大功率短波發射機保護研究

摘 要:大功率短波發射機是短波通訊的重要設備，需要在高壓高電流的環境下運行，發生故障會對正常工作、設備本身安全甚至工作人員的人身安全造成威脅，因此，針對大功率短波發射機的保護研究具有至關重要的作用。本文以瑞士進口TSW2500 型500kW短波發射機為例，對其保護方案進行研究。

1　大功率短波發射機保護的研究意義

短波通訊可實現在長距離之中的語音、文字、圖像等信息的的傳遞，能夠在軍事、工業、生活等各個領域之中占據重要的地位和發揮重要的作用。實現短波通信的重要設備是短波發射機，短波發射機設備的改進和對其保護都是至關重要的。大功率短波發射機的由多個相互協調工作的子功能組成，主要有傳動、電源、調制等。因此，大功率短波發射機結構復雜，能實現多功能的同時也帶來了管理和保護等問題，在大功率短波發射機的工作過程中，由于發射機需要在高壓高電流的環境下工作，所以需要對短波發射機采取縝密的保護措施，減少對其本身和其他硬件設施的損壞，尤其是避免對工作人員構成安全威脅。對工作人員的安全保障不單單需要制定安全條款和操作規定等，對硬件設施的保護研究也是至關重要的。只有當硬件設施在一定的安全范圍內，保障了工作人員基本的生命安全，才能將其投入到正常的工作中。

大功率短波發射機中，TSW2500-500KW的短波發射機處于世界范圍內具有領先技術的短波發射設備之一，對其研究保護是符合當今短波通信的趨勢，并能對今后的保護與研究提供一定的借鑒。

2　大功率短波發射機保護方案設計

2.1 大功率短波發射機特點

在TSW2500-500kW的短波發射機中，對其安全方面進行了細致的安全防護措施，主要體現在三方面:連鎖鑰匙形成互鎖、健全的接地系統和防電擊措施。

連鎖鑰匙形成互鎖是保證聯鎖在內的鑰匙全部都在接地保護開關處，門開關與接地保護開關聯成互鎖狀態，保證了當門保護開關已經接地時才能夠將門打開，另一種狀況是只有當與高壓的連接斷開這一條件滿足時，接地開關才能連接，形成相互牽制相互寫作的聯鎖保護機制。

健全的接地系統肩負著將全部的高壓部件和供電部件相連，將開關與地面相連接時，功率部件能夠實現較快的放電，并能夠完成在高壓柜斷開連接時實現內部與地面連接，保障的工作人員在后期維護中的人身安全。與此同時，發射機的多個部件與高頻地網相連接的同時又與接地銅排相連，主要包括高頻機柜、高壓柜、低壓柜、穩壓柜、風機柜、模塊機箱、圍網、橋架等設備形成完整的等電位體，為后期工作人員的操作創造了安全的工作條件。

雖然發射機帶電裝置都被配置在固定的獨立區域內，但也需要對其采取一定的隔離防電配置，并對電機箱周圍放置接地鉤，在工作人員后期的維護設備的過程中，能夠先便捷的使用接地鉤完成放電操作。通過以上各種措施響配合，形成完整的預防電擊的保護措施。

TSW2500-500KW型的大功率短波發射機不僅僅在保護中采用了一定的有效措施，同時在功能設計中也體現了較強的人性化設計，主要包括實現故障高效提醒，主要分類為缺陷、故障、跳閘和報警；便捷查詢故障點，準確定位故障發生位置，根據硬件和軟件的配置，清晰顯示故障詳情；門限可調方便設置，安全保護系統各表值的告警和保護門限值，通過計算機控制短波發射機的各個數據范圍等優勢。這些人性化的設計符合當今清晰簡潔操作的需求，為大功率短波發射機的普及做出了一定的貢獻。

2.2 大功率短波發射機保護方案

對大功率短波發射機的保護有三類:最重要的人身安全保護，其次是設備本身硬件保護、和短波發射機的播音保護。根據類別的不同，可采取的保護措施分別有以下幾點:

