大型可變真空陶瓷電容器在發(fā)射機(jī)上的應(yīng)用

王明剛

(國(guó)家新聞出版廣電總局九一六臺(tái),青海格爾木 816000)

大型可變真空陶瓷電容器在發(fā)射機(jī)上的應(yīng)用

王明剛

(國(guó)家新聞出版廣電總局九一六臺(tái),青海格爾木 816000)

發(fā)射機(jī)射頻末級(jí)槽路中多裝有可變真空陶瓷電容器這一器件。此電容器在槽路中的主要作用是調(diào)諧、濾波、匹配。對(duì)此電容使用、維護(hù)好壞直接影響到安全傳輸發(fā)射任務(wù)的完成。本文介紹了可變真空陶瓷電容器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、參數(shù),以及到貨檢驗(yàn)、入庫(kù)、庫(kù)存、上機(jī)使用的注意事項(xiàng),重點(diǎn)介紹了打壓試驗(yàn)和漏水檢測(cè)裝置。這樣以后能正確使用和維護(hù)可變真空陶瓷電容器,也能為不間斷、高質(zhì)量安全傳輸發(fā)射工作提供保證。

真空 陶瓷 水冷 使用 發(fā)射機(jī)

國(guó)家新聞出版廣電總局無(wú)線(xiàn)電臺(tái)管理局是總局直屬的公益性文化事業(yè)單位,擁有我國(guó)最大的無(wú)線(xiàn)傳輸發(fā)射網(wǎng)。主要從事廣播電視節(jié)目的傳輸、覆蓋與實(shí)驗(yàn)工作。為中央人民廣播電臺(tái)、中國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)、中央電視臺(tái)服務(wù);為黨的宣傳、思想、文化工作服務(wù)。下設(shè)38個(gè)中短波發(fā)射臺(tái)。共擁有大功率中、短波發(fā)射機(jī)近500部。發(fā)射機(jī)射頻末級(jí)槽路中多裝有可變真空陶瓷電容器這一器件。此電容器在槽路中的主要作用是調(diào)諧、濾波、匹配。對(duì)此電容使用、維護(hù)好壞直接影響到安全傳輸發(fā)射任務(wù)的完成。筆者在發(fā)射臺(tái)一線(xiàn)工作已二十幾年,在此對(duì)可變真空陶瓷電容器的維護(hù)工作做一總結(jié),希望對(duì)廣大同行有借鑒作用。

1 可變真空陶瓷電容器簡(jiǎn)介

可變真空陶瓷電容器采用真空介質(zhì)、陶瓷絕緣外殼,因而介質(zhì)損耗低,具有耐壓高、體積小、Q值高、性能穩(wěn)定可靠。在發(fā)射機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。由于大功率發(fā)射機(jī)中可變真空陶瓷電容器承受的工作電壓和射頻電流較高,因此對(duì)其制作工藝有較高要求,本世紀(jì)初主要依賴(lài)美國(guó)、瑞士進(jìn)口。之后國(guó)內(nèi)有江西萬(wàn)平、江蘇維安盛、昆山國(guó)力相繼研發(fā)成功,在主要技術(shù)參數(shù)上和性能上與進(jìn)口電容相近,已能替代進(jìn)口。

可變真空陶瓷電容器有兩組同心無(wú)氧銅柱筒組件,一組可滑動(dòng),一組固定(如圖1所示)。陶瓷外殼,無(wú)氧銅兩端封接,金屬波紋管和軸、軸套相連接。通過(guò)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)改變電容極片間面積來(lái)調(diào)整容量,螺桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),滑動(dòng)環(huán)上移,容量由大變小,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)相反。電容器的主要參數(shù)有(以CKTB650/35/170為例):容量范圍30—650±30;外形尺寸φ203×H345;工作電壓35KV;試驗(yàn)電壓49KV;圈數(shù):60;最大射頻電流:170A;最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩:1N*M;機(jī)械壽命:5000—20000次。

2 可變真空陶瓷電容器的使用

可變真空陶瓷電容器的使用有驗(yàn)收、入庫(kù)、庫(kù)存、上機(jī)四個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 驗(yàn)收

