探析小功率短波發(fā)射機保護問題

新疆廣播電視局節(jié)目傳輸中心9166臺：馬江輝

小功率短波發(fā)射機在人們日常生活中扮演著重要角色，為人們提供了穩(wěn)定的信號。短波發(fā)射機主要利用聲波的短波波段信號進行信息傳輸，接收機接收信號后進行格式轉換獲得傳輸信息，并通過其他方式將信息展示。隨著人們科學技術發(fā)展，短波發(fā)射機種類和功能不斷增加，小功率短波發(fā)射機成為廣受人們喜歡的信號傳輸裝置。保障小功率短波發(fā)射機安全穩(wěn)定運行非常重要，這是電信行業(yè)非常關注的內容，也是短波發(fā)射機發(fā)展過程中不可避開的話題。

1.小功率短波發(fā)射機

短波發(fā)射機是一種信號發(fā)生裝置，優(yōu)點是功能多、體積小、操作簡單，在大部分環(huán)境下都能運行，極大地滿足人們的信號傳輸需求。我國進入21世紀后科技不斷進步，在短波發(fā)射領域也取得了一系列突破，短波技術日益成熟，并逐步在多個領域應用。目前我國研究的小功率短波發(fā)射機能夠運行在一些環(huán)境非常惡劣的地方，并能夠穩(wěn)定了發(fā)射信號。但短波發(fā)射機工作時依然會出現(xiàn)各類問題，如信號丟失、信號錯誤或者摻雜雜波等，這些問題的產生受到發(fā)射機電氣元件、環(huán)境氣候和機械部件等影響較大，尤其是長期運行過程中小功率短波發(fā)射機的機械部件磨損嚴重容易發(fā)生故障，導致信號發(fā)生穩(wěn)定性受到影響。由此可見，保障小功率短波發(fā)射機工作穩(wěn)定性非常重要。

2.小功率短波發(fā)射機安全運行隱患

小功率短波發(fā)射機經常處于不間斷運行狀態(tài)下，這種狀態(tài)下發(fā)射機面對的安全隱患因素相對較多，如高頻保護、高壓保護、雷擊保護和運行環(huán)境等都可能帶來安全風險，圖1為采用555芯片制作的短波發(fā)射機。所以需要對影響小功率短波發(fā)射機安全運行的因素進行研究，分析相關因素形成的原因，結合發(fā)射機運行環(huán)境要求和維護標準等制定解決措施，為發(fā)射機安全運行提供穩(wěn)定的和可靠的環(huán)境。

2.1 高頻保護

目前市場上同流的小功率短波發(fā)射機在電源標準方面基本一致，幾乎全部采用高頻開關電源作為其運行的動力。發(fā)射機工作時對電源產生感染，從而影響電源工作安全性。例如，電源處于GIS隔離期間時內部產生暫態(tài)電壓，導致短波發(fā)射機信號傳輸質量降低，嚴重時可能導致機器停機。出現(xiàn)暫態(tài)電壓時，電流還會通過電網進行傳遞，導致發(fā)射機內部多處出現(xiàn)暫態(tài)電壓，如果暫態(tài)電壓問題嚴重，發(fā)射機的控制設備、傳輸設備以及直流系統(tǒng)等無法正常工作，導致發(fā)射機發(fā)生故障。此外，高頻暫態(tài)電壓的存在還會使得電源內部系統(tǒng)運行受到影響，嚴重時破壞電源的內部結構，導致電能損耗增加，同時帶來安全風險。小功率短波發(fā)射機工作頻率范圍為500kHz-1500kHz，信號發(fā)射裝置位于空曠的地面，受磁場極化影響較大，進行維護檢修時維護人員極易受到電擊，從而帶來人員傷亡問題，增加了不穩(wěn)定的安全隱患。高頻保護問題在小功率短波發(fā)射機安全影響因素中出現(xiàn)的頻率相對較高，如果無法有效解決這一問題，小功率短波發(fā)射機所面臨的安全隱患問題將會持續(xù)增加，嚴重時將會對小功率短波發(fā)射機的運行穩(wěn)定性和結構安全性造成不可忽視的影響，帶來一系列安全風險事故。

圖1：采用555芯片制作的短波發(fā)射機

2.2 高壓保護

小功率短波發(fā)射工作主要以高壓電源為主，因此系統(tǒng)電壓相對較高。在實際應用發(fā)射機時，為了得到優(yōu)質濾波效果，設計時設計人員往往將濾波電容安裝在電源負載附近，從而實現(xiàn)預期的目的。但是采取這種設計方法也會帶來安全隱患問題，例如濾波電容事故，導致發(fā)射機系統(tǒng)受到破壞，信號無法順利傳輸，或者電路保護能力降低，如果電路保護功能完全喪失，那么工作人員開展維護檢修工作時則需要面對巨大的安全風險，圖2為寬帶短波發(fā)射電路。高壓保護帶來的安全風險隱患無論對于發(fā)射機本身而言還是對于維護檢修人員而言都有著不利的影響，保障發(fā)射機系統(tǒng)安全運行的關鍵是確保保護系統(tǒng)能夠處于正常工作的狀態(tài)，如果發(fā)射機出現(xiàn)運行過載問題，保護系統(tǒng)能夠第一時間提供良好的保護措施，防止發(fā)射機和維護人員受到高壓傷害，從而保障發(fā)射機和人員的安全。高壓保護問題帶來的影響相對較大，在既往的安全事故中高壓保護所占比例相對較高，這種問題與其自身運行環(huán)境和運行條件有著緊密地聯(lián)系，想要將此類問題解決應該從小功率短波發(fā)射機運行環(huán)境和條件入手，不斷地優(yōu)化和調整運行環(huán)境，降低系統(tǒng)自身運行導致的各類安全風險問題概率，從而更好地提升發(fā)射機的安全性。

