源形成组合供电，同时将原来的漏电开关全部改成80 A、32 A的空气开关。

按规范要求做好防雷地网及多级浪涌保护器的安装。在机房总电源空开出端并第一级80 A浪涌保护器，220 V 6K UPS不间断电源之前的分空气开关出端并第二级60 A浪涌保护器，第三级40 A浪涌保护器安装在发射机供电端的控制输入端，以此保证重要设备发射机具有三级浪涌保护，这样可最大程度地预防感应雷，使设备免遭雷击损坏，保证广播电视设备的正常工作。

安装1.5匹空调，并对空调增加来电自启功能，防止空调断电再来电后不能自启，使机房保持设备最佳工作状态需要的25℃左右的恒温，同时为窗户安装纱窗、窗帘，做好防尘、防鼠、防蚁处理，使机房干净恒温，保证发射机处于稳定工作状态。

4 结 语

补点站机房建设是一项系统工程，是解决地面数字电视“最后一公里”覆盖的有效手段。除做好日常运维外，前期各项子系统的规范化建设非常重要，尤其是供电、防雷、温度防尘的设计施工，既要考虑冗余量，又要根据场地的实际情况来施工，更要从“安全、经济、高效”方面考虑后期的运维，多管齐下才能确保满足中央广播电视节目覆盖工程“满时间、满功率、满调度”的安全播出要求。这种基于自复位原理实现无人值守补点站的简易化自动运行的经济型解决方案，可大大减少基层运维压力，同时也为广大偏远山区受众提供了均等化、稳定的地面广播电视公共覆盖服务。