鄧曉霞

(國家廣播電視總局二〇二二臺,新疆 喀什 844000)

0 引言

TSW2500 型發(fā)射機可憑借水冷及風冷的方式,對內(nèi)部溫度進行控制,由此來確保自身始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài),其中,風冷系統(tǒng)可被拆分成高壓風冷、低壓風冷兩部分。 在正常運行狀態(tài)下,發(fā)射機所連接高末電子管將形成大量熱能,只有盡快對熱量進行疏散,才能避免由于溫度過高,使得電子管出現(xiàn)燈絲斷裂或是其他問題,導致發(fā)射機停止運行。 由此可見,圍繞高壓風常見故障和相應的改進策略展開討論很有必要,此舉可在極大程度上延長設(shè)備壽命,使其價值得到實現(xiàn)。

1 研究背景

現(xiàn)階段,國內(nèi)所使用發(fā)射機型號多為TSW2500(見圖1),額定運行參數(shù)為500 kW。 由THALES 企業(yè)所生產(chǎn)TSW2500 發(fā)射機為典型短波發(fā)射機,其功率較以往發(fā)射機更大,由于該設(shè)備使用了大量先進技術(shù),其自動化水平也較其他發(fā)射機更高,同時具有靈敏度高、保護系統(tǒng)完善等優(yōu)勢,可為工作人員、發(fā)射機設(shè)備的安全提供全方位保護,這也是該發(fā)射機在國內(nèi)得到廣泛運用的原因[1]。

圖1 取樣設(shè)置

作為該發(fā)射機不可或缺的重要部分,高壓風保護的作用主要是為電子管打造良好運行環(huán)境,在保證電子管發(fā)揮出應有功能的前提下,對其壽命進行最大程度的延長。 考慮到該發(fā)射機輸出功率相對較大,若其長期處于滿功率且滿調(diào)幅的運行狀態(tài),經(jīng)由電子管所輸出功率往往能夠達到約750 kW,與此同時,電子管還會產(chǎn)生大量熱能,如果電子管機箱未能盡快地擴散內(nèi)部熱量,使自身溫度冷卻到預設(shè)范圍,將致使真空器件、電子管受損,進而導致發(fā)射機無法正常運行,由此可見,在發(fā)射機正式投入使用后,有關(guān)人員應定期對其進行維護,并對故障進行系統(tǒng)排查。

出于為發(fā)射機提供全方位保護的考慮,其內(nèi)部所安裝的射頻機箱通常會采取相應的冷卻方式進行降溫。 目前,使用頻率較高的冷卻方式有3 種,首先是低壓風冷卻,該方法需要借助風機抽取射頻機箱外部冷空氣,并將冷空氣注入機箱內(nèi),待冷空氣順利到達機箱內(nèi)部,便可通過熱量交換的方式,降低機箱熱量,同時促使機箱內(nèi)部溫度較高的空氣,經(jīng)由機箱頂部所開設(shè)網(wǎng)孔順利散出[2]。 其次是水循環(huán)冷卻,即利用循環(huán)水將電感熱量、電子管熱量和真空電容熱量轉(zhuǎn)移到冷凝室內(nèi),由此來達到降溫的目的。 最后是高壓風冷卻(見圖2),若發(fā)射機處于加全燈絲的狀態(tài),此時便可以憑借射頻機箱內(nèi)部所安裝高壓風機,達到冷卻高末電子管所連接管座的方式[3]。 一般來說,該方法所用高末電子管的型號均為TH576,該電子管的特點是性能優(yōu)異但價格高昂,對電子管進行冷卻的重要性不言而喻。結(jié)合發(fā)射機所采取保護設(shè)計方式不難看出,如果在播音過程中沒有檢測到高壓風的存在,控制系統(tǒng)便會第一時間將發(fā)射機狀態(tài)變?yōu)锳UX,由此來為高末電子管提供系統(tǒng)且有效的保護。

