試論短波發射機的安全保護系統

苗運平

【摘 要】大功率短波發射機由控制系統、調制系統、高頻系統、傳動系統、電源系統及冷卻系統等多個子系統組成，系統構成龐大而復雜，而且設備工作時，各器件都處在大電流、高電壓的狀態下，如果沒有足夠的安全保護機制，任何一個小的安全隱患，都可能造成播音中斷、設備損壞等事故，甚至對維護人員的人身安全造成傷害，因此具備一套全面完善、可靠高效的安全保護系統，對于大功率短波發射機來說是至關重要的。不同類型的發射機安全保護系統總體組成是接近的，但在系統設計的層次性、完整性及人性化等方面卻存在著較大的差別。本文就以短波發射機為例，對大功率短波發射機的安全保護系統進行簡單介紹和分析。

【關鍵詞】大功率短波發射機；安全保護系統；設計思路

1 大功率短波發射機安全保護系統的設計

1.1 大功率短波發射機安全保護系統的設計思路

短波發射機安全保護系統的設計，充分考慮了所有軟、硬件系統存在的可能影響發射機設備正常運行的因素，嚴格按照首先確保“人身安全”，之后是“設備安全”，最后是“播音安全”的原則，對所有安全保護措施進行了歸類，并確定了相應的優先級。短波發射機安全保護系統的分類歸納如下。

安全保護系統中對“人身安全”所采取的保護措施主要包括：鑰匙聯鎖系統、門開關、緊急開關、接地系統、帶電設備的布局設計和防護設施以及安全告警燈等。

安全保護系統中對“設備安全”所采取保護的措施主要包括：電流電壓的越限保護、功率與駐波比的實時監測、板極損耗的監測、PSM 緊急關斷保護、板壓封鎖保護、高頻打火檢測、利用過流自動斷開空氣開關對線路進行保護、利用熱跳繼電器進行過熱保護、使用放電球或壓敏電阻進行過壓保護、冷卻風水溫度監測、冷卻風水流量監測以及天線負載的互鎖保護等。

安全保護系統中對“播音安全”所采取的保護措施主要包括：高效智能的自動調諧系統、瞬間過流時自動快速恢復播出功能、短時間內多次過流時自動降功率維持播出機制、控制系統故障或重新啟動時維持原狀態播出機制以及中央控制系統的熱備份機制等。

1.2 大功率短波發射機安全保護系統的特點

短波發射機的安全保護系統設計層次清晰，采用了三層控制結構對設備提供了最優化的保護。第一層是聯鎖保護層：主要用于保護人身安全，采用硬件聯鎖開關，在其斷開時，能立刻關斷高壓，其中，主要包括：門開關、接地鉤、緊急按鈕等。第二層是硬件保護層：采用一定數量的芯片組成純硬件控制系統，其發出的控制信號相對于其它軟件級控制信號有更高的優先級，在發射機有故障時，能直接控制發射機維持在一個安全的運行狀態，如在運行狀態下檢測到冷卻風出現故障，則發射機會直接降到黑燈絲狀態，防止因冷卻不足損壞設備。第三層是軟件保護層：軟件實時采集發射機多個運行數據并加以判斷，發現異常時，及時向硬件系統發出相應指令，如監測到電子管板耗達到設定的臨界數值時，軟件會發出告警，當板耗繼續增大，超出設定的保護值時，會及時向硬件發出關斷高壓命令。

