浅谈420C型发射机安全保护系统

2016-08-10秦峰

大科技 2016年9期

关键词：短波发射机钥匙

秦峰

（国家新闻出版广电总局六五四台新疆呼图壁县 831200）

浅谈420C型发射机安全保护系统

秦峰

（国家新闻出版广电总局六五四台新疆呼图壁县 831200）

420C型短波广播发射机是美国大陆电子公司（Continental Electronics Corp.CEC）生产的新型发射机。本文就以420C型短波广播发射机安全保护系统的观点出发，主要探讨了安全保护系统的设计原则、系统特点等方面，并对发射机的维护和改善提出了自己的意见，以供参考。

420C型；短波发射机；安全保护系统

420C型500kW发射机是90年代末我国从美国大陆公司引进的大型短波发射机，其采用PSM调制方式，具有整机效率高、操作方便、电声指标好等特点。发射机控制方式采用微处理机控制，控制单元采用CPU程控，发射机在程序控制下实现自动工作、故障自动恢复和自动报警等功能。尽管如此，在高电流的工作状态下，常常会出现一系列的故障，那么短波发射机的正常运行就会受到影响，严重时还会对工作人员造成不可预知的人身伤害，因此，在短波发射机中采用有效的安全保护系统是非常必要的。

1 420C型发射机安全系统的介绍和分析

如图1发射机整机框图所示，420C型发射机的整机系统主要包括发射机控制和低压分配器单元、射频放大器单元、PSM调制器控制器单元、PSM固态调制器单元、谐波滤波器、平衡/不平衡转换器、发射机冷却系统以及发射机自动化系统。整个系统庞大而复杂，在工作的时候，很多器件都是处在高电压、大电流的状态下，因此，发射机对人身、机器的安全保护措施要求非常的严密和高效，任何一个小小的安全隐患都可能造成设备器件的损坏、播音的中断，甚至给维护人员带来严重的伤害，因此，一套安全有效、可靠稳定的安全保护系统对发射机本身和人身安全来说是至关重要的。

图1 420C型500kW发射机整机框图

2 安全系统的设计原则

420C型500kW发射机的安全保护系统严格遵循着安全传输发射的要义，即人身安全、设备安全和播音安全的原则，其安全保护系统简单的分类如下：

2.1 安全保护系统中对“人身安全”的保护

其保护措施主要包括：钥匙联锁系统、门开关、紧急开关、接地系统、带电设备的布局设计和防护设施以及安全告警灯等。

2.2 安全保护系统中对“设备安全”的保护

其采取保护的措施主要包括：电流电压的越限保护、功率与驻波比的实时监测、板极损耗的监测、PSM紧急关断保护、板压封锁保护、高频打火检测、利用过流自动断开空气开关对线路进行保护、利用热跳继电器进行过热保护、使用放电球或压敏电阻进行过。

2.3 安全保护系统中对“播音安全”的保护

其采取的保护措施主要包括：高效智能的自动调谐系统、瞬间过流时自动快速恢复播出功能、短时间内多次过流时自动降功率维持播出机制、控制系统故障或重新启动时维持原状态播出机制以及中央控制系统的热备份机制等，请见图2。

图2 420C型500kW发射机安全保护系统的分类框图

3 420C型500kW发射机安全保护系统的特点

3.1 可靠性高

420C型500kW发射机的安全保护系统对可靠性有着高标准的要求，在系统的多个设计环节上都有所体现，下面列举三个方面进行说明：

（1）联锁钥匙形成互锁：所有的门钥匙统一集中在接地保护开关处，门开关钥匙与接地保护开关钥匙形成互锁，即只有保护开关可靠接地时，才能取下门钥匙开门，另外，接地保护开关钥匙和高压柜的联锁钥匙绑在一起，只有高压柜断开后，才能取下钥匙将保护开关接地，这样环环相扣形成了可靠的联锁保护系统。

（2）完善的接地系统：发射机配置的接地保护系统连接着所有的高压模块和大部分的供电电源，在开关接地时，功率模块可以快速放电，电子管板压和帘栅压都将直接被接地，同时高压柜在断开时，也在内部可靠接地，这些措施确保了人员在维护设备时的安全。另外，发射机的高频机柜、高压柜、低压柜、稳压柜、风机柜、模块机箱、围网、桥架等所有设备在与高频地网连接的同时，又通过接地铜排全部连接在一起，形成一个等电位体，为维护人员创造了一个安全可靠的工作环境。

（3）防电击保护措施：发射机在系统设计时，将带电设备尽量安装在相对独立区域，并将所有带电部位均采用防护罩等隔离，全机在各带电机箱处都配置了接地钩，保证维护人员在任何位置作业时，都能够方便地取到接地钩放电。以上这些措施共同为维护人员提供了完备可靠的防电击保护措施。

3.2 设计层次清晰

（1）机械联锁保护。主要用于保护人身安全，采用机械硬件联锁开关，所有的门钥匙集中在高压接地开关处，维护检修时只有将高压接地开关拉至接地位置时将钥匙取下，才能进行下一步操作。由图3可见，钥匙机械联锁系统中把10kV的高压接地开关拉至接地位置将高压电断开，并对二单元的变压器初级进行接地放电，此时才能将各个单元门上的钥匙从互锁装置上取下，然后进行相应的后续操作。由于二单元围网内安装的是发射机功率模块，在加高压后再断开高压接地开关，大约3min让模块电压完全泄放后（模块上有指示灯）才能拉下围网接地开关，进入此区域进行检修维护。若是要打开高压隔离柜也必须完成前面的步骤才能拿出钥匙将门打开。通过这些环环相扣的操作给发射机的保护系统的稳定可靠性打下了坚实的基础。

图3 420C型500kW简要维护流程图

（2）硬件保护。硬件的控制信号对于其他软件的控制信号具有更高的优先级，有故障时会直接将发射机运行到一个相对安全的状态，如在运行状态下发射机三次过荷后掉高功率、五次过荷后掉高压。

（3）软件保护。软件实时采集发射机多个运行数据并加以判断，发现异常时，及时向硬件系统发出相应指令，在显示面板出现提示时，自动化软件的运用会把这些故障信息、异常状态等第一时间直接发送到控制室计算机界面和发射机显示面板，这有助于值机人员第一时间观察和记录故障信息，便于维护人员及时处理。

4 长期维护对全系统的完善和改进

420C型500kW发射机初期使用的是DOS系统，每次倒换频率，调试新频率等操作的时候非常不方便而且容易引起人为的误操作，并且发射机的实时数据不易查询保存，故障现象记录信息难。技术人员开发了420C型500kW发射机自动化控制系统，实现了发射机自动倒换频率、自动调谐、手动调谐、半自动调谐，自动保存数据等功能，对发生的故障信息、表值记录进行查询等和其他相关功能。

随着单机自动化的稳定，后续又增加了天线自动化控制以及附属设备冷却装置的自动化控制系统，倒换天线时若有误操作以及被占用等不正常情况出现时，会弹出对话框提示；附属设备自动化通过数据的采样处理，控制程序自动控制冷凝器室风机的开启、调节百叶窗的开启面积，自动补水等更多的智能化作业。这样不仅大大节约了人的劳动力，也最大限度的避免由于人为操作失误而造成的播音中断、设备损坏等，极大地增加了发射机运行的安全性，提高了工作效率，也为收集更多的发射机故障与运行动态信息提供了简单易行的操作平台，为维护人员了解发射机、掌握发射机运行状态提供了数据分析的基础。