電容器從廠(chǎng)家采購(gòu)運(yùn)抵臺(tái)區(qū)后,應(yīng)組織驗(yàn)收工作,如不合格,可退回廠(chǎng)家索賠。首先,對(duì)電容器開(kāi)箱,檢查合格證、檢驗(yàn)證是否齊全。然后對(duì)電容器進(jìn)行目測(cè)檢查,看陶瓷外觀有無(wú)裂紋,容號(hào)是否與證書(shū)上相符,電容器表面應(yīng)清潔,外部金屬表面應(yīng)光潔,在陶瓷與金屬封接處不應(yīng)有金屬流跡。封接口應(yīng)牢固、可靠且密封,機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固,不應(yīng)有變形和損傷。使用2.5kv絕緣搖表對(duì)電容兩極間進(jìn)行搖測(cè),判斷絕緣度是否良好。使用容量表測(cè)試電容容量,最大電容量允許偏差為±5%,最小容量小于或等于標(biāo)稱(chēng)值。最后對(duì)電容進(jìn)行耐壓試驗(yàn),工頻峰值試驗(yàn)電壓讀數(shù)應(yīng)與標(biāo)稱(chēng)工作電壓相同。直流試驗(yàn)電壓值為標(biāo)稱(chēng)工作電壓值的1.4倍。泄漏電流小于15μA。耐壓試驗(yàn)應(yīng)分別在最大、最小、中間容量進(jìn)行。試驗(yàn)完后將容量轉(zhuǎn)到最大然后回轉(zhuǎn)1/4圈準(zhǔn)備入庫(kù)。

2.2 入庫(kù)

電容入庫(kù)時(shí),應(yīng)建立電容使用卡片,該卡片記錄電容檢驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)情況,檢驗(yàn)人員名字,驗(yàn)收日期。使用上機(jī)情況記錄。此卡片一直隨該電容到使用終了。

2.3 庫(kù)存

電容倉(cāng)庫(kù)應(yīng)保持潔凈、干燥,電容在倉(cāng)庫(kù)中保存要套上防塵罩,防塵罩最好用棉布制作。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)除濕機(jī),有條件的可專(zhuān)門(mén)購(gòu)置防潮柜存放。庫(kù)存電容每隔六個(gè)月要進(jìn)行打壓。打壓的目的是為了除去電極上的毛刺和提高電容器的真空度和耐壓值。打壓應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)并做記錄。打壓的具體方法為:(1)做好相應(yīng)的安全措施,設(shè)置高壓圍欄,懸掛警示牌,操作人員站在絕緣墊上,戴絕緣線(xiàn)手套,操作應(yīng)有兩人以上進(jìn)行,做好監(jiān)護(hù)呼應(yīng)。打壓完成后要及時(shí)放電。(2)對(duì)打壓車(chē)做好空載試驗(yàn),接通電源緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升壓旋鈕,檢查控制箱及輸出電纜有無(wú)異常響聲。電壓升至設(shè)定保護(hù)值時(shí),打壓車(chē)應(yīng)會(huì)保護(hù)跳閘。(3)電容高壓試驗(yàn),設(shè)置保護(hù)電壓,將高壓試驗(yàn)器輸出端及接地線(xiàn)分別連接電容兩極,將電容器容量設(shè)置最大,緩慢升起電壓至試驗(yàn)值(交流打壓車(chē)升至電容標(biāo)稱(chēng)工作電壓,直流打壓車(chē)升至電容試驗(yàn)電壓),做好記錄。在打壓過(guò)程中如出現(xiàn)打火或跳閘現(xiàn)象,應(yīng)將電壓先降低,至不打火值穩(wěn)3分鐘后再慢慢升起至要求值。然后在電容量最小值、中間值處各進(jìn)行一次打壓。

2.4 上機(jī)

當(dāng)發(fā)射機(jī)需要更換電容時(shí),電容器從倉(cāng)庫(kù)中領(lǐng)出應(yīng)查看電容卡片,保證電容型號(hào)相符,技術(shù)指標(biāo)符合要求。對(duì)電容進(jìn)行再一次打壓試驗(yàn),水冷電容還應(yīng)檢查電容是否漏水(檢查方法單獨(dú)介紹)。更換電容時(shí)應(yīng)將電容轉(zhuǎn)到最小容量然后回轉(zhuǎn)半圈。將發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧數(shù)據(jù)調(diào)整至最小值(200),斷開(kāi)自動(dòng)調(diào)諧驅(qū)動(dòng)器電源;電容瓷環(huán)上要戴上保護(hù)紙,操作者戴上棉布手套端電容,避免弄臟瓷環(huán)。電容上機(jī)后應(yīng)及時(shí)固定好電容底座螺栓和緊固好電容帽以及連接好進(jìn)出水水管。合上自動(dòng)調(diào)諧驅(qū)動(dòng)器電源,調(diào)整電容至發(fā)射機(jī)應(yīng)開(kāi)頻率所需值,加上高壓,微調(diào)整發(fā)射機(jī)狀態(tài),進(jìn)行高低中音頻滿(mǎn)調(diào)幅試驗(yàn)。然后對(duì)低頻段(6—7MHZ),中頻段(9—11MHZ),高頻段(17—21MHZ)分別加高壓加調(diào)幅試驗(yàn)。