短波發射機的安全保護系統對可靠性有著高標準的要求，在系統的多個設計環節上都有所體現，下面列舉三個方面進行說明。（1）聯鎖鑰匙形成互鎖：所有的門鑰匙統一集中在接地保護開關處，門開關鑰匙與接地保護開關鑰匙形成互鎖，即只有保護開關可靠接地時，才能取下門鑰匙開門，另外，接地保護開關鑰匙和高壓柜的聯鎖鑰匙綁在一起，只有高壓柜斷開后，才能取下鑰匙將保護開關接地，這樣環環相扣形成了可靠的聯鎖保護系統。（2）完善的接地系統：發射機配置的接地保護系統連接著所有的高壓模塊和大部分的供電電源，在開關接地時，功率模塊可以快速放電，電子管板壓和簾柵壓都將直接被接地，同時高壓柜在斷開時，也在內部可靠接地，這些措施確保了人員在維護設備時的安全。另外，發射機的高頻機柜、高壓柜、低壓柜、穩壓柜、風機柜、模塊機箱、圍網、橋架等所有設備在與高頻地網連接的同時，又通過接地銅排全部連接在一起，形成一個等電位體，為維護人員創造了一個安全可靠的工作環境。（3）防電擊保護措施：發射機在系統設計時，將帶電設備盡量安裝在相對獨立區域，并將所有帶電部位均配置了接地鉤，保證維護人員在任何位置作業時，都能夠方便地取到接地鉤放電。以上這些措施共同為維護人員提供了完備可靠的防電擊保護措施。

短波發射機的安全保護系統不僅提供了完備可靠的保護功能，在使用中，也處處體現出了人性化的設計理念，具體表現在以下幾個方面：（1）故障提醒清晰，查詢方便：在故障出現時，系統采用不同的兩種聲音告警，連續告警聲，表示嚴重故障。（2）故障點指示準確：采用多樣的硬件采樣回路和人性化的軟件處理，使每個故障點都能清晰準確地顯示出來。（3）門限可調，方便靈活：安全保護系統各表值的告警和保護門限值可以在計算機界面上很方便地進行調整。

2 安全保護系統的改進探討

2.1 提高發射機的故障預判能力

短波發射機有著完備的故障報警機制，在故障發生時，能及時報警，并準確定位故障點，為維護人員判斷處理故障爭取了寶貴的時間，盡管如此，故障的突然出現，還是會導致一定時間的停播，對播音安全造成影響。如果能提前預判一些可能出現的故障，及時發現隱患，并使故障消除在萌芽階段，將會更加有效地保護設備的安全，并大幅提高安全播出水平，如：發射機的關鍵器件，尤其是真空器件通常在出現故障前，工作狀態都會有所變化，可以嘗試對各真空器件的工作溫度及驅動馬達的扭矩等數據進行實時監測，通過數據的變化來確定器件的工作狀態是否良好，如果監測到某器件狀態不好，能及時發出告警，提示技術人員提前對其進行調整或更換，第一時間消除故障隱患，這樣，可有效提高設備安全和播音安全的保障水平。

2.2 增加工控主機的熱備份保護機制

短波發射機的自動化程度較高，工控主機是該發射機的控制核心，開關機及加高壓調諧等關鍵工作都是由它控制完成的，全程無需人工參與，而且高效可靠、準確率高。但是我們在享受自動化帶來的諸多好處的同時，也承擔著很大的風險，由于發射機的手動操作及其有限，也很不便利，一旦工控主機出現死機等故障，發射機就基本失去了控制，很多安全保護功能也會失效，播音安全無法保障。鑒于工控主機的極端重要性，應考慮增加工控主機的熱備份，主用工控機發生故障時，備份及時轉為主用，繼續發揮控制核心的作用，從而可有效提高發射機的安全保障能力。

2.3 改進發射機與天線的聯鎖保護

發射機作為獨立系統，基于通用性的考慮，在設計時，與天線控制系統只建立了簡單的互鎖保護，沒有完善的通訊機制，在發射機上無法看到當前正在使用的天線信息，因此在本地開機運行時，需要人為核對天線是否正確，當出現錯誤使用天線的情況時，系統也無法給出相應的告警，存在設備安全隱患?？梢钥紤]進一步完善該系統，加強發射機與天線的連鎖判斷能力，實現更全面的保護。

3 結束語

短波發射機的安全保護系統的設計依靠強大的自動化系統，整體保障能力已達到很高的水平，具有層次清晰、安全可靠、功能完善、設計人性化等諸多優點，在實際運行中，也表現出很高的穩定性和實用性。

【參考文獻】

[1]邵明臣，蔣召杰，宋欽剛.廣播電視發射天線系統維護及常見故障排除（上）[J].家電檢修技術，2011（07）.

[2]蔣琦，羅正明.發射機信號源自動處理和控制系統的技術改造[J].廣播與電視技術，2010（10）.

[責任編輯：湯靜]