圖2 高壓風壓力開關(guān)和底座

2 常見高壓風故障成因及解決方法

2.1 高壓風冷卻原理

該系統(tǒng)的運行步驟如下:第一步,通過抽取的方式,將機箱內(nèi)部控制轉(zhuǎn)移至風機,同時經(jīng)由軟、硬風管將空氣送往管座氣室內(nèi)部。 第二步,管座內(nèi)部所安裝導向環(huán)以實際情況為依據(jù),對高壓風進行相應的分配,隨后,將高壓風傳送到指定區(qū)域,通過直接噴射高壓風的方式,達到冷卻的目的;第三步,將變熱后的高壓風轉(zhuǎn)移到機箱內(nèi),連通低壓風一起向外界排出。 除高末電子管外,常規(guī)驅(qū)動電子管同樣可經(jīng)由該方法得到冷卻,這點需要有所了解。

2.2 高壓風常見故障分析

播音過程中,有多個發(fā)射機狀態(tài)被突然轉(zhuǎn)為AUX,與此同時,系統(tǒng)發(fā)出風量不足的故障提示。 有關(guān)人員將射頻機箱門打開并進行查看,并未發(fā)現(xiàn)異常,換言之,無論是高壓風機還是高壓風接點均處于正常運行狀態(tài)。 結(jié)合現(xiàn)場情況進行分析,有關(guān)人員指出導致上述問題出現(xiàn)的原因,主要是接點檢測靈敏度過高,隨后,工作人員選擇將接點靈敏度調(diào)低,同時重新啟動發(fā)射機。 經(jīng)過一段時間的運行后,發(fā)射機出現(xiàn)了同樣的問題,這說明僅調(diào)低接點靈敏度,并不能夠徹底解決誤報警的問題,鑒于此,有關(guān)人員選擇對接點進行更加深入的研究。

該發(fā)射機所采用高壓風接點的設(shè)備內(nèi)部設(shè)有彈性較大的絕緣薄膜(該薄膜呈黑色),若取樣風管所形成風壓正常,取樣裝置內(nèi)部絕緣薄膜將在風壓的影響下發(fā)生形變,致使各觸點狀態(tài)由接觸轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_,如果高壓風消失,各觸控點將在第一時間接通[4]。 結(jié)合高壓風控原理不難發(fā)現(xiàn),播音過程中,只要某個瞬間高壓風出現(xiàn)抖動,取樣裝置內(nèi)部觸點就會接通,控制電路隨之發(fā)布報警信息。 若系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)發(fā)射機存在高壓風故障,通常會將發(fā)射機狀態(tài)轉(zhuǎn)為AUX。 另外,可能影響發(fā)射機狀態(tài)的原因,還包括以下兩點:一是發(fā)射機投入運行的時間較長,將致使接點質(zhì)量大幅下降,在出現(xiàn)抖動后,系統(tǒng)極易做出“高壓風機存在故障”的錯誤判斷,從而更改發(fā)射機狀態(tài)。 二是在日常檢修期間,工作人員不慎觸碰到接點,導致系統(tǒng)判斷失誤,最終給播放的連續(xù)性及安全性造成負面影響。

考慮到高壓風所形成的壓力極易被外界因素所影響,出現(xiàn)瞬態(tài)抖動的情況,同時瞬態(tài)抖動具有極強的隨機性與不確定性,僅憑借現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)無法對其進行高效監(jiān)控,加之對發(fā)射機所搭載程序進行調(diào)整的難度極大,一旦播音期間高壓風出現(xiàn)細微的抖動,便有極大概率導致發(fā)射機停止運行,造成播出中斷的情況,安全性自然難以得到保障。 要使發(fā)射機長期處于穩(wěn)定且安全的運行狀態(tài),關(guān)鍵是要以現(xiàn)有條件為基礎(chǔ),以圖紙所提供信息為依據(jù),結(jié)合問題成因擬定改進高壓風線路的方案,將高壓風抖動所造成的影響降至最低,以免播出期間出現(xiàn)不必要的中斷。

