DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)射頻末級電子管的全壽命管理

王 晶

（國家新聞出版廣電總局2024臺，黑龍江佳木斯,154000）

DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)射頻末級電子管的全壽命管理

王 晶

（國家新聞出版廣電總局2024臺，黑龍江佳木斯,154000）

作為發(fā)射機(jī)的核心器件，射頻末級電子管工作的穩(wěn)定性直接影響到發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，本文針對DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)的射頻末級電子管的驗(yàn)收測試、入庫存儲、環(huán)境控制和后期管理的整個過程以及在各階段涉及的注意事項(xiàng)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，為相關(guān)領(lǐng)域中射頻末級電子管的維護(hù)管理提供參考。

射頻末級電子管；打壓測試；環(huán)境控制

0 前言

隨著廣播電視事業(yè)的發(fā)展和對于安全播出的特殊要求，我國自主研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)。作為發(fā)射機(jī)的核心器件，射頻末級電子管工作的穩(wěn)定性直接影響到發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，本文針對DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)的射頻末級電子管的驗(yàn)收測試、入庫存儲、環(huán)境控制和后期管理的整個過程以及在各階段涉及的注意事項(xiàng)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，為相關(guān)領(lǐng)域中射頻末級電子管的維護(hù)管理提供參考。

1 DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)射頻末級電子管簡介

國產(chǎn)DF500A型500KW短波發(fā)射機(jī)射頻末級主要采用瑞士THALES公司生產(chǎn)的TH576型電子管，采用陰地線路，陰極直接接地，工作在C類狀態(tài)。TH576電子管可以工作在無柵流狀態(tài)，驅(qū)動功率僅僅用于補(bǔ)償輸入匹配線路損耗，但為了工作在穩(wěn)定的飽和C類狀態(tài)，射頻末級仍然工作在小柵流狀態(tài)（約2A），需要激勵功率大約 3 - 4 kW，-800 V偏壓加在控制柵極。載波狀態(tài)下，射頻末級電子管提供大于500 kW的輸出功率，屏極阻抗大約為190Ω，屏極電壓為14 kV。射頻末級電子管各極供電簡圖如圖1。

TH576電子管具有優(yōu)良的高頻特性，其陰極和柵極引出環(huán)相互交換位置（引出線在管內(nèi)進(jìn)行了交換），對于陰極直接接地的線路來講，電子管的管座可以非常簡潔，控制柵極和簾柵極線路的處理也可以更為直接和簡潔，有效地減少幾何尺寸，有利于提高功率放大器的高頻特性。

2 射頻末級電子管的驗(yàn)收測試

2.1 射頻末級電子管的外觀檢查

新的電子管在驗(yàn)貨時(shí)，首先對外觀進(jìn)行仔細(xì)檢查并拍照存檔，已備隨時(shí)查詢，檢查項(xiàng)目主要有以下幾項(xiàng)：

（1）貨物在包裝箱中固定和懸掛是否正常

（2）包裝箱內(nèi)貨物防潮塑料袋是否有明顯破裂痕跡、帶內(nèi)是否有水、霜、露等

（3）貨物包裝箱外觀是否有雨雪等侵蝕痕跡

（4）貨物包裝箱外觀是否有破損

（5）貨物包裝箱上的三個色標(biāo)是否異常

2.2 射頻末級電子管的打壓測試及注意事項(xiàng)

電子管外包裝檢查完畢后，需要進(jìn)行打壓操作，對電子管進(jìn)行進(jìn)一步檢測。將電子管從包裝箱中取出，安裝在吊架上，之后進(jìn)行操作，具體步驟如下：

（1）首先對電子管外觀進(jìn)行檢查。表面清潔無油污，陶瓷部分不得有裂痕缺損，金屬部分不得有變形、銹蝕，外形尺寸與正常無明顯差異。

（2）用萬用表測試極間導(dǎo)通和短路情況。將萬用表調(diào)至蜂鳴檔，檢查內(nèi)燈絲和外燈絲是否導(dǎo)通，檢查燈絲、柵極、簾柵極是否有短路。

（3）用2500V搖表測試絕緣性。將搖表接線分別連接：屏極－簾柵極、簾柵極－柵極、柵極－燈絲，三次檢測的結(jié)果都應(yīng)大于20MΩ。

（4）打壓測試

打壓測試需要使用高壓試驗(yàn)器，儀器最大輸出直流電壓應(yīng)大于等于60KV。打壓操作需要在較安靜的環(huán)境中進(jìn)行，便于觀察打壓過程中的出現(xiàn)的閃絡(luò)現(xiàn)象并及時(shí)采取應(yīng)對措施。高壓試驗(yàn)器安裝完畢后，操作步驟如下：

