淺談420C型發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)

秦峰

（國(guó)家新聞出版廣電總局六五四臺(tái) 新疆呼圖壁縣 831200）

淺談420C型發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)

秦峰

（國(guó)家新聞出版廣電總局六五四臺(tái) 新疆呼圖壁縣 831200）

420C型短波廣播發(fā)射機(jī)是美國(guó)大陸電子公司（Continental Electronics Corp.CEC）生產(chǎn)的新型發(fā)射機(jī)。本文就以420C型短波廣播發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，主要探討了安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)特點(diǎn)等方面，并對(duì)發(fā)射機(jī)的維護(hù)和改善提出了自己的意見，以供參考。

420C型；短波發(fā)射機(jī)；安全保護(hù)系統(tǒng)

420C型500kW發(fā)射機(jī)是90年代末我國(guó)從美國(guó)大陸公司引進(jìn)的大型短波發(fā)射機(jī)，其采用PSM調(diào)制方式，具有整機(jī)效率高、操作方便、電聲指標(biāo)好等特點(diǎn)。發(fā)射機(jī)控制方式采用微處理機(jī)控制，控制單元采用CPU程控，發(fā)射機(jī)在程序控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作、故障自動(dòng)恢復(fù)和自動(dòng)報(bào)警等功能。盡管如此，在高電流的工作狀態(tài)下，常常會(huì)出現(xiàn)一系列的故障，那么短波發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行就會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)工作人員造成不可預(yù)知的人身傷害，因此，在短波發(fā)射機(jī)中采用有效的安全保護(hù)系統(tǒng)是非常必要的。

1 420C型發(fā)射機(jī)安全系統(tǒng)的介紹和分析

如圖1發(fā)射機(jī)整機(jī)框圖所示，420C型發(fā)射機(jī)的整機(jī)系統(tǒng)主要包括發(fā)射機(jī)控制和低壓分配器單元、射頻放大器單元、PSM調(diào)制器控制器單元、PSM固態(tài)調(diào)制器單元、諧波濾波器、平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器、發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)以及發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，在工作的時(shí)候，很多器件都是處在高電壓、大電流的狀態(tài)下，因此，發(fā)射機(jī)對(duì)人身、機(jī)器的安全保護(hù)措施要求非常的嚴(yán)密和高效，任何一個(gè)小小的安全隱患都可能造成設(shè)備器件的損壞、播音的中斷，甚至給維護(hù)人員帶來嚴(yán)重的傷害，因此，一套安全有效、可靠穩(wěn)定的安全保護(hù)系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)本身和人身安全來說是至關(guān)重要的。

圖1 420C型500kW發(fā)射機(jī)整機(jī)框圖

2 安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

420C型500kW發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)嚴(yán)格遵循著安全傳輸發(fā)射的要義，即人身安全、設(shè)備安全和播音安全的原則，其安全保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單的分類如下：

2.1 安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“人身安全”的保護(hù)

其保護(hù)措施主要包括：鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)、門開關(guān)、緊急開關(guān)、接地系統(tǒng)、帶電設(shè)備的布局設(shè)計(jì)和防護(hù)設(shè)施以及安全告警燈等。

2.2 安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“設(shè)備安全”的保護(hù)

其采取保護(hù)的措施主要包括：電流電壓的越限保護(hù)、功率與駐波比的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、板極損耗的監(jiān)測(cè)、PSM緊急關(guān)斷保護(hù)、板壓封鎖保護(hù)、高頻打火檢測(cè)、利用過流自動(dòng)斷開空氣開關(guān)對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)、利用熱跳繼電器進(jìn)行過熱保護(hù)、使用放電球或壓敏電阻進(jìn)行過。

2.3 安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“播音安全”的保護(hù)

其采取的保護(hù)措施主要包括：高效智能的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)、瞬間過流時(shí)自動(dòng)快速恢復(fù)播出功能、短時(shí)間內(nèi)多次過流時(shí)自動(dòng)降功率維持播出機(jī)制、控制系統(tǒng)故障或重新啟動(dòng)時(shí)維持原狀態(tài)播出機(jī)制以及中央控制系統(tǒng)的熱備份機(jī)制等，請(qǐng)見圖2。

圖2 420C型500kW發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的分類框圖

3 420C型500kW發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 可靠性高

420C型500kW發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)對(duì)可靠性有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，在系統(tǒng)的多個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上都有所體現(xiàn)，下面列舉三個(gè)方面進(jìn)行說明：

（1）聯(lián)鎖鑰匙形成互鎖：所有的門鑰匙統(tǒng)一集中在接地保護(hù)開關(guān)處，門開關(guān)鑰匙與接地保護(hù)開關(guān)鑰匙形成互鎖，即只有保護(hù)開關(guān)可靠接地時(shí)，才能取下門鑰匙開門，另外，接地保護(hù)開關(guān)鑰匙和高壓柜的聯(lián)鎖鑰匙綁在一起，只有高壓柜斷開后，才能取下鑰匙將保護(hù)開關(guān)接地，這樣環(huán)環(huán)相扣形成了可靠的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。

（2）完善的接地系統(tǒng)：發(fā)射機(jī)配置的接地保護(hù)系統(tǒng)連接著所有的高壓模塊和大部分的供電電源，在開關(guān)接地時(shí)，功率模塊可以快速放電，電子管板壓和簾柵壓都將直接被接地，同時(shí)高壓柜在斷開時(shí)，也在內(nèi)部可靠接地，這些措施確保了人員在維護(hù)設(shè)備時(shí)的安全。另外，發(fā)射機(jī)的高頻機(jī)柜、高壓柜、低壓柜、穩(wěn)壓柜、風(fēng)機(jī)柜、模塊機(jī)箱、圍網(wǎng)、橋架等所有設(shè)備在與高頻地網(wǎng)連接的同時(shí)，又通過接地銅排全部連接在一起，形成一個(gè)等電位體，為維護(hù)人員創(chuàng)造了一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。

