Självutstrålande överföringsmast

Självstrålande 40 m höga transmissions mast isolerad från jord för mediet vågsändaren av AFN i Hirschlanden (Ditzingen) (överföringsfrekvens: 1143 kHz, sändningseffekt: 10 kW)

En självutstrålande överföringsmast är en överföringsmast där hela strukturen fungerar som en antenn . Den används ofta som en sändarantenn för lång- eller medelvåg . Motsatsen är antennbäraren , som endast fungerar som en mekanisk hållare för den (relativt lilla) sändarantennen fäst vid dess övre sektion, till exempel för VHF-radio eller mobilradio.

Beroende på kraven kan en självutstrålande överföringsmast isoleras från mark eller jordas. I det första fallet sker foder vanligtvis nära marken. I det senare fallet måste överföringsenergin matas in i masten i en viss höjd, till exempel via killar .

Elektrisk koppling

Piedestalisolator för den 314 m höga och 280 ton tunga Lakihegy-sändarmasten i Ungern med rösthuset bakom

Isolerade självutstrålande överföringsmaster är under hög elektrisk spänning (upp till 300 kV) under överföringen och måste därför skyddas mot obehörig inflygning. Den linje matchning mellan koaxialkabeln och impedansen hos antennbasen görs av en resonanstransformator som är inrymt i avstämnings huset.

Eftersom sådana master ibland är mycket höga är flygsäkerhetsbelysning ofta nödvändig. Detta matas via en kabel som leds genom en spole som, med en kondensator ansluten parallellt, bildar en blockeringskrets för överföringsfrekvensen. På detta sätt kan en sändarantenn för VHF monterad på masten också matas.

Alternativt kan strömförsörjningen för mastens belysning och flygsäkerhetsbelysningen också anslutas via en så kallad Austin-transformator . En Austin-transformator består av två cirkulära låsande spolar som roteras 90 ° mot varandra och har ett stort luftspalt för elektrisk isolering. Austin-transformatorn och denna typ av koppling av lågfrekvent matningsspänning för att tända högspänningspylon är uppkallad efter uppfinnaren Arthur O. Austin.

I illustrationen motsatt kan en koppling med en Austin-transformator ses till vänster om stativisolatorn. Till höger om isolatorn finns ett gnistgap för att sprida elektrostatiska, atmosfäriska laddningar orsakade av åskväder . Rösthusets yttervägg är försedd med ett jordat trådnät i syfte att skydda.

Mastens topp lyser sällan upp med hjälp av himmelstrålar , vilket var fallet 1939 för den tyska sändarmasten i Herzberg (Elster) .

Vibrationsdämpning

För att dämpa vindinducerade vibrationer använder vissa självutstrålande rörmastar av stål cylindriska vibrationsdämpare som ser ut som cylindriska utbuktningar. Sådana vibrationsdämpare används till exempel i sändarmasten till DHO38 i Ramsloh i Saterland . De finns också på överföringsmastarna för krympreducerande sändningsantenner till mellanvågssändarna Hamburg , Wolfsheim och Ismaning, som är utrustade med isolatorer, direkt ovanför isolatorn.

Elektrisk isolering av stödet

Flashover vid isoleringen av en Pardune vid sändaren Bisamberg

Själva strålarna av självutstrålande överföringsmast får inte resonera med frekvensen som ska utstrålas . Det är därför de delas vanligtvis med isolatorer . Under åskväder kan höga elektriska spänningar uppstå på grund av den elektrostatiska laddningen på killens rep, vilket kan leda till överslag på isolatorerna.

Alternativt kan killen också avstämmas med hjälp av spolar eller deras längd kan väljas så att ingen resonans uppträder vid den använda överföringsfrekvensen. Den senare konstruktionen har fördelen att det inte finns något behov av isolatorer och överspänningsavledare som bara kan underhållas med stor ansträngning hos killarna . Plastrep har också använts för att staga självutstrålande överföringsmaster. Det finns dock åldrande problem med sådana rep, så deras användning är inte utbredd.

