DX—600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路原理及維護

【摘要】本文主要介紹美國Harris公司生產的DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路工作原理，并結合具有同機型多個臺站的故障匯編，總結出多種故障類型和維護方法。

【關鍵詞】DX-600中波發(fā)射機;EPLD;漏水故障檢測;光電液位開關

1.前言

美國Harris公司生產的DX-600水冷式中波發(fā)射機，它由三部PB-200單元和合成器（并機網絡）及水泵和熱交換器組構成。冷卻系統(tǒng)采用水冷和風冷組合，PB-200單元和整流機柜在工作中產生很大的熱源，水冷方式是利用水泵和熱交換器將PB-200單元和整流機柜內部元件工作產生的余熱帶走，從而到達降溫的目的，設備內部的水冷管道處于高電壓、大電流環(huán)境下，若出現(xiàn)漏水，必然造成設備損壞。為將危害降到最低，在所有可能出現(xiàn)漏水的地方均安裝漏水檢測器，假設1只漏水檢測器檢測到漏水故障，整部發(fā)射機會立即關斷，且水泵、風機停轉。需要值機員查找漏水故障，妥善處理后，方可播出。此發(fā)射機保護功能完善，線路比較復雜，而在同機型各臺總結的典型故障匯編里的漏水故障案例中，很多不是真正漏水故障，而是一些假漏水故障，造成一些停播事故，所以熟練掌握漏水故障檢測電路工作原理及維護方法是十分必要的。

2.DX-600水冷式中波發(fā)射機冷卻系統(tǒng)工作原理

DX-600中波發(fā)射機雖然效率高，但工作中也產生大量余熱，工作器件都有最高工作溫度限制，需要冷卻系統(tǒng)降溫，以保障發(fā)射機正常運行。圖1所示DX-600水冷式中波發(fā)射機水路設備原理圖。

DX-600水冷式中波發(fā)射機冷卻系統(tǒng)工作原理：冷卻系統(tǒng)用于冷卻3個PB-200單元所有射頻放大器和+250V整流電源，每個PB-200單元及其所屬的整流柜的冷卻系統(tǒng)是串接在一起的，循環(huán)水泵由互為主/備的1#水泵和2#水泵組成，當主泵出故障，備泵自動投入工作。循環(huán)水泵是水路管道液體流動的動力裝置，相當于水路循環(huán)系統(tǒng)的心臟。外熱交換器由1#、2#、3#、4#熱交換器組成，熱交換器利用風和水進行熱量交換，通過風機冷卻內部表冷器進出發(fā)射機內部的循環(huán)水，風把熱量帶出室外，水泵把冷卻后的水通過入水管道送到發(fā)射機中，降低發(fā)射機設備工作所產生的熱量，然后通過回水管道把熱量帶回到外熱交換器組降溫，這樣周而復始，不斷循環(huán)，使發(fā)射機有一個良好的工作環(huán)境，穩(wěn)定工作。補水水箱高于整個水冷系統(tǒng)管道，起到系統(tǒng)補水和管道排氣作用。

PB-200單元是一個閉合環(huán)路冷卻系統(tǒng)，其熱交換柜由1臺表冷器和4臺風機組成，4B1、4B2、4B3風機對下面4個功放機柜冷卻，4B4風機對輸出網絡柜冷卻，風至上而下流動，形成一個閉合環(huán)路，循環(huán)風以對流方式對所有不用水冷卻的部件冷卻，當熱風吹到熱交換柜中的表冷器時，降低閉合環(huán)路流動空氣的溫度，冷卻水的溫度增加。表冷器中的水至上而下進入冷卻射頻放大器的水冷銅排中，這些239塊射頻放大器A、B兩邊散熱片緊貼水冷銅排，把熱量傳導給循環(huán)水，這些水進入整流機柜可控硅冷卻裝置和水冷阻流圈中，帶走工作產生的熱量后，與其余兩PB單元出水匯聚一起送到外熱交換器組進一步冷卻，通過循環(huán)水泵將冷卻水再送到三個PB-200機柜中。每個PB-200單元都有進/出水閘閥，若PB-200單元出現(xiàn)漏水，可以將其進/出水閘閥關閉，脫離水冷系統(tǒng)。