（3）防電擊保護(hù)措施：發(fā)射機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將帶電設(shè)備盡量安裝在相對(duì)獨(dú)立區(qū)域，并將所有帶電部位均采用防護(hù)罩等隔離，全機(jī)在各帶電機(jī)箱處都配置了接地鉤，保證維護(hù)人員在任何位置作業(yè)時(shí)，都能夠方便地取到接地鉤放電。以上這些措施共同為維護(hù)人員提供了完備可靠的防電擊保護(hù)措施。

3.2 設(shè)計(jì)層次清晰

（1）機(jī)械聯(lián)鎖保護(hù)。主要用于保護(hù)人身安全，采用機(jī)械硬件聯(lián)鎖開關(guān)，所有的門鑰匙集中在高壓接地開關(guān)處，維護(hù)檢修時(shí)只有將高壓接地開關(guān)拉至接地位置時(shí)將鑰匙取下，才能進(jìn)行下一步操作。由圖3可見，鑰匙機(jī)械聯(lián)鎖系統(tǒng)中把10kV的高壓接地開關(guān)拉至接地位置將高壓電斷開，并對(duì)二單元的變壓器初級(jí)進(jìn)行接地放電，此時(shí)才能將各個(gè)單元門上的鑰匙從互鎖裝置上取下，然后進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)操作。由于二單元圍網(wǎng)內(nèi)安裝的是發(fā)射機(jī)功率模塊，在加高壓后再斷開高壓接地開關(guān)，大約3min讓模塊電壓完全泄放后（模塊上有指示燈）才能拉下圍網(wǎng)接地開關(guān)，進(jìn)入此區(qū)域進(jìn)行檢修維護(hù)。若是要打開高壓隔離柜也必須完成前面的步驟才能拿出鑰匙將門打開。通過這些環(huán)環(huán)相扣的操作給發(fā)射機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖3 420C型500kW簡(jiǎn)要維護(hù)流程圖

（2）硬件保護(hù)。硬件的控制信號(hào)對(duì)于其他軟件的控制信號(hào)具有更高的優(yōu)先級(jí)，有故障時(shí)會(huì)直接將發(fā)射機(jī)運(yùn)行到一個(gè)相對(duì)安全的狀態(tài)，如在運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)射機(jī)三次過荷后掉高功率、五次過荷后掉高壓。

（3）軟件保護(hù)。軟件實(shí)時(shí)采集發(fā)射機(jī)多個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)并加以判斷，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)向硬件系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令，在顯示面板出現(xiàn)提示時(shí)，自動(dòng)化軟件的運(yùn)用會(huì)把這些故障信息、異常狀態(tài)等第一時(shí)間直接發(fā)送到控制室計(jì)算機(jī)界面和發(fā)射機(jī)顯示面板，這有助于值機(jī)人員第一時(shí)間觀察和記錄故障信息，便于維護(hù)人員及時(shí)處理。

4 長(zhǎng)期維護(hù)對(duì)全系統(tǒng)的完善和改進(jìn)

420C型500kW發(fā)射機(jī)初期使用的是DOS系統(tǒng)，每次倒換頻率，調(diào)試新頻率等操作的時(shí)候非常不方便而且容易引起人為的誤操作，并且發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不易查詢保存，故障現(xiàn)象記錄信息難。技術(shù)人員開發(fā)了420C型500kW發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)自動(dòng)倒換頻率、自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)調(diào)諧、半自動(dòng)調(diào)諧，自動(dòng)保存數(shù)據(jù)等功能，對(duì)發(fā)生的故障信息、表值記錄進(jìn)行查詢等和其他相關(guān)功能。

隨著單機(jī)自動(dòng)化的穩(wěn)定，后續(xù)又增加了天線自動(dòng)化控制以及附屬設(shè)備冷卻裝置的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，倒換天線時(shí)若有誤操作以及被占用等不正常情況出現(xiàn)時(shí)，會(huì)彈出對(duì)話框提示；附屬設(shè)備自動(dòng)化通過數(shù)據(jù)的采樣處理，控制程序自動(dòng)控制冷凝器室風(fēng)機(jī)的開啟、調(diào)節(jié)百葉窗的開啟面積，自動(dòng)補(bǔ)水等更多的智能化作業(yè)。這樣不僅大大節(jié)約了人的勞動(dòng)力，也最大限度的避免由于人為操作失誤而造成的播音中斷、設(shè)備損壞等，極大地增加了發(fā)射機(jī)運(yùn)行的安全性，提高了工作效率，也為收集更多的發(fā)射機(jī)故障與運(yùn)行動(dòng)態(tài)信息提供了簡(jiǎn)單易行的操作平臺(tái)，為維護(hù)人員了解發(fā)射機(jī)、掌握發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)提供了數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，420C型500kW短波發(fā)射機(jī)，其安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依靠強(qiáng)大的自動(dòng)化系統(tǒng)，整體保障能力已達(dá)到很高的水平，具有層次清晰、安全可靠、功能完善、設(shè)計(jì)人性化等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且在長(zhǎng)期維護(hù)運(yùn)行中經(jīng)過不斷的完善和改進(jìn)，表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性和實(shí)用性，相對(duì)于其他在用的短波發(fā)射機(jī)依然有很多的地方值得借鑒和推廣。

[1]王昌林.試論短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)[J].民營(yíng)科技，2015（1）：70.

[2]魏瑞發(fā)，陳錫安.脈階調(diào)制設(shè)備[J].無線電臺(tái)管理局教育處印，1999（11）.

TN838

A

1004-7344（2016）09-0270-02

2016-3-11