计算机控制系统遭雷击瘫痪维修

刘伟

故障现象：2013年九月我台100KHz、801KHz、1395KHz三频供塔天线遭受雷击，导致石墨放电球在放电过程中形成短路烧毁，与该塔相连的三部发射机功放多块损坏，864KHz音频处理器损坏，尤其计算机控制系统整体瘫痪。

故障原因及分析：中波发射天线本身就是一个避雷针在播出时遇上雷雨天气，天线极易遭受雷击，而天线对地是绝缘的雷电的能量直接进入天线匹配网络，天线匹配网络是由高频电容、电感等元器件串并联结组成，雷电的能量形成的高电压会通过馈管窜入发射机而损坏功放。闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到瞬态电磁脉冲及其敏感的计算机控制系统，造成整体瘫痪。

故障处理：当天线遭受雷击时，当班人员反应迅速，分工明确，首先关闭与该塔相连的三部发射机，等雷电导入大地后，观察天线未见异常，外部金属放电球也未有烧黑现象，调配室内石墨放电球其中一半已经烧毁，天调网络各元件正常，为了保证安全播出，拆除烧毁的那一半石墨放电球，降功率开启发射机，维持播出。对接入音频处理器的864KHz音频输入输出进行串接。晚上关机后，在吴台的带领下，和技术维护小组对损坏的功放、石墨放电球、音频处理器进行更换，与供电部门联系，检查、测试供电及铁塔接地电阻一切正常。

由于当晚时间关系，并未对计算机控制系统恢复，发射机依然手动开、关机。事后与厂家联系，他们怀疑各部发射机的采集器恢复默认或集成块烧坏，建议我们把采集器拆下来，邮寄给他们。过几天，他们给我们的回复是采集器的采集程序已经设置正常，但当我们回复安装，故障依然存在。他们打算派维修人员过来，大概维修费用需要2万元左右，我们当时就拒绝了。自己查找资料逐级排查，首先先要了解计算机控制系统的功能。

计算机控制系统功能：中波台的自动化，总的来说就是利用现代数字技术和计算机技术实现人财物的管理自动化，以及包含机器设备的实时状态监测和控制等在内的播出自动化。

管理自动化 ：把日常的管理事务整理归纳成条理清晰、步骤明确的程序化模式，形成具体明确的需求交给程序员编制出应用软件来使用。

播出自动化：机房环境监测——包括温度湿度，消防安全报警信息，门禁系统等等；

信号链路的监测报警—— 包括对信号源进行监听和监测，以及对信号在机房内部的传输和分配的各个环节和最终发射效果进行监测，提供故障或异常状况的报警信息；这一功能模块只监测不控制。

发射机及其周边设备的状态监测与控制——包括自动抄表、按时间设定自动开关机、按设定的条件和步骤顺序进行天线和主备机自动切换、功率升降控制等等。计算机控制系统结构如图所示：

通信协议的收集和测试：通过测试控制单元和采集器的IP，主要是检测主板上小模块的网络通讯功能是否正常。由于采集器的IP地址厂家已经测试完成，我们主要完成控制单元的IP测试，用笔记本（Internet协议（TCP/IP）和控制单元IP地址要同一网段）和一根级联网线对控制单元IP地址ping命令测试，测试之后，通讯正常。于是我就怀疑三层交换机可能坏了，建议吴台就买了一个，更换之后，部分发射机恢复正常。再把另一个也更换之后，全部恢复正常。

防雷措施：

1、接地。所有设备包括采集器、值班计算机、服务器以及中间通信装置的外壳和机架等都要做高频接地。接地线尽量粗短。

2、布线与屏蔽。网络线、采样信号线、通信线、控制线等都采用带屏蔽层的，布线的时候尽量贴地沟或沿机壳走线，不要悬空。屏蔽层至少两头接地，能多点接地更好。

吸取的经验和教训：对于安全播出而言，自动化系统并非是万能的——它只是提供远程监控、故障报警与记录、一些定时性的和条件明确的操作，并不能自动维护发射系统的稳定性和可靠性。

机器设备的稳定运行，需要专业人员的精心设计，以及专业到位的技术维护。这才是安全播出的根本所在，不能因为搞自动化而忽视技术维护人员和技术维护工作的重要性。