集合模型在排查中波臺供電系統(tǒng)故障的應用

山西省廣播電視局陽泉中波轉播臺 李正鴻

文章通過兩個故障實例闡述了子集、交集、補集在中波臺供電系統(tǒng)、發(fā)射機系統(tǒng)中排查故障的應用。又分析了四種（包括并集）集合模型分析、查找故障部位的邏輯順序。

高中數(shù)學集合包括子集、交集、并集、補集。筆者通過多年在中波臺維修設備的經驗，總結出這些集合在查找故障部位的作用。以下通過一些實例系統(tǒng)說明我的思路。

1 供電系統(tǒng)硬故障排查一例

1.1 供電故障現(xiàn)象

開機時，中央臺、山西臺、農村臺發(fā)射機的穩(wěn)壓柜發(fā)出敲擊的聲響，穩(wěn)壓柜的儀表故障顯示為缺相。陽泉臺發(fā)射機延后開機，三部發(fā)射機全部掉高壓。

圖1 供電系統(tǒng)組成的方框示意圖

1.2 供電系統(tǒng)的組成

如圖1所示，兩路高壓電先送到高壓配電室，經過變壓器降壓后送到低壓配電室，低壓配電室通過主備切換裝置選擇一路送到機房配電室，機房配電室分出四路電送到四部發(fā)射機的穩(wěn)壓柜。

圖2 故障排查集合

1.3 故障排查

用萬用表量三個發(fā)射機的穩(wěn)壓輸入，發(fā)現(xiàn)Ubc線電壓為362V，明顯低于Uab的385V和Uac的390V。三個穩(wěn)壓柜的電源輸入都異常，那么問題可能出在前端。也就是從高壓配電室到機房電源分配室。把這三個穩(wěn)壓柜故障部位設為三個集合：A集合代表中央臺穩(wěn)壓柜；B集合代表山西臺穩(wěn)壓柜；C集合代表農村臺穩(wěn)壓柜。U是它們的交集，代表高壓配電室到低壓配電室再到機房電源分配的整個電路。U=A∩B∩C，如圖2所示。

繼續(xù)測量，機房分配室輸入Ubc為363V，說明機房配電室的前端有異常。低壓配電室輸入Ubc為385V，說明高壓配電室的正常。檢查范圍縮小，故障發(fā)生在低壓配電室。低壓配電室有三部分組成：進線柜、過線柜、補償柜。通過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)進線柜下面的拐角處，連接螺母因為接觸不好而打火，已經嚴重燒黑。而它正好在B相電路的背面。這樣就導致了Ubc線電壓偏低。高低壓配電室、分配室、低壓配電室的三個部分都可以看做是電源前端系統(tǒng)的子集，分兩層，如圖3所示。

1.4 維修過程

斷開高壓配電室的閘刀開關，再將低壓配電室的A、B、C三相電路接地，并用砂紙打磨燒黑的線路；最后換好新螺母。維修結束后恢復供電，閉合機房空開。再次試機，三個發(fā)射機均能正常開機。

1.5 小結

圖3 前端供電子集模型

這次查找故障部位，我的思路是用交集、子集這兩種集合思想來查找。根據故障現(xiàn)象選擇不同的集合模型來思考，就能將查找范圍逐步縮小，最終準確定位故障部位。

2 供電系統(tǒng)軟故障排查一例

2.1 供電故障現(xiàn)象

電源電壓監(jiān)測顯示外電電壓不穩(wěn)，發(fā)射機掉高壓。再次開機后故障暫時消失，但外電異常時會再次掉高壓。

2.2 故障排查

供電系統(tǒng)的方框示意圖如圖1所示，用萬用表測量機房穩(wěn)壓電源輸入的三相線電壓：Uab、Ubc、Uac都正常，再測量低壓配電室的輸入電壓三相，都正常。用高壓驗電筆測量高壓配電室的三相輸入電壓，正常。該故障是軟故障，重點檢查輸電線與變壓器和機柜的接口，看是否有打火現(xiàn)象，經檢查無異常。請供電公司工作人員檢查外電輸入情況，得到回復外電無異常。這個故障部位不容易找到，檢修人員查看了所有可見的部位，都無異常。繼續(xù)排查低壓配電室到機房的地下輸電線，抽出輸電線發(fā)現(xiàn)它有被老鼠啃咬的現(xiàn)象，外包皮已被咬破。這會導致外電電壓輸入異常。

2.3 故障處理

在低壓配電室和機房地下鋪設中空的鋼管，將輸電線破損的外皮補好后插入鋼管從配電室送到機房，連好兩端的接線端口。經過一段時間的觀察，外電無異常。

2.4 建補集模型

電源系統(tǒng)從故障角度分為有故障部分和無故障部分。從集合角度說，上述兩部分互為補集。設全集為U，A集合為有故障部分，B集合為無故障部分，B=CuA。根據圖1所示，各方框都排查了一遍，均無異常。這時從原以為正常的部分查找故障，也就是尋找上述子集（高壓配電室、低壓配電室、機房電源分配室）的補集B，這個補集就是傳輸電纜，傳輸電纜包括看得見的部分和看不見的部分。這兩部分都要排查。最終故障出現(xiàn)在肉眼看不見的地下，而要檢查地下輸電線，必須對地上相對容易檢查的電源部分確保無誤才可執(zhí)行。避免做費力的無用功。

2.5 小結

這個故障是軟故障，故障部位不好找。但只要按照圖紙挨個排查，再依據補集的思想來分析，就能排除故障。排查過程要思路清晰，先易后難，盡量避免翻工。

圖4 集合思想查找順序流程圖

3 用集合思想查找故障的順序思路

本文已提到過子集模型、交集模型、補集模型。而并集模型我在前一篇論文《基于并集、交集模型的中波廣播發(fā)射機故障維修思路》重點提及。從結果看，如果需要建立并集模型，那么故障部位不止一處。

如圖4所示，故障出現(xiàn)的時候我們首先看設備是只有一個故障現(xiàn)象還是有多個故障現(xiàn)象。如果是一個現(xiàn)象，就建立子集模型挨個查找故障；如果是多個現(xiàn)象，就建立交集模型查找共同的故障。再依據圖4所示的邏輯繼續(xù)查找，最終流程圖的走向是檢修結束。我認為集合模型是一種查找故障部位的虛擬工具，它解決為什么要檢查某個部位，先檢查某個部位，后檢查某個部位的問題。同時，它是萬用表、示波器等檢查設備的輔助工具，幫助維修者理清思路，更快地找出故障部位。