大型可变真空陶瓷电容器在发射机上的应用

王明刚

(国家新闻出版广电总局九一六台,青海格尔木 816000)

大型可变真空陶瓷电容器在发射机上的应用

王明刚

(国家新闻出版广电总局九一六台,青海格尔木 816000)

发射机射频末级槽路中多装有可变真空陶瓷电容器这一器件。此电容器在槽路中的主要作用是调谐、滤波、匹配。对此电容使用、维护好坏直接影响到安全传输发射任务的完成。本文介绍了可变真空陶瓷电容器的特点、结构、参数,以及到货检验、入库、库存、上机使用的注意事项,重点介绍了打压试验和漏水检测装置。这样以后能正确使用和维护可变真空陶瓷电容器,也能为不间断、高质量安全传输发射工作提供保证。

真空 陶瓷 水冷 使用 发射机

国家新闻出版广电总局无线电台管理局是总局直属的公益性文化事业单位,拥有我国最大的无线传输发射网。主要从事广播电视节目的传输、覆盖与实验工作。为中央人民广播电台、中国国际广播电台、中央电视台服务;为党的宣传、思想、文化工作服务。下设38个中短波发射台。共拥有大功率中、短波发射机近500部。发射机射频末级槽路中多装有可变真空陶瓷电容器这一器件。此电容器在槽路中的主要作用是调谐、滤波、匹配。对此电容使用、维护好坏直接影响到安全传输发射任务的完成。笔者在发射台一线工作已二十几年,在此对可变真空陶瓷电容器的维护工作做一总结,希望对广大同行有借鉴作用。

1 可变真空陶瓷电容器简介

可变真空陶瓷电容器采用真空介质、陶瓷绝缘外壳,因而介质损耗低,具有耐压高、体积小、Q值高、性能稳定可靠。在发射机中得到广泛应用。由于大功率发射机中可变真空陶瓷电容器承受的工作电压和射频电流较高,因此对其制作工艺有较高要求,本世纪初主要依赖美国、瑞士进口。之后国内有江西万平、江苏维安盛、昆山国力相继研发成功,在主要技术参数上和性能上与进口电容相近,已能替代进口。

可变真空陶瓷电容器有两组同心无氧铜柱筒组件,一组可滑动,一组固定(如图1所示)。陶瓷外壳,无氧铜两端封接,金属波纹管和轴、轴套相连接。通过螺杆转动改变电容极片间面积来调整容量,螺杆顺时针转动,滑动环上移,容量由大变小,逆时针转动相反。电容器的主要参数有(以CKTB650/35/170为例):容量范围30—650±30;外形尺寸φ203×H345;工作电压35KV;试验电压49KV;圈数:60;最大射频电流:170A;最大转动力矩:1N*M;机械寿命:5000—20000次。

2 可变真空陶瓷电容器的使用

可变真空陶瓷电容器的使用有验收、入库、库存、上机四个环节。

2.1 验收

电容器从厂家采购运抵台区后,应组织验收工作,如不合格,可退回厂家索赔。首先,对电容器开箱,检查合格证、检验证是否齐全。然后对电容器进行目测检查,看陶瓷外观有无裂纹,容号是否与证书上相符,电容器表面应清洁,外部金属表面应光洁,在陶瓷与金属封接处不应有金属流迹。封接口应牢固、可靠且密封,机械结构应牢固,不应有变形和损伤。使用2.5kv绝缘摇表对电容两极间进行摇测,判断绝缘度是否良好。使用容量表测试电容容量,最大电容量允许偏差为±5%,最小容量小于或等于标称值。最后对电容进行耐压试验,工频峰值试验电压读数应与标称工作电压相同。直流试验电压值为标称工作电压值的1.4倍。泄漏电流小于15μA。耐压试验应分别在最大、最小、中间容量进行。试验完后将容量转到最大然后回转1/4圈准备入库。

