TSW2500型短波發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)之水冷卻系統(tǒng)

張招定

（作者單位：國家廣播電視總局八七一臺）

TSW2500型500KW短波發(fā)射機(jī)是目前世界上最先進(jìn)的超大功率短波發(fā)射機(jī)之一。該發(fā)射機(jī)采用了穩(wěn)定和設(shè)計(jì)合理的兩極電子管射頻功率放大器、全固態(tài)寬帶放大器和高穩(wěn)定的頻率合成器，末級輸出網(wǎng)絡(luò)采用了3∏網(wǎng)絡(luò)，全機(jī)的損耗低、效率高，高周系統(tǒng)故障率低，功率輸出穩(wěn)定。在音頻系統(tǒng)方面，采用了高可靠性的TSM調(diào)制器，音頻信號采用了數(shù)字信號處理方法，運(yùn)行穩(wěn)定、各項(xiàng)指標(biāo)良好。發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)和調(diào)諧系統(tǒng)全部采用計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號處理技術(shù)，操作方便，自動化程度高，在整個廣播頻段內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)自動調(diào)諧，有多種可選工作模式，而且具有基本的計(jì)算機(jī)輔助故障診斷功能，這樣可以大大減小處理故障的難度，該發(fā)射機(jī)也還能方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，大大減少值班員的值班強(qiáng)度。我國引進(jìn)了這種發(fā)射機(jī)后，經(jīng)過幾年時間的實(shí)際運(yùn)行，經(jīng)受住了各種工作條件的考驗(yàn)。該型發(fā)射機(jī)可在所有短波廣播頻段內(nèi)滿功率、滿調(diào)幅、穩(wěn)定可靠地播出，故障率低、維護(hù)量小、實(shí)際播出效果好，現(xiàn)已成為我國短波覆蓋的主流機(jī)型。

1 發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)及水冷卻原理

TSW2500型500KW短波發(fā)射機(jī)這種機(jī)型雖然運(yùn)行比較穩(wěn)定，但在長期的運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障是在所難免的。在所維護(hù)的發(fā)射機(jī)已出現(xiàn)過的眾多故障中，本文只選擇在值班及維護(hù)過程當(dāng)中因水冷卻系統(tǒng)而出現(xiàn)的故障進(jìn)行深入分析。

大功率發(fā)射機(jī)冷卻方式主要由其末極電子管板極的冷卻方式而定。電子管在發(fā)射機(jī)中是一種能量轉(zhuǎn)換器，在能量轉(zhuǎn)換過程中，輸入能量除大部分轉(zhuǎn)換成輸出能量外，剩余部分損耗以熱的形式釋放。為此，要求電子管在正常運(yùn)行中必須保持一定程度的熱平衡，保持熱平衡的方式稱為冷卻方式。當(dāng)電子管僅靠自身熱輻射與空氣對流就足以達(dá)到熱平衡時，稱為自然冷卻。大功率發(fā)射機(jī)由于自身熱輻射較大，僅靠空氣自然對流不能實(shí)現(xiàn)熱平衡，因此必須采用強(qiáng)制冷卻方式。

在水冷卻發(fā)射機(jī)中，直接用于電子管冷卻的蒸餾水為一次水，從絕緣考慮它屬于內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。由于實(shí)用中一次水仍不能達(dá)到理想的冷卻效果，故水冷卻發(fā)射機(jī)均有外循環(huán)系統(tǒng)，用其內(nèi)的二次水冷卻一次水。一般對二次水的要求較低，蒸餾水或普通自來水即可，但應(yīng)無異物，以免堵塞管道。

為保證冷卻管正常工作，冷卻水水溫要控制在60 ℃以下，每個電子管應(yīng)設(shè)有水流繼電器，整個冷卻系統(tǒng)應(yīng)有水溫表，水壓表，其控制接點(diǎn)均串入發(fā)射機(jī)控制電路內(nèi)，以便在水流量不足或水溫過高時斷開有關(guān)電源，保護(hù)電子管免遭損壞。

發(fā)射機(jī)工作時安裝在一個銅制的水套內(nèi)，冷卻水高速流過板極和水套內(nèi)壁之間的間隙，使板極外壁和湍流水進(jìn)行熱交換，并將熱量帶走。

TSW2500型500KW發(fā)射機(jī)水冷卻方式所采用設(shè)備較風(fēng)冷卻方式設(shè)備復(fù)雜，但水冷卻效果較風(fēng)冷卻好。

發(fā)射機(jī)水冷卻系統(tǒng)是一個封閉系統(tǒng)，被冷卻器件經(jīng)不同的管道與水泵構(gòu)成環(huán)路。水泵產(chǎn)生的壓力使管道內(nèi)的水流維持循環(huán)狀態(tài)。為保證板極和地之間絕緣，冷卻金屬管道與電子管水套之間用一種絕緣的伯力丁管或聚砜管連接，冷卻水用絕緣性能較好的蒸餾水。