3 改進取樣路線的目標和具體流程

3.1 改進目標

對取樣路線進行優(yōu)化時,有關(guān)人員應保證改進發(fā)射機所連接電子管為高末電子管,同時電子管的型號是TH576。 考慮到該型號電子管的單價較高,在為電子管提供保護時,應最大程度弱化外界因素所造成的干擾或影響,避免設(shè)備由初始的電機或是播音狀態(tài)轉(zhuǎn)為AUX,只有這樣才能杜絕出現(xiàn)電壓值突然下降的問題,進而使電子管、電子管所連接各電子設(shè)備的壽命得到延長。 此外,有關(guān)人員還應以實際情況為依據(jù),對高壓風所出現(xiàn)抖動情況、高壓風常見故障進行準確區(qū)分,保證檢修人員能夠盡快根據(jù)自身所掌握信息,判斷故障成因并給出相應的診斷,明確是否存在誤報警情況[5]。 若發(fā)現(xiàn)存在誤報警的問題,需要盡快對高壓進行提升,同時對處理工作需要耗費的時間進行有效壓縮。

3.2 思路和流程

3.2.1 方法一

考慮到該發(fā)射機對高末電子管進行冷卻的方法為高壓風冷卻,有關(guān)人員指出,應對高壓接點進行檢測,由于該接點靈敏度極高,只要出現(xiàn)抖動的情況,機器便會在保護系統(tǒng)的作用下轉(zhuǎn)為AUX 狀態(tài)。 播音過程中,如果出現(xiàn)短時間內(nèi)無法加上高壓的問題,將導致停播,進而給機房安全播出造成負面影響。 若選擇先并聯(lián)各接點,再對某個接點進行檢測,則會由于風冷系統(tǒng)發(fā)生故障,而出現(xiàn)無風的情況,與此同時,發(fā)射機將在控制系統(tǒng)的作用下轉(zhuǎn)為AUX,從而達到保護的目的。 如果風冷系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài),但存在機器抖動或是接點發(fā)生故障的情況,則不會到導致機器轉(zhuǎn)為AUX,誤報警的概率自然能夠被降至最低。

3.2.2 方法二

該發(fā)射機所搭載電控機箱內(nèi),通常會裝有兩塊濾波板,同時濾波板多數(shù)端子均配有定義明確且已投入運行的保護邏輯,剩余未被使用的端子,又被稱作備用端子。 鑒于此,有關(guān)人員決定用某個能夠自恢復的保護邏輯對應的備用端子,替代現(xiàn)有取樣端子,確保在播音過程中即使發(fā)射機突降高壓,也能夠快速恢復升功率,將停播事故發(fā)生的概率降至最低。

有關(guān)人員以控制圖紙為依據(jù),通過反復試驗的方式,最終得出以下結(jié)論:告警狀態(tài)下,天饋線往往會第一時間啟動取樣信號濾波板第53,54 端子(該端子初始取樣信號是天線駐波比,為典型的備用端子),由該端子負責對故障信號進行檢測,若故障在2 s 內(nèi)完全消失,則自動進行升高壓操作,如果故障存在的時間達到5 s,則將發(fā)射機狀態(tài)轉(zhuǎn)STBY。 試驗結(jié)果表明,上述保護邏輯信號可最大限度滿足攻進要求。 在對多方因素加以考慮后,有關(guān)人員最終提出了以下改進方案:將取樣信號對應端子由17,18 調(diào)整為53,54,同時對接點靈敏度進行調(diào)整,確保其與正常值相等。 經(jīng)過改進后,一旦高壓風出現(xiàn)瞬態(tài)抖動的情況,系統(tǒng)便會發(fā)布天線駐波比超出限值的告警(原有風量不足的告警消失),并以極快的速度拉掉高壓。 如果在2 s 時間內(nèi),取樣信號成功恢復到正常狀態(tài),發(fā)射機便可以進行自動升高壓的操作,若在此后的5 s 內(nèi),取樣信號仍然處于異常狀態(tài),則需要將發(fā)射機轉(zhuǎn)為STBY,同時發(fā)布相應的告警。此時,工作人員應第一時間對存在故障的發(fā)射機進行處理,即根據(jù)應急預案所提要求,盡快將全部設(shè)備轉(zhuǎn)為全燈絲狀態(tài),在將其狀態(tài)調(diào)整為全燈絲狀態(tài)的前提下開啟機箱門,對高壓風機當前運行狀態(tài)、風管狀態(tài)還有各元器件狀態(tài)進行檢查,若發(fā)現(xiàn)存在異常,則需要視情況制定相應的解決方案,確?，F(xiàn)存問題及故障可以盡快得到處理[6]。