圖2：寬帶短波發(fā)射電路

2.3 雷擊保護

小功率短波發(fā)射機屬于電器設備，在特定的條件下受到雷擊的影響較大。例如，在雷雨季節(jié)工作時小功率短波發(fā)射機面臨的安全隱患因素相對較多，雷雨帶來的不穩(wěn)定因素影響著發(fā)射機安全運行。雷雨季節(jié)出現(xiàn)強降雨天氣后，雷云中會積攢大量的電荷，帶有不同電荷的雷雨碰撞后產生電廠，電廠強度達到一定程度后出現(xiàn)強放電情況，如果發(fā)射機處于電廠范圍內必然受到影響。雖然許多單位在建設發(fā)射塔時都會增加防雷擊裝置以避免發(fā)射塔受到雷擊的影響，但是一些防雷擊系統(tǒng)維護檢修工作不到位，甚至存在著防雷擊系統(tǒng)修建完成后未進行一次檢修，如果防雷擊系統(tǒng)存在問題，小功率短波發(fā)射機處于雷雨天氣運行，那么其受到的威脅將會增加，可能導致發(fā)射機出現(xiàn)損壞。雷擊保護問題對小功率短波發(fā)射機造成的影響較大，確保雷擊保護系統(tǒng)安全和穩(wěn)定運行是解決這一問題的關鍵，如果雷擊方法系統(tǒng)自身存在著缺陷，那么系統(tǒng)保護的效果將會降低，嚴重時必然打來更多安全風險事故，解決這類問題必須對雷擊防護系統(tǒng)進行優(yōu)化并制定有效地維護檢修措施，推動維護檢修工作的常態(tài)化。

2.4 運行環(huán)境

運行環(huán)境關系著小功率短波發(fā)射機安全性，一些單位設計發(fā)射塔時選址不夠合理，發(fā)射機處于復雜的聲波環(huán)境下，加之周邊遮擋物較多，所有影響了發(fā)射機信號傳輸。一些單位使用發(fā)射機時對于發(fā)射機環(huán)境優(yōu)化工作的重視程度不足，發(fā)射機周邊存在著許多電子設備，一些電子設備能夠發(fā)生短波信號，從而使得小功率短波發(fā)射機的信號清晰度降低，部分發(fā)射機處于危險的運行環(huán)境下，容易受到人為破壞或者自然破壞問題的影響。確保發(fā)射機運行環(huán)境的穩(wěn)定性，減少人為和自然因素帶來的影響可以提升小功率短波發(fā)射機運行環(huán)境的安全性，因此運行單位應進一步重視對發(fā)射機運行環(huán)境的優(yōu)化，從而更好地保障其安全穩(wěn)定工作。運行環(huán)境帶來的不穩(wěn)定性影響因素較為突出，分析以往的安全故障數據可知，運行環(huán)境直接和間接影響著小功率短波發(fā)射機的安全，不穩(wěn)定的運行環(huán)境增加了其運行風險，導致安全事故頻出，解決這一問題應圍繞著小功率短波發(fā)射機的運行環(huán)境制定相關的措施，最大限度將小功率短波發(fā)射機運行環(huán)境帶來的影響降低。

3.小功率短波發(fā)射機安全運行策略

隨著技術發(fā)展小功率短波發(fā)射機功能不斷增加，與此同時其受到不穩(wěn)定因素的影響也變得更為嚴重，解決和降低不穩(wěn)定因素帶來的影響對于小功率短波發(fā)射機安全運行有著非常重要的意義，因此研究人員需要圍繞著小功率短波發(fā)射機日常工作中常見的安全隱患問題入手，分析相關問題形成的根本原因，制定相應的解決措施，從而更好地保障小功率短波發(fā)射機的安全性，為人們提供穩(wěn)定良好的信號傳輸服務。

3.1 解決高頻保護問題的策略

高頻環(huán)境下小功率短波發(fā)射機容易電流趨膚效應現(xiàn)象，從而帶來不同程度的安全隱患問題，想要確保小功率短波發(fā)射機在這種環(huán)境下依然處于安全的運行狀態(tài)，可以對電路的導線材料進行優(yōu)化，使用絕緣效果更為理想的絕緣材料，減低高頻帶來的影響。高頻絕緣材料的特點是能夠隔絕高頻電壓，并且具有很強的物理強度，在出現(xiàn)高頻保護后高頻電壓對發(fā)射機的影響非常小。與此同時，想要將高頻電源帶來的影響減小應合理調整輸出二極管位置和濾波電氣位置，使得濾波電氣和二極管的端口位置保持足夠的距離。此外，輸出二極管的安裝方法和濾波電路所處位置都是導致高頻保護問題出現(xiàn)的因素，濾波電容應靠近二極管的端口位置。針對靜電放電現(xiàn)象，可以采取對控制端口信號輸入大小的方式進行降壓，通過TVS管拉大信號電路距離，從而提供更好的保護。