①屏－其他各極（使用直流高壓試驗(yàn)器）

高壓試驗(yàn)器一端接屏級，簾柵、柵極和陰極用短路線短接后接在高壓試驗(yàn)器的另一端。連接完成后逐漸加壓，在加壓期間可能出現(xiàn)一些閃絡(luò)，出現(xiàn)閃絡(luò)后保持一段時(shí)間，待穩(wěn)定后，繼續(xù)加電壓。當(dāng)電壓達(dá)到60kV時(shí)，停留持續(xù)3分鐘，其中連續(xù)2分鐘不發(fā)生閃絡(luò)。將高壓試驗(yàn)器兩接頭倒換接線位置，并重新再測試一次。測試期間最大允許泄漏電流：20mA。

②屏－其他各極（使用交流高壓試驗(yàn)器）

高壓試驗(yàn)器一端接屏級，簾柵、柵極和陰極用短路線短接后接在高壓試驗(yàn)器的另一端。連接完成后逐漸加壓，直到達(dá)到峰值60kV，加壓期間可以觀察到一些閃絡(luò)，達(dá)到60kV交流峰值時(shí)，停留3分鐘時(shí)，其中連續(xù)2分鐘，不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)。

③簾柵－柵極（交流或直流高壓試驗(yàn)器）

將屏極接地，簾柵極接高壓試驗(yàn)器一端，柵極與陰極短接后接高壓試驗(yàn)器另一端，逐漸加壓至5kV（直流或交流峰值），停留3分鐘，其中連續(xù)2分鐘，不發(fā)生閃絡(luò)。使用直流高壓試驗(yàn)器時(shí)，還要倒換兩個接線位置，并重新再測一次，最大允許泄漏電流：2mA。

④柵極－陰極（交流或直流高壓試驗(yàn)器）

圖1 射頻末級電子管各極供電簡圖

將屏極接地，簾柵和柵極短接后接高壓試驗(yàn)器一端，陰極接高壓試驗(yàn)器另一端。逐漸加壓至5kV（直流或交流峰值），停留3分鐘，其中連續(xù)2分鐘，不發(fā)生閃絡(luò)。使用直流高壓試驗(yàn)器時(shí)，還要倒換兩個接線位置，最大允許泄漏電流：2mA。

操作期間的注意事項(xiàng)如下：

①合上高壓試驗(yàn)器電源開關(guān)，逐步、均勻升電壓，每升2.5kV，保持1分鐘，并維持相應(yīng)時(shí)間。出現(xiàn)異常要立即停止升壓，先降壓再斷電，放電后檢查，如果確認(rèn)沒問題可再次進(jìn)行。

②當(dāng)高壓加到所需的耐壓值后一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生跳火、轟鳴響聲等現(xiàn)象即為打壓正常，記錄相應(yīng)的漏電流值。

③如發(fā)生異響、跳火等情況，則需要反復(fù)打壓，將真空器件內(nèi)的毛刺打掉，如仍達(dá)不到相應(yīng)的耐壓值則需與廠家聯(lián)系進(jìn)行退換貨。

④加60kV電壓時(shí)，高壓試驗(yàn)器最大電流設(shè)定為30mA；加5kV電壓時(shí)，高壓試驗(yàn)器最大電流設(shè)定為10mA。

⑤打壓結(jié)束后切記要將調(diào)壓旋鈕旋至零，關(guān)掉高壓試驗(yàn)器電源。

⑥每次操作完成后，必須用通地鉤給被測電子管放電。

電子管打壓完成以后，根據(jù)打壓記錄內(nèi)容，詳細(xì)填寫電子管卡片，注明型號、管號、使用日期、使用位置、測試記錄以及定期打壓記錄等信息，建立電子管檔案，完成驗(yàn)收測試。

3 射頻末級電阻管的入庫存儲和老練操作

驗(yàn)收入庫后的新電子管，在正式使用前，上機(jī)充分老練工作非常重要，新管老練不好，使用中電子管會不停地過負(fù)荷，次數(shù)多了內(nèi)部電極釋放氣體，電子管真空度會下降，影響正常使用。因此，新電子管完成驗(yàn)收、冷打壓及入庫程序后，需要進(jìn)行老練操作，以便使用。具體老練操作如下：

（1）將待老練的電子管安裝至發(fā)射機(jī)。

（2）發(fā)射機(jī)準(zhǔn)備就緒后，升至“黑燈絲”狀態(tài)，并觀察燈絲控制器上末級燈絲電壓和末級燈絲電流的變化，待燈絲電流和電壓穩(wěn)定后用萬用表和鉗形電流表進(jìn)行測量并記錄，并保持“黑燈絲”狀態(tài)1 小時(shí)。（注：“黑燈絲”狀態(tài)下，末級燈絲電壓參考值：4.0V，末級燈絲電流參考值：320A）