在初次改線的工作告一段落后,17,18 端子由檢測高壓風變?yōu)榭臻e端子,并在一段時間內(nèi)處于開路的狀態(tài),由于系統(tǒng)無法順利檢測出高壓風信號,全燈絲的加上效果必然會受到影響。 為徹底解決上述問題,有關(guān)人員計劃對17,18 端子進行相應的處理,使上述端子始終處于短路狀態(tài),此時,便能夠順利加上全燈絲,但又衍生出了另一問題,即在將發(fā)射機狀態(tài)改為OFF 或是AUX 之后,控制系統(tǒng)持續(xù)發(fā)布告警信息,同時顯示高壓風系統(tǒng)沒有完全關(guān)斷。 導致該問題出現(xiàn)的原因,主要是17,18 端子仍由接點進行控制,在對其進行短路處理后,該端子目前處于被短路的狀態(tài)。 要想避免高壓風轉(zhuǎn)為OFF 或是AUX 后出現(xiàn)不斷告警的情況,關(guān)鍵是要以17,18 端子特點為依據(jù),為其提供與接點相近的控制信號,確保該端子能夠隨著發(fā)射機變態(tài)的更改而更改。 在本項目中,有關(guān)人員決定引入和高壓風告警所屬級別相同的水流計,由該水流計負責對17,18端子加以控制,具體改進策略如下:第一步,對17 端子和31 端子進行短路處理;第二步,對18 端子和32 端子進行短路處理。 隨后,有關(guān)人員多次對改進所得線路進行試驗,結(jié)果表明,在水流量未達到預期的情況下,接點無法順利接上,同時發(fā)射機也無法加上燈絲,與“在沒有高壓風的情況下,不得加上燈絲”這一要求相符。 在將發(fā)射機轉(zhuǎn)為AUX 后,水流接點第一時間斷開,即使有高壓風存在,仍然不會出現(xiàn)誤報警的情況,簡單來說,就是在正常運行狀態(tài)下,即使發(fā)射機出現(xiàn)了明顯的抖動,該系統(tǒng)仍不會持續(xù)發(fā)布報警信息,確保了播音的完整性。 由此可見,該方案從根本上解決了高壓風較易出現(xiàn)的誤告警情況,并且沒有給高壓風所具有保護作用造成負面影響。

改進前后高壓風效果如表1 所示,結(jié)合表1 所傳遞信息不難看出,改進所得線路的優(yōu)勢更加明顯。

表1 改進前后高壓風效果

4 結(jié)語

通過上文的分析能夠看出,要想做到深入分析高壓風故障,并制定切實可行的技術(shù)改進方案,前提是要對發(fā)射機運行原理有所了解,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合故障成因確定優(yōu)化方案,并根據(jù)方案所提供措施對設(shè)備進行調(diào)整,將播音期間出現(xiàn)停播問題的概率降至最低。 事實證明,上文所提出的兩種改進方案均與TSW2500 發(fā)射機相契合,其改進效果也能夠達到有關(guān)人員所提要求,可在徹底解決誤報警問題的基礎(chǔ)上,為發(fā)射機提供系統(tǒng)且全面的保護,使播出效果更加理想。 本項目的順利實施,無形中增強了有關(guān)人員對發(fā)射機進行維護的信心,未來可對上述方案進行更進一步的優(yōu)化,使改進效果變得更加理想。