2 TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)水冷卻故障及處理方法

（1）TSW2500型短波發(fā)射機(jī)主機(jī)箱包括射頻機(jī)箱、控制機(jī)箱（包括TX控制和TSM控制）、綜合機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱及水電機(jī)箱。水電機(jī)箱里面安裝有水泵、大水箱、水管閥門、流量表、溫度感應(yīng)器、水位裝置、離子交換器及水導(dǎo)表等。所有重要的監(jiān)測設(shè)備（流量表，水位監(jiān)測，水導(dǎo)監(jiān)測單元）都有指示，同時，監(jiān)測感應(yīng)器的信號送至順序控制器進(jìn)行判斷。如果發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)中的水位過低或水溫過高，機(jī)器監(jiān)控系統(tǒng)會監(jiān)測到。啟動保護(hù)系統(tǒng)，機(jī)器屏幕上會顯示報警信息“Water flow missing（K12X）”，并會降到“OFF”狀態(tài)。這個時候可以檢查水位檢測器K102或發(fā)射機(jī)輸入水溫檢測器K111及高末電子管水溫檢測器K112是否有問題，再檢查各個流量表里的水流量是否正常，如果水位過低可以立刻給機(jī)器加水，如果是流量計(jì)水流有異常，可以斷路該流量計(jì)的相應(yīng)端子等。如果檢查機(jī)器一切正常，但仍然加不起高壓，可能是由于監(jiān)測線路有故障，那可以短路各個相應(yīng)告警的水流表的端子，比如機(jī)器顯示“Water flow missing（K122）”，那可以短路A131板上的端子33/34等，甩開相應(yīng)的檢測器，加上高壓維持播音或減少停劣播時間。此時，必須留意機(jī)器運(yùn)行的情況，仔細(xì)檢查各個運(yùn)行數(shù)據(jù)并通知機(jī)房留守人員，并聯(lián)系調(diào)度室做好代播的準(zhǔn)備，確保機(jī)器設(shè)備安全。

TSW2500型短波發(fā)射機(jī)所需的冷卻水為干凈的蒸餾水，從水電機(jī)箱的一個大水箱加入，而冷卻水通過射頻機(jī)箱頂部的水管連接到發(fā)射機(jī)的射頻級，流入射頻級各個元器件進(jìn)水口，其出水經(jīng)不同的支路回到大水箱，電子管的出水經(jīng)過外面的冷凝器后流回到大水箱，這樣就經(jīng)過一個水流大循環(huán)。水電機(jī)箱里安裝5個流量計(jì)，分別冷卻不同的器件，比如流量表K121所冷卻的部件為射頻高前驅(qū)動級CTK12-1、盤香電感L133等，流量表K122（ “AUX”黑燈絲狀態(tài)為K127）所冷卻的部件為射頻末級TH576電子管，流量表K123冷卻的部件為3π電感及VHF甚高頻濾波器，K124冷卻的部件為各個可變電容，K125冷卻的部件為PSM模塊，K126冷卻的部件為Bulan平衡不平衡器，等等。

（2）TSW2500型短波發(fā)射機(jī)射頻外面安裝的冷凝器是由4個高速運(yùn)行風(fēng)扇組成的器件，它是對發(fā)射機(jī)輸出的溫度高水進(jìn)行冷卻再輸送到機(jī)器的各個部件。每部發(fā)射機(jī)的冷凝器風(fēng)扇電源由A200里的開關(guān)F210、F220、F230、F240控制，如果電流過高或風(fēng)扇有故障，發(fā)射機(jī)會掉到AUX狀態(tài)，顯示器會顯示“Secondary cooling system faulty”（第二冷卻系統(tǒng)故障）等告警，其風(fēng)扇對應(yīng)的繼電器開關(guān)會跳閘，對應(yīng)的冷凝器也會停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時可以判斷為發(fā)射機(jī)冷凝器冷卻系統(tǒng)故障，值班員可以根據(jù)機(jī)房應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行應(yīng)急處理。

下面為冷凝器故障的一般處理方法及步驟：（1）機(jī)器已關(guān)至“AUX”后，在應(yīng)急情況下，可關(guān)閉有故障風(fēng)扇的繼電器開關(guān)對應(yīng)的冷凝器的開關(guān)，再復(fù)位其繼電器開關(guān)，馬上把機(jī)器升至“FIL”狀態(tài)，維持播音；（2）電話通知維修留守人員過來搶修；（3）搶修完畢后，在沒有播音的情況下，試將關(guān)閉的繼電器開關(guān)對應(yīng)的冷凝器開關(guān)重新合上，并試機(jī)。

3 結(jié)語

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)生水冷卻系統(tǒng)故障時，發(fā)射機(jī)會自動調(diào)到“AUX”狀態(tài)，啟動保護(hù)系統(tǒng)，以免對各元器件造成損害，這就要求值機(jī)員必須熟悉機(jī)房的應(yīng)急預(yù)案，無論是因水溫過高及線路的過流問題或是誤報警（發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)正常而將至AUX狀態(tài)）而出現(xiàn)掉高壓時，及時判斷發(fā)射機(jī)是否為誤報警，如果是誤報警要第一時間及時手動短路相應(yīng)的應(yīng)急端子，確保機(jī)器能正常升高壓并維持播音或減少停劣播時間。