刘传奇 杨贵峰

1.2.安徽广播电视台宿州发射台 安徽省 宿州市 234000

1 引言

宿州发射台地处淮北平原东北部，属暖温带半湿润气候，四季分明，光照充足，降雨适中。四季气温变化明显，夏季高温，冬季寒冷，气温差别较大。同时，昼夜温差较大，特别是在秋冬季节，昼夜温差最高可达30度左右，宿州全年温度统计数据如图1所示。

图1 宿州市全年温度数据曲线图

皖北地区杨树、柳树种植数量和种植面积巨大，分布广泛，每逢春季4—5月份气温升高、光照充足、空气湿度小、温度适中，成熟的杨柳絮铺天盖地，随风飘散，漫天飞舞，无孔不入，危害人民健康，如图2所示。在传输发射台区内，飞絮顺着天调室出风口进入，附着在电感、电容周围，一旦有某个元器件过热，随时会点燃飞絮，具有较大的消防安全隐患。同时，由于天调室有出风口，密封性不严，除了飞絮以外，还有大量的灰尘进入，造成天调室卫生状况较差。因此，天调室需要定期清理卫生，特别是飞絮时节还要加大清洁频率，重点清扫。

图2 杨絮泛滥时期展示图

2 传统中波天调室温湿度

2.1 中波天调室温湿度控制必要性

中波台的天馈系统由发射铁塔、馈线（管）、匹配网络、地网等部分组成。天馈系统处于发射系统的最末端，远离机房，常年处于室外，工作环境恶劣，最容易受天气和其他客观因素的影响而产生参数变化，再加上对天馈系统工作状况的监测远不如发射机工作状况的监测那么齐全和直观，因此，天馈系统的变化给发射效果带来的影响往往被忽视，甚至造成劣播和停播事故。

匹配网络（天调网络）能够使天线与馈线的阻抗匹配，这样才能将发射机的高频能量最有效地传送到天线上去。如果天线与馈线不匹配，不仅仅影响馈线的传输效率，还将产生反射波，形成驻波，影响发射机的稳定工作，甚至会破坏发射机元器件。

匹配网络主要由电感和电容组成，当发射机工作时，电感会发出热量，使天调室温度增高，而温度的变化又会导致天调网络阻抗的变化。当天调网络阻抗变化时，天线与馈管的阻抗失配又会产生驻波，匹配网络元器件发热，使天调室温度继续升高，形成恶性循环。冬天时，发射机关机后，天调室温度迅速下降，等到再次开机时，由于温度下降，往往会出现网络失配现象，发射机驻波比高，增加了播出安全隐患。

天调室如果温度太高、湿度过大、灰尘太多，容易造成天调网络中的元器件短路和损坏；如果温差过大，会造成网络失配，导致发射机驻波比产生变化，影响发射效果。因此天调室必须要做好温度、湿度和密封性控制。

2.2 宿州发射台中波天调室温湿度控制现状

宿州发射台台区地势低洼，如图3所示，发射机房被池塘包围；天调室和发射天线建设在池塘中间，建有天桥直达，天调室占地面积小，实际使用面积只有10平方，而且有2个天调室采用三频共塔设计方案，天调网络设计较为复杂，使用元器件数量多，占用空间大，只能利用支架分隔为三层使用，剩余空间狭小，通风性差，散热性差。发射地网埋在池塘地表土以下，池塘水面高度随着季节变换而变化，在梅雨季节过后的秋冬季节，水位最高时可达3米以上，虽然气温变化大，但水温基本恒定，地网的阻抗值也变化不大；春夏时气温升高，水位迅速下降，最低时池塘干涸开裂，地网甚至裸露在外，经太阳直射后，地网阻抗值变化巨大。

图3 台区俯瞰图

目前，宿州发射台在天调室墙壁上开凿出风口，安装排风扇，夏季炎热时排风降温，冬季转凉后使用密封措施将排风设备出风口处密封好，进行密封保温，保证天调室温度不至于太低。现有方案存在以下问题：

（1）温度控制不理想，昼夜温差大，天调网络变化较大，只能依靠调整发射机的机内网络来保证网络阻抗适配，降低发射机驻波比。基本每间隔1个小时就要巡查调整1次，特别是在夜间开机时，半个小时就要调整1次。同时，在季节变换时，阻抗变化更大，调整发射机内网络已经不能将驻波比降到1以下，因此只能间隔2个月就要调整天调网络阻抗值1次。

（2）夏季雨季时空气湿度大，而天调室夏天又无法密封，湿度无法控制，电感容易产生氧化现象。

（3）皖北地区气候干燥，灰尘大，蚊虫多，天调室夏天无法密封，容易造成天调网络中的元器件短路，特别是每年4-5月份，杨柳絮高峰期，大量杨絮飞入天调室，有引发火灾损坏天调网络元器件的隐患，因此需要每周清理1次，维护工作量太大。