（3）發(fā)射機(jī)升至“紅燈絲”狀態(tài)，待燈絲電流和電壓穩(wěn)定后進(jìn)行測量并記錄，并保持“紅燈絲”狀態(tài)5小時(shí)。（注：“紅燈絲”狀態(tài)下，末級燈絲電壓參考值：16.8V，末級燈絲電流參考值：860A）

（4）發(fā)射機(jī)調(diào)至任意穩(wěn)定頻率，進(jìn)行加高壓操作，合高壓后，發(fā)射機(jī)在純載波狀態(tài)升功率至150kW，之后每隔兩小時(shí)升100kW，直至發(fā)射機(jī)升至滿功率即500KW。

（5）發(fā)射機(jī)達(dá)到滿功率并穩(wěn)定運(yùn)行兩小時(shí)后，使用發(fā)射機(jī)的9400音頻處理器加1kHz正弦波模擬音頻信號，或者使用節(jié)傳機(jī)房的打擊樂作為節(jié)目源，對發(fā)射機(jī)進(jìn)行加音周測試，并將音周信號的調(diào)幅度設(shè)定為50%、70%、90%和100%由低到高進(jìn)行測試，在每個調(diào)幅度下保持15分鐘。

完成以上步驟后，老練過程結(jié)束。

4 射頻末級電子管的環(huán)境控制和后期管理

4.1 射頻末級電子管的環(huán)境控制

相對于普通器件，電子管在存放和使用時(shí)，均有特殊的要求。電子管在打壓測試和老練完成后，如果是長時(shí)間不進(jìn)行上機(jī)使用，需要將內(nèi)部的水排出，并在包裝袋內(nèi)放置干燥劑密封保存。外部環(huán)境的溫度要求在5到35攝氏度，實(shí)際環(huán)境溫度建議控制到10到25攝氏度，濕度要求為環(huán)境空氣濕度小于80%，實(shí)際環(huán)境濕度建議控制到50%以下，配備專用的溫濕度測量儀和溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備。環(huán)境溫濕度需要根據(jù)實(shí)際變化情況定期巡視和記錄，通常每周進(jìn)行巡視記錄，夏季濕度較高時(shí)，巡視次數(shù)可適當(dāng)增加。

4.2 射頻末級電子管的后期管理

電子管經(jīng)過打壓測試和老練后可以隨時(shí)上機(jī)使用，在使用前，需要填寫電子管卡片，記錄使用日期、使用位置、操作人和使用情況等信息，卡片隨發(fā)射機(jī)在用器件資料一同保存，以便隨時(shí)查閱。電子管使用期間，需要通過下位機(jī)軟件記錄燈絲時(shí)間和高壓時(shí)間，并在電子管進(jìn)行上機(jī)和下機(jī)操作時(shí)填寫至電子管卡片。長期不使用的電子管，每隔半年需要進(jìn)行一次打壓操作并將測試結(jié)果記錄到電子管卡片上。

電子管有其自身的使用壽命，達(dá)到使用壽命后將出現(xiàn)輸出功率下降、燈絲電壓電流下降、柵陰碰極等故障，可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行更換并做處理。TH576型電子管在DF500A型發(fā)射機(jī)上的使用的各項(xiàng)下機(jī)指標(biāo)如下：（1）最大輸出功率小于正常值5%，（2）最大燈絲電流小于正常值5%，（3）調(diào)幅度無法達(dá)到正常值100%，（4）燈絲加電時(shí)間大于25000小時(shí)，（5）累積高壓使用時(shí)間大于10000小時(shí)。達(dá)到以上條件任意一條或者在使用中損壞后，可根據(jù)自己單位實(shí)際情況按程序進(jìn)行下機(jī)處理。

[1] 姜英,張艷波;脈沖安全閥故障分析[J];科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì);2005年14期

[2] 吳愛玲;DDSK調(diào)度程控交換機(jī)常見故障分析及維護(hù)[J];電力系統(tǒng)通信;2005年11期

[3] 徐肖敏;;全固態(tài)PDM發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)[J];廣播與電視技術(shù);2006年02期

The whole life management of DF500A type 500KW short wave radio transmitter final electron tube

Wang Jing
（State Press and Publication Administration of radio,2024，Jiamusi,Heilongjiang，154000）

As the core component of the transmitter,RF final electron tube stability directly affects the stable operation of the transmitter, this paper according to the DF500A type 500kW SW transmitter RF final electron tube acceptance testing of warehousing and storage,environmental control and management of late the whole process and involved in the various stages of the matters needing attention were systematically, for maintenance and management related fields in RF final electron tube to provide a reference.

RF final electron tube;pressure testing; environmental control