2.2 入库

电容入库时,应建立电容使用卡片,该卡片记录电容检验、耐压试验情况,检验人员名字,验收日期。使用上机情况记录。此卡片一直随该电容到使用终了。

2.3 库存

电容仓库应保持洁净、干燥,电容在仓库中保存要套上防尘罩,防尘罩最好用棉布制作。仓库内设除湿机,有条件的可专门购置防潮柜存放。库存电容每隔六个月要进行打压。打压的目的是为了除去电极上的毛刺和提高电容器的真空度和耐压值。打压应有专人负责并做记录。打压的具体方法为:(1)做好相应的安全措施,设置高压围栏,悬挂警示牌,操作人员站在绝缘垫上,戴绝缘线手套,操作应有两人以上进行,做好监护呼应。打压完成后要及时放电。(2)对打压车做好空载试验,接通电源缓慢顺时针转动升压旋钮,检查控制箱及输出电缆有无异常响声。电压升至设定保护值时,打压车应会保护跳闸。(3)电容高压试验,设置保护电压,将高压试验器输出端及接地线分别连接电容两极,将电容器容量设置最大,缓慢升起电压至试验值(交流打压车升至电容标称工作电压,直流打压车升至电容试验电压),做好记录。在打压过程中如出现打火或跳闸现象,应将电压先降低,至不打火值稳3分钟后再慢慢升起至要求值。然后在电容量最小值、中间值处各进行一次打压。

2.4 上机

当发射机需要更换电容时,电容器从仓库中领出应查看电容卡片,保证电容型号相符,技术指标符合要求。对电容进行再一次打压试验,水冷电容还应检查电容是否漏水(检查方法单独介绍)。更换电容时应将电容转到最小容量然后回转半圈。将发射机自动调谐数据调整至最小值(200),断开自动调谐驱动器电源;电容瓷环上要戴上保护纸,操作者戴上棉布手套端电容,避免弄脏瓷环。电容上机后应及时固定好电容底座螺栓和紧固好电容帽以及连接好进出水水管。合上自动调谐驱动器电源,调整电容至发射机应开频率所需值,加上高压,微调整发射机状态,进行高低中音频满调幅试验。然后对低频段(6—7MHZ),中频段(9—11MHZ),高频段(17—21MHZ)分别加高压加调幅试验。

图1

图2

图3

3 水冷可变真空陶瓷电容器的漏水检测

大功率可变真空陶瓷电容器由于工作电流大,存在一定的损耗,引起瓷环和极片发热。严重时可使极片烧坏,瓷环烧裂。为带走损耗产生的热量,往往对电容进行强制风冷和循环水冷却。有的电容加装水冷盘,也有的本身带有水冷。水冷式可变陶瓷真空电容器由动子组、定子组、真空室、波纹管及陶瓷外壳组成,在拉杆与导套之间设有水密封圈。顶部设有进水口,进水口下方设有出水口。拉杆底部设有通孔,从而形成冷却水通道(如图2所示)。

水冷电容最大的问题就是漏水,如果在上机之前没能检查出漏水,上机后开启风水后才发现漏水就麻烦了,不仅会延误恢复播音时间,而且可能带来次生故障。造成真空电容发生渗漏水的主要原因有:(1)真空陶瓷电容从厂家出厂在运输过程中受到震动,引起电容内部水路部件有一定的损伤,造成一定水压下,密封度不够而发生渗漏。(2)因真空陶瓷电容在库房存放时间过长,密封圈老化,在一定水压下,发生渗漏。(3)备份真空陶瓷电容在库存时只做耐压试验,不做水压力试验。

那么怎么才能检查电容是否漏水呢？因为冷却水是带有一定压力的,所以普通的加水试验并不完全能发现是否漏水。在实际维护中,我们自制了一套试水装置,在此做一介绍。

如图3,此装置可检测水冷真空陶瓷电容在一定水压下,会否发生渗漏,便于及时发现漏水电容进行修复。主要特征有一个水箱、水箱出水管、压力水泵、压力表、水泵出水管、水箱回水管、阀门和水冷真空陶瓷电容。(在图中标的序号为:1水箱,2水箱出水管,3压力水泵,4压力表,5水泵出水管,6水箱回水管,7阀门,10水冷真空陶瓷电容。)把水箱、水箱出水管、压力水泵、压力表、水泵出水管、水冷真空陶瓷电容、水箱回水管、阀门依次连接,形成一个密封的闭合回路,便构成一整套水压力试验装置,开启压力水泵,将水冷真空陶瓷电容内部的水压升高至5*105Pa后停止,保持压力10分钟,确认电容内部不渗漏检测通过。将水箱、压力水泵、压力表、阀门均安装在一台可移动的推车上,便于对不同地点的电容进行水压试验。

4 结语

大型可变真空陶瓷电容器价格十分昂贵,做好正确使用和维护不仅能节约经费,也能为不间断、高质量安全传输发射工作提供保证。只有在实践中不断总结,才能更好地做好维护工作。