為防止循環(huán)水滲漏對發(fā)射機造成危害，每個PB-200單元都安裝六只漏水檢測器，分別位于右機柜、中機柜、左機柜、擴展機柜、熱交換柜、整流機柜，它們的規(guī)格和技術參數完全一樣;中機柜門上安有LED（發(fā)光二極管）板，整流機柜門上安有電源顯示板。

TCU（發(fā)射機控制單元）機柜是發(fā)射機的控制核心，其PLC（可編程邏輯控制器）對三個PB-200單元和冷卻系統(tǒng)控制盤進行控制。冷卻系統(tǒng)控制盤裝有遠程和本地控制水泵、風機開關，監(jiān)測補水水箱高、低水位、水泵工作狀態(tài)、冷卻水溫度、PB冷卻故障（漏水故障）是否正常，這些信息通過PLC串/并接口反饋給TCU機柜;冷卻系統(tǒng)控制盤間接控制冷卻電源控制箱，冷卻電源控制箱則控制循環(huán)水泵和風機啟/停。

DX-600水冷式中波發(fā)射機采用的漏水檢測器實際上是一種帶內置式開關電路的光電液位開關，它具有結構簡單、體積小、使用方便、安全可靠等特點，采用紅外線探測，可避免陽光或燈光的干擾而引起誤動作。有雜質或帶粘性的液體均可使用，外殼材質為聚砜，是分子主鏈中含有鏈節(jié)的熱塑性樹脂，略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學性能優(yōu)異，剛性大，耐磨、高強度，耐油、耐水、耐酸堿。圖2所示光電液位開關工作示意圖。漏水檢測器的紅色引線接+V電源，黑色引線接電源接地端，白色引線是檢測信號輸出端，光電液位開關包含一個紅外線發(fā)光二極管和一個光接收器，發(fā)光二極管所發(fā)出的光被導入構成傳感器尖部的一個棱鏡。如果沒有液體漏出，則發(fā)光二極管發(fā)出的光直接從棱鏡反射回接收器，漏水檢測器輸出正常（H）高電平信號;當出現(xiàn)漏液，且上升的液體浸沒棱鏡時，則光折射到液體中，從而使接收器收不到或只收到少量光線，漏水檢測器輸出故障（L）低電平信號。

3.DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路工作原理

圖3所示DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路工作原理圖。

圖2 光電液位開關工作示意圖

DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路工作原理：以PB3單元為例，整流機柜6U1漏水檢測器，經6A5接口板與6A1電源控制板相連，+30V電源經J9-1接漏水檢測器紅色引線，+5V電源經J9-3接黑色引線，白色引線經J9-7、R101（10k）接漏水故障比較器U12反相輸入端，紅色引線和白色引線之間接R20（20k）電阻與R101（10k）、R24（9.1k）、地串接，在R24（9.1k）上的分壓就是U12-10反相輸入端電位，經計算為+7V，U12-11同相輸入端為+5V，這樣U12-13輸出端輸出低電平（無漏水故障）。該電平分兩路輸出：⑴、一路經J10-4、TB2-7、水流開關S6、TB2-6、J10-7、R101（10k）接反相器U11-5輸入端，其上拉電阻R101（10k）接+5V，U11-6輸出分為兩路：一路經R12（10k）送U17緩沖器，發(fā)出關斷整流電源信號;另一路經J8-7接電源顯示板J1-7，經故障鎖存電路至DS6冷卻故障指示燈顯示故障。⑵、另一路信號經反相器U8 4-15、J6-4、TB2-20、PB接口板J2-12、R14（680）接光電耦合器U11-6（發(fā)光二極管負端），U11-11輸出接U37-61（XC7372），U37為EPLD（可擦除可編輯邏輯器件）芯片。