第一類人身安全保護，即影響到操作人員安全所需要設置的安全措施，主要的人身安全保護措施有:硬件聯鎖系統、接地系統、門開關、警告燈、緊急開關、接地溝等。

第二類對設備本身的硬件保護，主要的保護措施有冷卻系統監測保護、線路過流過熱硬件保護、表值越線保護、放電球、壓敏電阻、射頻打火等。

第三類對大功率短波發射機的工作效果而言，即播音安全保護，主要的保護措施有負載自適應調整、靈活故障處理機制、系統自動檢測、波音快速恢復與維持、中控系統備份機制等。

2.3 大功率短波發射機保護分析

大功率短波發射機的保護內容分為三類，而對其保護層次也分為三個層次，分別是聯鎖保護層、硬件保護層和軟件保護層。

第一層聯鎖保護層是針對第一類保護內容即人身安全保護，聯鎖保護所實現的功能是當停止工作時能夠即使聯鎖效應將高壓同時斷開，主要包括門開關、接地鉤和緊急按鈕等。

第二層是硬件保護，硬件保護針對的是第二類中的設備本身安全。采取的措施是通過特質芯片研制成特殊的控制系統，由于設備本身安全的重要性，控制系統所傳輸的控制命令具有在整個保護系統中的最高優先執行級別，保障發射機出現工作故障時，硬件保護系統能夠將設備維持在安全狀態，避免發射機硬件設施出現故障和損壞。

第三層是保護管理整個應用系統并維持正常運行的軟件層，軟件保護層可以檢測系統所接收值和系統數值等是否在正常范圍內，當超出正常范圍，軟件層向相應的硬件傳達信息警告，硬件做出相應的回應避免出現損壞。

3　保護方案的發展方向研究

對短波發射機的的保護還需要進一步的研究和探討，但是主要有以下幾個方面:提高發射機的故障預判能力、增加工控主機的熱備份保護機制和改進發射機與天線的聯鎖保護。

短波發射機在故障發生時能夠檢測故障發出警報，設備本身進行自我保護的同時，能夠提示工作人員對設備進行維修，早期的維修能夠降低維修難度和維修成本，但是如果故障嚴重將影響到設備的可維護性或者故障爆發突然影響到正常工作，造成短波通訊的播放不正常，對工作效果造成極大影響。因此，在短波發射機發生故障前能夠對故障進行正確的預判，能夠減少對工作人員的人身傷害和保障播放工作的正常進行，較大程度的提高安全播出水平。例如，真空器件在故障前期的狀態會異于平時狀態，針對真空器件進行溫度等實時監控就可掌握真空器件的工作狀態，若檢測到器件并不在正常狀態則自動提醒工作人員對器件進行調修維護，保證最快時間排除故障避免安全問題，提升了設備本身的安全程度和保障了工作人員安全的工作環境。

大功率短波發射機屬于科技含量較高的設備，因此能夠具有一定的自動化執行功能，減少手工操作的范圍的好處在于快速響應系統變化和精準操作，簡化工作流程，提高短波發射機的可靠性。為保證短波發射機的正常工作，工控主機能夠正常運行顯得至關重要。因此，增加工控主機的熱備份保護機制備份的作用在于保障發射機能夠維持正常工作的狀態，增強大功率短波發射機的應用范圍和承載工作的能力，始終保持這控制中心的核心控制作用。

4　總結

TSW2500-500kW的短波發射機是世界范圍內技術水平領先的短波發射機之一，其依靠強大的自動化管理和多種安全保護措施實現增強大功率短波發射機的安全性能，研究人性化、自動化、安全可靠的保護研究方案，能夠促進短波發射機的推廣使用，并保障短波發射機在工作中能夠正常運行并表現出高度的實用性和穩定性，其科技與管理經驗為短波發射機的研究與設計具有重要的借鑒意義。