試論短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)

苗運(yùn)平

【摘 要】大功率短波發(fā)射機(jī)由控制系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)構(gòu)成龐大而復(fù)雜，而且設(shè)備工作時(shí)，各器件都處在大電流、高電壓的狀態(tài)下，如果沒有足夠的安全保護(hù)機(jī)制，任何一個(gè)小的安全隱患，都可能造成播音中斷、設(shè)備損壞等事故，甚至對(duì)維護(hù)人員的人身安全造成傷害，因此具備一套全面完善、可靠高效的安全保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)于大功率短波發(fā)射機(jī)來說是至關(guān)重要的。不同類型的發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)總體組成是接近的，但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層次性、完整性及人性化等方面卻存在著較大的差別。本文就以短波發(fā)射機(jī)為例，對(duì)大功率短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹和分析。

【關(guān)鍵詞】大功率短波發(fā)射機(jī)；安全保護(hù)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思路

1 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，充分考慮了所有軟、硬件系統(tǒng)存在的可能影響發(fā)射機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行的因素，嚴(yán)格按照首先確?！叭松戆踩?，之后是“設(shè)備安全”，最后是“播音安全”的原則，對(duì)所有安全保護(hù)措施進(jìn)行了歸類，并確定了相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)。短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的分類歸納如下。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“人身安全”所采取的保護(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。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“設(shè)備安全”所采取保護(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)行過壓保護(hù)、冷卻風(fēng)水溫度監(jiān)測(cè)、冷卻風(fēng)水流量監(jiān)測(cè)以及天線負(fù)載的互鎖保護(hù)等。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“播音安全”所采取的保護(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。

1.2 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次清晰，采用了三層控制結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備提供了最優(yōu)化的保護(hù)。第一層是聯(lián)鎖保護(hù)層：主要用于保護(hù)人身安全，采用硬件聯(lián)鎖開關(guān)，在其斷開時(shí)，能立刻關(guān)斷高壓，其中，主要包括：門開關(guān)、接地鉤、緊急按鈕等。第二層是硬件保護(hù)層：采用一定數(shù)量的芯片組成純硬件控制系統(tǒng)，其發(fā)出的控制信號(hào)相對(duì)于其它軟件級(jí)控制信號(hào)有更高的優(yōu)先級(jí)，在發(fā)射機(jī)有故障時(shí)，能直接控制發(fā)射機(jī)維持在一個(gè)安全的運(yùn)行狀態(tài)，如在運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)到冷卻風(fēng)出現(xiàn)故障，則發(fā)射機(jī)會(huì)直接降到黑燈絲狀態(tài)，防止因冷卻不足損壞設(shè)備。第三層是軟件保護(hù)層：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，如監(jiān)測(cè)到電子管板耗達(dá)到設(shè)定的臨界數(shù)值時(shí)，軟件會(huì)發(fā)出告警，當(dāng)板耗繼續(xù)增大，超出設(shè)定的保護(hù)值時(shí)，會(huì)及時(shí)向硬件發(fā)出關(guān)斷高壓命令。

短波發(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。

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)不僅提供了完備可靠的保護(hù)功能，在使用中，也處處體現(xiàn)出了人性化的設(shè)計(jì)理念，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）故障提醒清晰，查詢方便：在故障出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)采用不同的兩種聲音告警，連續(xù)告警聲，表示嚴(yán)重故障。（2）故障點(diǎn)指示準(zhǔn)確：采用多樣的硬件采樣回路和人性化的軟件處理，使每個(gè)故障點(diǎn)都能清晰準(zhǔn)確地顯示出來。（3）門限可調(diào)，方便靈活：安全保護(hù)系統(tǒng)各表值的告警和保護(hù)門限值可以在計(jì)算機(jī)界面上很方便地進(jìn)行調(diào)整。

2 安全保護(hù)系統(tǒng)的改進(jìn)探討

2.1 提高發(fā)射機(jī)的故障預(yù)判能力

短波發(fā)射機(jī)有著完備的故障報(bào)警機(jī)制，在故障發(fā)生時(shí)，能及時(shí)報(bào)警，并準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，為維護(hù)人員判斷處理故障爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，盡管如此，故障的突然出現(xiàn)，還是會(huì)導(dǎo)致一定時(shí)間的停播，對(duì)播音安全造成影響。如果能提前預(yù)判一些可能出現(xiàn)的故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并使故障消除在萌芽階段，將會(huì)更加有效地保護(hù)設(shè)備的安全，并大幅提高安全播出水平，如：發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵器件，尤其是真空器件通常在出現(xiàn)故障前，工作狀態(tài)都會(huì)有所變化，可以嘗試對(duì)各真空器件的工作溫度及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的扭矩等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過數(shù)據(jù)的變化來確定器件的工作狀態(tài)是否良好，如果監(jiān)測(cè)到某器件狀態(tài)不好，能及時(shí)發(fā)出告警，提示技術(shù)人員提前對(duì)其進(jìn)行調(diào)整或更換，第一時(shí)間消除故障隱患，這樣，可有效提高設(shè)備安全和播音安全的保障水平。

2.2 增加工控主機(jī)的熱備份保護(hù)機(jī)制

短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化程度較高，工控主機(jī)是該發(fā)射機(jī)的控制核心，開關(guān)機(jī)及加高壓調(diào)諧等關(guān)鍵工作都是由它控制完成的，全程無需人工參與，而且高效可靠、準(zhǔn)確率高。但是我們?cè)谙硎茏詣?dòng)化帶來的諸多好處的同時(shí)，也承擔(dān)著很大的風(fēng)險(xiǎn)，由于發(fā)射機(jī)的手動(dòng)操作及其有限，也很不便利，一旦工控主機(jī)出現(xiàn)死機(jī)等故障，發(fā)射機(jī)就基本失去了控制，很多安全保護(hù)功能也會(huì)失效，播音安全無法保障。鑒于工控主機(jī)的極端重要性，應(yīng)考慮增加工控主機(jī)的熱備份，主用工控機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備份及時(shí)轉(zhuǎn)為主用，繼續(xù)發(fā)揮控制核心的作用，從而可有效提高發(fā)射機(jī)的安全保障能力。

2.3 改進(jìn)發(fā)射機(jī)與天線的聯(lián)鎖保護(hù)

發(fā)射機(jī)作為獨(dú)立系統(tǒng)，基于通用性的考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)，與天線控制系統(tǒng)只建立了簡(jiǎn)單的互鎖保護(hù)，沒有完善的通訊機(jī)制，在發(fā)射機(jī)上無法看到當(dāng)前正在使用的天線信息，因此在本地開機(jī)運(yùn)行時(shí)，需要人為核對(duì)天線是否正確，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤使用天線的情況時(shí)，系統(tǒng)也無法給出相應(yīng)的告警，存在設(shè)備安全隱患?？梢钥紤]進(jìn)一步完善該系統(tǒng)，加強(qiáng)發(fā)射機(jī)與天線的連鎖判斷能力，實(shí)現(xiàn)更全面的保護(hù)。

3 結(jié)束語

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(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)，在實(shí)際運(yùn)行中，也表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性和實(shí)用性。

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[責(zé)任編輯：湯靜]