PB機柜內1U2、1U3、1U4、2U5、4U1漏水檢測器上紅色引線經TB5端子接1A30（擴展發(fā)射機接口板）J29-8上+15V電源，黑色引線經TB5端子接1A30 J29-9上接地端，白色引線分別經相應TB5端子接J29-4、3、2、1、6，再接U11-5、4、3、2、7輸入端。U11為漏水PAL（可編程陣列邏輯）塊。其邏輯關系相當于五輸入與門，倘若一只漏水檢測器檢測出漏水故障（低電平），U11-23輸出低電平信號，經J4-7、控制板J6-7送到故障鎖存電路，分為兩路：⑴、一路送到故障處理電路，輸出故障關機信號送到操作電路，關斷PB-200單元操作;⑵、另一路經故障LED鎖存電路、J2-17、LED（發(fā)光二極管）板J1-17送到故障顯示電路中的DS27顯示冷卻故障。另外U11-21輸出端出現(xiàn)低電平，使得DS5（漏水故障）亮紅色;U11-18輸出低電平，經R57（36）、J25-13、PB接口板J6-13、R27（100）送到U37-57（XC7372）輸入端。

送到U37-61、57的漏水檢測信號，在EPLD中的邏輯功能相當于二輸入與門電路，即任何一個輸入為低電平時，U37-47就輸出低電平信號。此信號通過緩沖器U10送到J13-18，然后經電纜排線送到PLC數字量輸入模塊上，轉換成相應數據經CPU（中央處理器）模塊程序執(zhí)行，相關數據通過直接通訊模塊經DH+線送到TCU機柜PLC掃描模塊上，經過數據解析和CPU模塊程序運行，在MMI（人機接口）電臺子菜單中顯示PB3漏水故障。并且CPU模塊發(fā)出關機指令也通過DH+線傳至PB1、PB2、PB3單元PLC直接通訊模塊上，經過CPU模塊程序處理，數字量輸出模塊輸出關機指令經PB接口板J14-15送到光電耦合器U17-2（發(fā)光二極管負端），U17-16輸出低電平，經J8-19、控制板J4-19接操作電路執(zhí)行關機。TCU機柜PLC掃描模塊提供停水泵和風機指令和故障狀態(tài)指令;停水泵、風機數據指令送到冷卻系統(tǒng)控制盤PLC串/并接口后，轉換為停水泵、風機低電平信號，使冷卻控制板K3繼電器線圈失電釋放，K3-9、13常開接點斷開，使得冷卻電源控制箱中主用水泵和四臺熱交換器風機的交流接觸器線圈失電釋放，水泵和風機停轉;漏水故障狀態(tài)指令為低電平，這樣U1（NPN晶體三極管）截止，DS7（PB冷卻故障）指示燈亮紅色。

4.DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障處理及維護方法

DX-600水冷式發(fā)射機漏水故障，無論是開機或是關機處于低壓情況下，都可以檢測出來，所以查找故障相對容易。如何快速查找和判斷真假漏水故障，應急播出，通過前面介紹的工作原理，可以非常輕松地整理出處理步驟。

發(fā)射機出現(xiàn)漏水故障的共同特征：TCU機柜MMI電臺控制子菜單顯示相應PB單元漏水故障，并且冷卻系統(tǒng)控制盤DS7 PB冷卻故障指示燈亮紅色。

快速判斷處理故障：在播出中，出現(xiàn)整部發(fā)射機關機，并且水泵、風機停止運行。首先要到TCU機柜MMI檢查電臺控制菜單是否有漏水故障顯示，如果顯示PB 1漏水。到PB1單元檢查六只漏水檢測器周圍是否有積水，如果有積水，立即關閉PB1單元上方進/出水閘閥，將PB1單元CB1空開斷開，中斷PLC供電，并觀察補水水箱水位高度，若水位高于最低水位，可以N-1方式播出，即PB2、PB3并機;否之，則及時補水，然后以N-1方式播出。如果沒有積水，也就是沒有滲漏，直接斷開CB1空開，以N-1方式播出。表1所示PB-200單元漏水故障檢測正常電平值表。