圖1

圖2

圖3

3 水冷可變真空陶瓷電容器的漏水檢測(cè)

大功率可變真空陶瓷電容器由于工作電流大,存在一定的損耗,引起瓷環(huán)和極片發(fā)熱。嚴(yán)重時(shí)可使極片燒壞,瓷環(huán)燒裂。為帶走損耗產(chǎn)生的熱量,往往對(duì)電容進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷和循環(huán)水冷卻。有的電容加裝水冷盤(pán),也有的本身帶有水冷。水冷式可變陶瓷真空電容器由動(dòng)子組、定子組、真空室、波紋管及陶瓷外殼組成,在拉桿與導(dǎo)套之間設(shè)有水密封圈。頂部設(shè)有進(jìn)水口,進(jìn)水口下方設(shè)有出水口。拉桿底部設(shè)有通孔,從而形成冷卻水通道(如圖2所示)。

水冷電容最大的問(wèn)題就是漏水,如果在上機(jī)之前沒(méi)能檢查出漏水,上機(jī)后開(kāi)啟風(fēng)水后才發(fā)現(xiàn)漏水就麻煩了,不僅會(huì)延誤恢復(fù)播音時(shí)間,而且可能帶來(lái)次生故障。造成真空電容發(fā)生滲漏水的主要原因有:(1)真空陶瓷電容從廠(chǎng)家出廠(chǎng)在運(yùn)輸過(guò)程中受到震動(dòng),引起電容內(nèi)部水路部件有一定的損傷,造成一定水壓下,密封度不夠而發(fā)生滲漏。(2)因真空陶瓷電容在庫(kù)房存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng),密封圈老化,在一定水壓下,發(fā)生滲漏。(3)備份真空陶瓷電容在庫(kù)存時(shí)只做耐壓試驗(yàn),不做水壓力試驗(yàn)。

那么怎么才能檢查電容是否漏水呢？因?yàn)槔鋮s水是帶有一定壓力的,所以普通的加水試驗(yàn)并不完全能發(fā)現(xiàn)是否漏水。在實(shí)際維護(hù)中,我們自制了一套試水裝置,在此做一介紹。

如圖3,此裝置可檢測(cè)水冷真空陶瓷電容在一定水壓下,會(huì)否發(fā)生滲漏,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水電容進(jìn)行修復(fù)。主要特征有一個(gè)水箱、水箱出水管、壓力水泵、壓力表、水泵出水管、水箱回水管、閥門(mén)和水冷真空陶瓷電容。(在圖中標(biāo)的序號(hào)為:1水箱,2水箱出水管,3壓力水泵,4壓力表,5水泵出水管,6水箱回水管,7閥門(mén),10水冷真空陶瓷電容。)把水箱、水箱出水管、壓力水泵、壓力表、水泵出水管、水冷真空陶瓷電容、水箱回水管、閥門(mén)依次連接,形成一個(gè)密封的閉合回路,便構(gòu)成一整套水壓力試驗(yàn)裝置,開(kāi)啟壓力水泵,將水冷真空陶瓷電容內(nèi)部的水壓升高至5*105Pa后停止,保持壓力10分鐘,確認(rèn)電容內(nèi)部不滲漏檢測(cè)通過(guò)。將水箱、壓力水泵、壓力表、閥門(mén)均安裝在一臺(tái)可移動(dòng)的推車(chē)上,便于對(duì)不同地點(diǎn)的電容進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

大型可變真空陶瓷電容器價(jià)格十分昂貴,做好正確使用和維護(hù)不僅能節(jié)約經(jīng)費(fèi),也能為不間斷、高質(zhì)量安全傳輸發(fā)射工作提供保證。只有在實(shí)踐中不斷總結(jié),才能更好地做好維護(hù)工作。