秦峰

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 新疆呼圖壁縣 831200）

淺談420C型發(fā)射機安全保護系統(tǒng)

秦峰

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 新疆呼圖壁縣 831200）

420C型短波廣播發(fā)射機是美國大陸電子公司（Continental Electronics Corp.CEC）生產(chǎn)的新型發(fā)射機。本文就以420C型短波廣播發(fā)射機安全保護系統(tǒng)的觀點出發(fā)，主要探討了安全保護系統(tǒng)的設(shè)計原則、系統(tǒng)特點等方面，并對發(fā)射機的維護和改善提出了自己的意見，以供參考。

420C型；短波發(fā)射機；安全保護系統(tǒng)

420C型500kW發(fā)射機是90年代末我國從美國大陸公司引進的大型短波發(fā)射機，其采用PSM調(diào)制方式，具有整機效率高、操作方便、電聲指標(biāo)好等特點。發(fā)射機控制方式采用微處理機控制，控制單元采用CPU程控，發(fā)射機在程序控制下實現(xiàn)自動工作、故障自動恢復(fù)和自動報警等功能。盡管如此，在高電流的工作狀態(tài)下，常常會出現(xiàn)一系列的故障，那么短波發(fā)射機的正常運行就會受到影響，嚴(yán)重時還會對工作人員造成不可預(yù)知的人身傷害，因此，在短波發(fā)射機中采用有效的安全保護系統(tǒng)是非常必要的。

1 420C型發(fā)射機安全系統(tǒng)的介紹和分析

如圖1發(fā)射機整機框圖所示，420C型發(fā)射機的整機系統(tǒng)主要包括發(fā)射機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)射機冷卻系統(tǒng)以及發(fā)射機自動化系統(tǒng)。整個系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，在工作的時候，很多器件都是處在高電壓、大電流的狀態(tài)下，因此，發(fā)射機對人身、機器的安全保護措施要求非常的嚴(yán)密和高效，任何一個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)定的安全保護系統(tǒng)對發(fā)射機本身和人身安全來說是至關(guān)重要的。

圖1 420C型500kW發(fā)射機整機框圖

2 安全系統(tǒng)的設(shè)計原則

420C型500kW發(fā)射機的安全保護系統(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，其安全保護系統(tǒng)簡單的分類如下：

2.1 安全保護系統(tǒng)中對“人身安全”的保護

其保護措施主要包括：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)計和防護設(shè)施以及安全告警燈等。

2.2 安全保護系統(tǒng)中對“設(shè)備安全”的保護

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

2.3 安全保護系統(tǒng)中對“播音安全”的保護

其采取的保護措施主要包括：高效智能的自動調(diào)諧系統(tǒng)、瞬間過流時自動快速恢復(fù)播出功能、短時間內(nèi)多次過流時自動降功率維持播出機制、控制系統(tǒng)故障或重新啟動時維持原狀態(tài)播出機制以及中央控制系統(tǒng)的熱備份機制等，請見圖2。

圖2 420C型500kW發(fā)射機安全保護系統(tǒng)的分類框圖

3 420C型500kW發(fā)射機安全保護系統(tǒng)的特點

3.1 可靠性高

420C型500kW發(fā)射機的安全保護系統(tǒng)對可靠性有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，在系統(tǒng)的多個設(shè)計環(huán)節(jié)上都有所體現(xiàn)，下面列舉三個方面進行說明：

（1）聯(lián)鎖鑰匙形成互鎖：所有的門鑰匙統(tǒng)一集中在接地保護開關(guān)處，門開關(guān)鑰匙與接地保護開關(guān)鑰匙形成互鎖，即只有保護開關(guān)可靠接地時，才能取下門鑰匙開門，另外，接地保護開關(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開關(guān)接地，這樣環(huán)環(huán)相扣形成了可靠的聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。

（2）完善的接地系統(tǒng)：發(fā)射機配置的接地保護系統(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，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，同時高壓柜在斷開時，也在內(nèi)部可靠接地，這些措施確保了人員在維護設(shè)備時的安全。另外，發(fā)射機的高頻機柜、高壓柜、低壓柜、穩(wěn)壓柜、風(fēng)機柜、模塊機箱、圍網(wǎng)、橋架等所有設(shè)備在與高頻地網(wǎng)連接的同時，又通過接地銅排全部連接在一起，形成一個等電位體，為維護人員創(chuàng)造了一個安全可靠的工作環(huán)境。

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

3.2 設(shè)計層次清晰

（1）機械聯(lián)鎖保護。主要用于保護人身安全，采用機械硬件聯(lián)鎖開關(guān)，所有的門鑰匙集中在高壓接地開關(guān)處，維護檢修時只有將高壓接地開關(guān)拉至接地位置時將鑰匙取下，才能進行下一步操作。由圖3可見，鑰匙機械聯(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，并對二單元的變壓器初級進行接地放電，此時才能將各個單元門上的鑰匙從互鎖裝置上取下，然后進行相應(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)，進入此區(qū)域進行檢修維護。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)射機的保護系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性打下了堅實的基礎(chǔ)。

圖3 420C型500kW簡要維護流程圖

（2）硬件保護。硬件的控制信號對于其他軟件的控制信號具有更高的優(yōu)先級，有故障時會直接將發(fā)射機運行到一個相對安全的狀態(tài)，如在運行狀態(tài)下發(fā)射機三次過荷后掉高功率、五次過荷后掉高壓。

（3）軟件保護。軟件實時采集發(fā)射機多個運行數(shù)據(jù)并加以判斷，發(fā)現(xiàn)異常時，及時向硬件系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令，在顯示面板出現(xiàn)提示時，自動化軟件的運用會把這些故障信息、異常狀態(tài)等第一時間直接發(fā)送到控制室計算機界面和發(fā)射機顯示面板，這有助于值機人員第一時間觀察和記錄故障信息，便于維護人員及時處理。

4 長期維護對全系統(tǒng)的完善和改進

420C型500kW發(fā)射機初期使用的是DOS系統(tǒng)，每次倒換頻率，調(diào)試新頻率等操作的時候非常不方便而且容易引起人為的誤操作，并且發(fā)射機的實時數(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)射機自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了發(fā)射機自動倒換頻率、自動調(diào)諧、手動調(diào)諧、半自動調(diào)諧，自動保存數(shù)據(jù)等功能，對發(fā)生的故障信息、表值記錄進行查詢等和其他相關(guān)功能。

隨著單機自動化的穩(wěn)定，后續(xù)又增加了天線自動化控制以及附屬設(shè)備冷卻裝置的自動化控制系統(tǒng)，倒換天線時若有誤操作以及被占用等不正常情況出現(xiàn)時，會彈出對話框提示；附屬設(shè)備自動化通過數(shù)據(jù)的采樣處理，控制程序自動控制冷凝器室風(fēng)機的開啟、調(diào)節(jié)百葉窗的開啟面積，自動補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)射機運行的安全性，提高了工作效率，也為收集更多的發(fā)射機故障與運行動態(tài)信息提供了簡單易行的操作平臺，為維護人員了解發(fā)射機、掌握發(fā)射機運行狀態(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，其安全保護系統(tǒng)的設(shè)計依靠強大的自動化系統(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)計人性化等諸多優(yōu)點，而且在長期維護運行中經(jīng)過不斷的完善和改進，表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性和實用性，相對于其他在用的短波發(fā)射機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)射機的安全保護系統(tǒng)[J].民營科技，2015（1）：70.

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

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2016-3-11