表1 PB-200單元漏水故障檢測正常電平值表

序號 漏水檢測器名稱 測試位置 電平 序號 漏水檢測器名稱 測試位置 電平

1 1U2 1A30 U11-5 +3V 4 2U5 1A30 U11-2 +3V

2 1U3 1A30 U11-4 +3V 5 4U1 1A30 U11-7 +3V

3 1U4 1A30 U11-3 +3V 6 6U1 1A23 R14-5 +15V

通過舉辦幾期無線電臺管理局DX系列發(fā)射機維護技能培訓班，對同機型單位提供的漏水故障典型案例和維護經驗加以總結，整理出如下維護方法：

（1）PB-200單元內部水路銅管接頭都是焊接或者用綠色硅膠軟管連接，膠管與銅管用卡具緊固，每次檢修都要仔細水路系統(tǒng)是否有滲水點，很多情況都是慢慢滲漏，時間久了，量變轉為質變就造成嚴重事故。曾發(fā)生過表冷器銅管接頭出現(xiàn)漏水，4U1漏水檢測器檢測出漏水故障。系真漏水故障。

（2）整流機柜內部水路管道用綠色硅膠管與銅管連接，膠管與銅管用卡具緊固，每次檢修都要仔細檢查是否有滲水點。每年都要進行一次水路管道清洗和換水工作，檢修后復查工作非常重要，確保硅膠管卡具緊固牢靠;曾經出現(xiàn)換水后，硅膠管緊固不牢靠出現(xiàn)漏水，導致6U1漏水檢測器檢測出漏水故障。系真漏水故障。

（3）定期對漏水檢測器進行清潔和接線檢查。若積灰塵過多，會造成漏水檢測器誤動作，造成整部發(fā)射機關機故障。系假漏水故障。

（4）對于漏水檢測器接線端子和TB5端子接線要格外注意，接線必須牢固可靠。曾經出現(xiàn)過TB5端子一根紅線脫出，使漏水檢測器+15V電源缺失，導致這個PB單元出現(xiàn)漏水故障。系假漏水故障。

（5）整流機柜中6A5接口板上排線接觸不良，導致+30V電源缺失，造成這個PB單元出現(xiàn)漏水故障，需要固定好接線。系假漏水故障。

（6）擴展發(fā)射機接口板上U11冷卻PAL塊故障，導致這個PB單元漏水故障發(fā)生，通過測量U11五個漏水狀態(tài)電壓值，發(fā)現(xiàn)有兩個電壓值在+2.5V以下，明顯低于正常值+3V，更換相對應的漏水檢測器，故障依舊，更換U11，故障排除。系假漏水故障。

（7）整流機柜中線熔斷器F4（20A）熔斷，造成該PB單元漏水故障，整部發(fā)射機停播。這是由于整流機柜內點火板、電源控制板、電源顯示板供電取自中線和火線。當中線熔斷器熔斷后，導致電源控制板供電不正常，電壓偏低，致使漏水故障檢測電路發(fā)出漏水故障信號。此系漏水假故障。建議：可以對整流機柜電路板供電線路改造，增加隔離變壓器T3，使用兩個相線對整流機柜各電路板直接供電，徹底解決F4熔斷器熔斷，導致漏水故障這個問題。

一個建議：如果把1A55 PLC電源模塊供電前端增加一只電源空斷，當出現(xiàn)漏水故障后，只斷這只電源空斷，就能中斷漏水故障信息上傳，可以進行N-1播出工作，在低壓電存在的情況下，查找假漏水故障根源。

5.結束語

DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障檢測電路涉及的器件多、種類多，線路比較復雜，真漏水故障與假漏水故障并存，并且假漏水故障高于真漏水故障。通過前面詳細地介紹DX-600水冷式中波發(fā)射機漏水故障工作原理及故障處理與維護方法，可以給同機型工作在一線的技術人員一些幫助，更好地維護好水冷系統(tǒng)，確保DX-600水冷式中波發(fā)射機安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

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[2]DX型大功率中波發(fā)射機.廣播電視發(fā)送與傳輸維護手冊10-1.國家廣播電影電視總局無線電臺管理局.

[3]GEMS SENSORS，LIQUID LEVEL AND FLOW SENSORS.

作者簡介：于春洪（1966—），女，北京人，高級工程師，現(xiàn)供職于國家新聞出版廣電總局無線電臺管理局，研究方向：無線局教育培訓管理。