3 基于空调的温湿度控制方案

3.1 温湿度控制方案设计

方案1：扩大天调室面积，增加散热空间，夏天可以降低天调室温度，但冬季时，发射机关机后，温度下降较快，容易产生因温度过低而出现网络失配的现象。

方案2：天调室的排风扇更换为排风管道，夏季时排风散热效果明显改善，但冬季时温度依然不能控制，密封性也没有改善。

方案3：堵住排风口，在天调室中安装温湿度控制系统，不但可以自动调节温度、湿度参数，保证天调室有一个恒温、恒湿的环境，还保证了天调室的密封性。当前最为简单实用、稳定可靠的方法就是在天调室安装空调设备，在条件允许的情况下，还可以加装监控设备，提供天调室的温度、湿度、视频情况。

3.2 方案对比

根据台区的实际情况，天调室是建在池塘水面上的，占地空间有限，增加天调室面积费用较高，而且天调室早已建成使用，重新设计建造代价太大，因此方案1基本不可行。

方案2是大多数发射台站当前使用的方法，存在密封性差、温差大、灰尘大、每个月都要定时清理的问题。而且此方案依然是粗放型的排风降温和密封保温方法，不能对温度、湿度进行量化控制。

方案3对于温度、湿度和密封性的控制都比较好，而且建设成本不高，可以直接购买成品设备。因此，方案3是当前可实施的最佳方案。

3.3 方案实施及效果

2014年5月，按照预定方案，停用换气扇，将换气出风口完全密封。同时，分别在3个天调室安装了空调，并将空调温度设置为自动模式，20度恒温状态。安装实施完毕后，正常恢复播出，天调室运转一切良好。安装实施效果图如图4所示。

图4 天调室温度控制系统实施效果图

（1）天调室卫生情况明显好转，蚊虫和其他小动物也很少进入到天调室，维护次数由以前的每月1次，变更为每半年1次，天调室依然能够保持干净整洁，甚至比每月维护1次时还干净。

（2）天调网络中的元器件损坏情况越来越少，无形中延长了元器件的使用寿命，节省了开支。同时，发射机网络驻波比和天线驻波比更加稳定，发射机开机时调节驻波比次数由2～3次减少到0次；天调网络阻抗调整次数也由每年的5～6次减少到每年春、秋各1次。

（3）天调网络事故次数明显减少，安全播出事故率呈逐年下降趋势，效果明显，如图5所示。

图5 近年来中波广播停播率统计图

3.4 注意事项

（1）变频空调的变频范围为30～130Hz，与中波频率相隔较远。目前，空调设备已经运行8年依然良好，说明中波天调网络对空调、除湿仪等设备不存在干扰问题。

（2）平时例行检修换电时或电力故障恢复时，需要及时开启空调，否则会导致天调室温度过高，驻波比过高，影响发射效果。

（3）夏季炎热，空调设定温度可适当降低一点；冬季寒冷，空调设定温度可适当提高一点，保证下半夜开机时天调网络稳定。

（4）由于常年天调室温度恒定，天调网络中的电容突然炸裂的情况减少，但是会慢慢裂开，在维护检修时要重点检查电容有无裂纹情况发生，发现后及时更换。

4 智慧中波天调室设想

目前，全国都在进行智慧广电项目研究和推广，其中智慧台站建设尤为突出，中波天调室的智慧化方案涉及到天馈线系统的建设和环境监控两个方面。结合中波天调室温湿度控制系统的设计，对智慧中波天调室提出以下设想：

（1）温湿度控制系统与监控系统对接，实现在值班机房就能对中波天调室温度、湿度进行实时控制，并能对空调、加湿器等电器设备进行开关机控制、模式控制等，实现在不同季节、不同时间段对温湿度范围的设定，做到运行稳定与节能平衡。

（2）天调室安装温湿度传感器，实时监测天调室的温度、湿度，与温湿度控制系统联动，当温度、湿度超出设定范围时，自动启动温湿度控制系统进行调节，当调节无效时弹出报警窗口，提醒值班员查看处理。

（3）天调室安装视频监控，实时监控天调网络运行情况，同时还可以入侵检测，防止非法人员侵入天调室，破坏天调网络，影响安全播出工作。由于天调室距离值班机房较远，可以通过定向天线无线传输实时画面，减少布线，而且经实际运行结果证明中波频率对视频设备无干扰。

（4）天调室安装烟雾传感器、高灵敏度特异性气体传感器，对天馈线异常发热后散发的烟雾、挥发气体进行早期检测和告警；与视频监控配合，对电感、电容元件相邻的接触点的尖端放电、打火、拉弧现象实时监测，对天调网络的异常情况早发现早解决。

（5）天调室安装红外热成像仪器，实时监控异常发热的元器件，异常升温时及时告警。

（6）由于宿州发射台天调室是建在池塘水面上的，因此天调室透水的可能性大大增加，可安装一个水浸传感器，一旦被水侵入时，能第一时间报警，及时发现天调室被水侵入。

结 语

本文设计的基于空调的天调室温湿度控制系统密闭性好，实施效果好，适用于安徽、河南、山东、河北、山西、天津、北京等会出现季节性飞絮地区，同时也适用于新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、辽宁、吉林等沙尘暴影响较深的地区。另外，温湿度控制属于精细化控制，量化到具体的数值，适用于对温湿度要求严格的地区。此外，本方案有利于智慧台站的建设，后续扩展性强，投资低，具备推广价值。