鄧曉霞

（國家廣播電視總局2022 臺，喀什 844000）

結合實際調(diào)研，因電路短路、絕緣介質(zhì)損傷產(chǎn)生弧光帶來的危害較為嚴重。這類危害的預防和處理需得到弧光檢測器的支持。

1 弧光的危害

短波發(fā)射機射頻機箱頂部安裝的弧光檢測器，可檢測設備放電打火的所有位置。為科學應用弧光檢測器，必須明確弧光產(chǎn)生的原因，如電路因污塵短路產(chǎn)生弧光，或因運行設備的長期疲勞運行或絕緣介質(zhì)的過熱損傷產(chǎn)生短路導致弧光等[1]。

應用弧光檢測器可準確定位相關故障。1ms 內(nèi)快速產(chǎn)生的弧光是電弧光的主要危害。在短路低阻抗情況下，弧光會引發(fā)燃弧故障。在相應的低電流和高阻抗情況下，起弧機理條件一旦滿足便會導致燃弧?？諝怆婋x在燃弧的同時存在迅速變化的電阻。逐步接近0Ω 的弧光電阻會產(chǎn)生變化的故障電流。燃弧時間和故障電流將直接決定弧光的危害程度。發(fā)射機中出現(xiàn)的電弧光會導致其打火掉高壓，影響其各個部件而導致停播。其中，因打火導致的短波發(fā)射機高末級電子管損壞便屬于較為嚴重的故障。為盡可能規(guī)避這類故障，要及時反饋相關信息，縮短故障判斷時間。實現(xiàn)這種判斷必須得到弧光檢測器的支持，可見弧光檢測器在短波發(fā)射機中至關重要[2]。

2 500kW TSW-2500 發(fā)射機中弧光檢測器的應用

2.1 典型案例

以位于郊外的某廣播電視發(fā)射傳輸中心臺為例，TSW-2500 發(fā)射機僅設置有弧光檢測器一組，用于射頻末級和射頻驅動級的打火檢測。由于一組弧光檢測器僅能夠滿足射頻機箱內(nèi)打火放電現(xiàn)象的檢測需要，且當?shù)卮嬖诖呵锟諝飧稍铩⑾募境睗竦忍攸c，饋線和平轉機箱在發(fā)射機運行過程中容易出現(xiàn)打火現(xiàn)象導致設備損壞。此外，故障的處理難度較高，過長時間的故障處理影響較大。發(fā)射機機箱底處和上頂部的透氣孔易落入灰塵，導致出現(xiàn)對地打火。另外，末級調(diào)諧失諧也易引發(fā)打火問題。這類問題均可通過弧光檢測器實現(xiàn)快速檢測，因此廣播電視發(fā)射傳輸中心臺在平轉機箱頂部中央位置設置了弧光檢測器，大幅降低了設備損壞的可能性。由于臺區(qū)春季天線場區(qū)存在較多鳥類，易引起天線打火現(xiàn)象，嚴重時會損壞設備，因此可在饋筒拐角處加設一組弧光檢測器。全封閉的饋筒有利于檢測打火現(xiàn)象，并縮短相應判斷和故障處理時間?？紤]到在高頻電磁波干擾下，弧光檢測器易出現(xiàn)假故障信息引發(fā)嚴重的設備損壞問題，且高頻電磁波干擾的產(chǎn)生與接地問題聯(lián)系緊密，廣播電視發(fā)射傳輸中心臺將外層屏蔽線雙端可靠接地，以解決上述問題[3]。

2.2 具體路徑

圍繞500kW TSW-2500 發(fā)射機中弧光檢測器的應用開展深入探討，涉及改造方法、改造原理、弧光檢測器設置和改造效果，由此明確弧光檢測器的設置路徑。

2.2.1 改造方法

以TSW-2500 發(fā)射機改造為例，其原設計僅安裝有一個弧光檢測器，型號為UV-02，且輸出饋筒和平衡轉換器機箱在強電磁、強電流和大功率環(huán)境下工作易出現(xiàn)打火現(xiàn)象，相關絕緣支架、補償電容、元器件和饋芯也容易損壞。為規(guī)避相關問題，可將同型號弧光檢測器加裝于發(fā)射機輸出饋筒和平衡轉換器機箱處，以便實時監(jiān)測射頻打火，有效預防事故?；」鈾z測器原理如圖1 所示。