Det finns också master som är elektriskt uppdelade i flera sektioner med hjälp av flera isolatorer. De kan matas flera gånger och möjliggör en plan strålvinkel (antenn för att minska blekning). Sådana konstruktioner används i sändarna i Mühlacker , Ismaning, Hamburg och Wolfsheim ( Rhinsändare ). Massiva kärnisolatorer tillverkade av bränd steatit används som isolatorer för spänning . Ihåliga kroppar gjorda av steatit tjänar till att isolera mastkonstruktionen från jorden. På grund av den höga hårdheten och den därmed sammanhängande låga frakturens seghet hos denna tekniska keramik ställs speciella krav på design och montering.

underhåll

Eftersom de självutstrålande sändarmasten, som är isolerade från jorden, är under hög elektrisk spänning är underhållsarbetet en speciell utmaning, antingen måste antennen vara helt avstängd eller så måste en speciell isolerad plattform användas för att ge montörer säker åtkomst. I det första fallet måste en ersättningsantenn finnas tillgänglig om överföringen inte ska avbrytas.

Människor kan stanna på de flesta självutstrålande överföringsmaster under överföringen, eftersom antennströmmen flyter förbi dem, liknar en fågel som sitter på en kraftledning. Detta gäller dock inte vissa typer av blekningsreducerande sändarantenner. Här isoleras stegen från mastkonstruktionen och en hög spänning appliceras mellan de två under överföringen. Du kan dock kompensera för denna potential och därmed möjliggöra åtkomst till den fasta stegen för underhållsarbete. Överföringsmaster måste alltid stängas av när underhållsarbeten väntar på isolatorer eller i deras omedelbara närhet, eftersom högspänning alltid finns här under överföring.

Som med normala överföringsmaster finns det en stege i självutstrålande överföringsmaster. Den kan fästas inuti eller utanför mastkonstruktionen. I synnerhet när det gäller rörmastar av stål är det vanligtvis installerat inuti överföringsmasten av väderskydd. Som redan nämnts kan denna vertikala stege också fungera som en stege för matning av mastdelar ovanför en isolator, för vilken en isolerad enhet på överföringsmasten är nödvändig.

I vissa självstrålande sändarmaster, ett hiss -system har också installerats, vilken på grund av mast statik är vanligtvis utformad som en självgående klättring hiss . Som regel drivs den av en elmotor, ibland också av en förbränningsmotor. Strömförsörjningen till hissbilen sker antingen via kraftskenor ( Ramsloh i Saterland) eller via en permanent ansluten bakkabel . Den leds genom spolen i en blockerande krets för överföringsfrekvensen, som ligger mellan jorden och överföringsmasten, tillsammans med flygsäkerhetsljusens linjer.

Design

Blaw Knox överföringsmast i Lakihegy

En speciell typ av självutstrålande överföringsmaster är Blaw-Knox överföringstorn , som byggdes i USA före andra världskriget . Denna konstruktion har samma form som en dubbel pyramid. Den har dock sämre strålningsegenskaper än konventionella överföringsmaster och har därför inte använts sedan 1940.

Fristående torn som är isolerade från marken är en annan speciell egenskap. En mycket välkänd representant är Berlins radiotorn , men det användes aldrig som ett självoscillerande transmissionstorn. Andra torn av denna typ är antenntornen för Radio Luxemburg i Junglinster och Blosenberg-tornet i Beromünster.

Den 18 maj 1974 slutfördes den 646 meter höga självutstrålande överföringsmasten Radio Warszawa i Konstantynów , Polen . Det kabelfäste ståltornet som användes som en långvågssändare av "Radio Warszawa" var den högsta strukturen i världen tills den kollapsade den 8 augusti 1991.

Maximal spänning

Den maximala spänningen som appliceras på masten ges av ${\ displaystyle U}$

{\ displaystyle U = (1 + M) \ cdot {\ sqrt {{\ frac {2P} {R}} \ cdot (R ^ {2} + Z ^ {2})}}}

där sändningsuteffekten för omodulerade bärare, strålningsmotståndet vid sändningsfrekvensen, reaktansen vid sändningsfrekvensen. betecknar graden av modulering. För amplitudmodulerade sändare kan det vara maximalt 1, för frekvensmodulerade sändare är det 0. ${\ displaystyle P}$ ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle Z}$ ${\ displaystyle M}$