3.2 解決高壓保護問題的策略

濾波電容發(fā)生故障后將會導致濾波電容的保護作用喪失，從而打來安全隱患問題，嚴重時將會致使維護人員安全受到影響。針對這種情況，應該從預防性保護方面入手，制定預防性的保護方法，防止電路出現(xiàn)過壓狀態(tài)，從而發(fā)生嚴重的電擊事件。一是對電源生產作業(yè)進行有效控制，電源中必須加入接地保護裝置，在過壓狀態(tài)下能夠有效地將電流傳遞至大地，防止出現(xiàn)電擊事件，這種設計方法能夠為電容電壓提供非常穩(wěn)定的泄放通路，防止因為電流積累導致電壓持續(xù)升高，提升電路安全性，進行實際操作時，工作人員采取緩停措施，將電路中過載的電流逐步排放，等到電路安全后進行后續(xù)的操作，從而保障工作人員的安全性，使得電路更加穩(wěn)定的運行。二是進行維護工作時維護人員應該發(fā)揮出自動化裝置的作用，借助于自動化設備進行工作，能夠快速地檢測出電路存在的安全隱患問題，從而更好地制定安全維護措施。

3.3 解決雷擊保護問題的措施

雷擊保護系統(tǒng)是小功率短波發(fā)射機系統(tǒng)中重要的組成結構，其對于保障小功率短波發(fā)射機安全性發(fā)揮著重要作用。為了保障小功率短波發(fā)射機能夠在雷雨天氣中安全運行，必須保障雷擊系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)下。一是應該合理設計雷擊保護系統(tǒng)，考慮到小功率短波發(fā)射機對發(fā)射環(huán)境的高要求，必須在發(fā)生機各系統(tǒng)中安裝防雷擊系統(tǒng)，使得各系統(tǒng)受到雷擊的風險降低，從而確保發(fā)生機能夠安全運行。二是應該定期做好發(fā)射機維護檢修工作，檢測防雷擊系統(tǒng)能否工作，如果發(fā)現(xiàn)問題應第一時間進行處理，避免因為防雷擊系統(tǒng)無法正常運行導致發(fā)射機系統(tǒng)受到損壞。三是采用多套防雷擊系統(tǒng)，通過多個系統(tǒng)的協(xié)調工作能夠實現(xiàn)對發(fā)射機系統(tǒng)最大化保護的目標，更好地為發(fā)射機系統(tǒng)提供穩(wěn)定的防雷接地保護功能。雷擊保護系統(tǒng)的完善能夠為小功率短波發(fā)射機提供穩(wěn)定和安全的運行環(huán)境，避免了惡劣天氣下小功率短波發(fā)射機運行安全風險概率增加這一問題出現(xiàn)，因此工作人員應優(yōu)化防雷擊系統(tǒng)，通過科學的方法設計更為理想的防雷擊系統(tǒng)。

3.4 解決運行環(huán)境問題的措施

系統(tǒng)運行環(huán)境關系到小功率短波發(fā)射機運行的安全性，因此必須對發(fā)射機運行環(huán)境進行優(yōu)化。首先要解決的問題是選址問題，應該盡量選擇空曠的區(qū)域，周邊存在的建筑物相對較少，盡可能避免選擇地勢過高的區(qū)域，這樣可以為發(fā)射機提供安全穩(wěn)定的運行環(huán)境。其次要解決的問題是系統(tǒng)設計問題，良好的系統(tǒng)設計方法能夠使得各項功能更好地發(fā)揮出來，設計階段應該采用高標準的系統(tǒng)材料，這樣可以避免系統(tǒng)處于長時間運行狀態(tài)下出現(xiàn)機械磨損問題，防止發(fā)射機出現(xiàn)系統(tǒng)故障。最后要解決的問題是人為影響問題，受到人為因素影響小功率短波發(fā)射機運行的安全風險可能提高，針對于這種情況應該制定良好的管理措施，對技術人員的工作方法進行科學管理，避免工作人員出現(xiàn)違規(guī)操作，從而更好地保障發(fā)生及運行環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。

總而言之，小功率短波發(fā)射機安全穩(wěn)定運行非常重要，在其運行過程中受到多種因素影響可能出現(xiàn)安全問題，這些問題對于發(fā)射機和工作人員安全都會產生不同程度的影響，嚴重時帶來財產和人員損失。針對這種情況，工作人員應該仔細分析日常維護過程中小功率短波發(fā)射機存在的問題，從相關問題形成的角度入手分析小功率短波發(fā)射機受到的具體影響，并制定合理的措施解決這些問題，為小功率短波發(fā)射機安全穩(wěn)定運行打下良好的基礎。