圖1 弧光檢測器原理圖

具體改造需基于富余數(shù)據(jù)接口開展，以便監(jiān)測輸入數(shù)據(jù)接口板天線打火和平轉打火。通過在兩數(shù)據(jù)口位置加裝弧光檢測器，可完成平轉機箱和饋筒改造。打火信號分別向天線和平轉打火監(jiān)測端口輸送，發(fā)射機控制系統(tǒng)需接入監(jiān)測保護裝置?；趯嶋H控制電路，需利用輸入數(shù)據(jù)接口板的空閑端口即X222:Z16 和X226:Z24。故障告警信息（弧光檢測器）通過濾波墻板A131:13、A131:14 和A132:49、A132:50 端子與發(fā)射機控制系統(tǒng)連接。饋筒打火被弧光檢測器檢測到時，閉鎖回路24V，高壓可由發(fā)射機控制系統(tǒng)自動切斷，保障設備安全。若打火時間小于等于2s，發(fā)射機自動重加起高壓，以消除故障；若打火時間大于等于5s，則降至Standby 的狀態(tài)，以監(jiān)測、保護饋筒和平轉機箱[4]。

2.2.2 改造原理

圖2 為平轉機箱弧光檢測器原理示意圖。在檢測到平轉機箱打火時，存在斷開的5、6 常閉接點（弧光檢測器）和信號斷開的DC24V 閉鎖回路。當檢測到24V 時ECOS2 控制系統(tǒng)會自動發(fā)出切斷高壓的控制指令，以保障設備安全。若未發(fā)出告警信號，則代表不存在相關故障。

圖2 平轉機箱弧光檢測器原理示意圖

圖3為饋筒弧光檢測器原理示意圖。發(fā)射機饋筒出現(xiàn)打火時，存在斷開的5 腳、6 腳（弧光檢測器），檢測到24V 時的ECOS2 控制系統(tǒng)會自動發(fā)出切斷高壓的控制指令。若存在無打火的平轉機箱，同時存在不動作的弧光檢測器，常閉的5 腳、6 腳開關不會發(fā)出報警信號[5]。

圖3 饋筒弧光檢測器原理示意圖

2.2.3 弧光檢測器設置

饋筒和平轉機箱作為500kW TSW-2500 發(fā)射機的RF輸出部分，它們的高頻信號會干擾線路。受到高頻干擾的弧光檢測器可能導致發(fā)射機控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。為規(guī)避相關干擾，必須科學設置弧光檢測器，具體可從參數(shù)設置和屏蔽措施入手。在弧光檢測器的具體設置中，普通靈敏度、32 脈沖模式、有錯誤延時、無告警鎖定、200ms 告警延時和10s 告警門限，為標準的弧光檢測器設置。本文研究采用的設置為高靈敏度、8 脈沖模式、有錯誤延時、無告警鎖定、20ms 告警延時和10s 告警門限。

為減輕機房復雜高頻環(huán)境下帶來的干擾，避免弧光檢測器受到高頻信號的干擾，需選擇質(zhì)優(yōu)的屏蔽線作為傳感器導線，并將屏蔽線和殼體與等電勢點連接，且需適當縮短電纜的連接長度?？紤]到在雙端接地情況下金屬屏蔽層不會產(chǎn)生感應電壓，受干擾磁通影響，金屬屏蔽層將產(chǎn)生屏蔽環(huán)流通過。如果存在不相等的不同地點電勢，較大的電勢環(huán)流將隨之出現(xiàn)，此時需采用殼體接地進行屏蔽。對于未接地的弧光檢測器，它的殼體必須進行接地連接。此外，需盡量保持殼體和屏蔽線的等電勢位，避免外界干擾信號的串入。必要時，可在靠近監(jiān)測目標位置安裝弧光檢測器。

2.2.4 改造效果

通過改造500kW TSW-2500 發(fā)射機，在弧光檢測器加裝完成后，可實時檢測設備的打火現(xiàn)象，實現(xiàn)了元器件損壞規(guī)避、停劣播等事故預防以及不間斷的發(fā)射機安全播出，證實了改造的實用性和價值。

3 結語

為更好地發(fā)揮弧光檢測器的效用，需高度重視對發(fā)射機使用環(huán)境影響的研究，合理設置基于故障預測的弧光檢測器。