IOT電視發射機“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者單位：河南省新聞出版廣電局102臺）

IOT電視發射機“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者單位：河南省新聞出版廣電局102臺）

摘 要：本文以意大利泰克諾公司生產的30 kW機器為例簡單介紹了IOT電視發射機的原理結構和IOT發射機的特點，著重對實際工作中發射機的“Beam Alarm”告警故障判斷及處理方法進行論述。

關鍵詞：IOT發射機；IOT管；Beam Alarm告警

河南省新聞出版廣電局102臺1997年從意大利泰克諾公司引進了2臺30 kW分米波IOT電視發射機，這種發射機在我國多個高山臺發射站乃至全國多個國家廣泛使用。這2臺30 kW分米波IOT電視發射機分別擔負著河南電視臺衛星頻道和河南電視臺都市頻道的發射任務。目前，這2臺16CH/30 kW IOT電視發射機位于海拔1200多米的高山上，覆蓋大半個河南省，覆蓋人口4000多萬，處于收視覆蓋戰略地位。所以，該發射機的運行非常重要，在此分析該發射機的“Beam Alarm”告警故障的分析與處理經驗。

1　IOT電視發射機原理以及特點

IOT電視發射機主要功能單元分為驅動部分、射頻放大部分、輸出濾波器、冷卻部分、電源部分和計算機控制單元。

IOT發射機的核心部件是1只感應輸出管（INDUCTIVE OUTPUT TUBE），加上激勵器，中功率固態放大器，輸出諧波濾波器以及必要的冷卻系統和控制系統，即構成1臺單管單通道（合放式）高功率等級電視發射機。意大利泰克諾公司的30 kW IOT發射機TTU43-JC的電路，是一個單通道發射機通常采用的電路結構，所不同的是末級放大器采用了新型的IOT管，由此給發射機帶來許多優點。

首先，IOT發射機具有極高的效率。目前，國際上流行采用品質因數FOM （Figure of Merit）來判斷熱電子放大管的工作效率，實踐表明，用“FOM”作為衡量廣播電視發射管的質量標準，較之“射頻轉換效率”更恰當。

使用新型的I（JI管可獲得120%單獨放圖像或75%合放式）以上的品質因數，比普通非脈沖調制速調管可得到的R少d值要高3倍。

并且IOT線性良好，使發射機的預校正顯得十分簡單。由IOT管的機理決定其工作線性接近四極管而大大優于速調管。

2　IOT發射機“Beam　Alarm”告警故障

依據多年IOT發射機維護經驗，IOT發射機出現頻率很高的一個故障是“Beam Alarm”，即高壓告警。IOT發射機高壓系統按照功能可劃分為三個單元。一是為IOT管供電的高壓電源；二是對高壓電源提供保護的消弧組及消弧控制單元；三是對高壓電源進行檢測的電路。這三個單元出現故障時都有可能引發“Beam Alarm”告警。

2.1 閘流管故障引發的“BEAM ALARM”告警

2.1.1 故障現象

IOT發射機反復出現“BEAM ALARM”告警，但告警同時閘流管并不動作，最后發射機關機。觀察時發現，故障出現時撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈滅，高壓柜懸浮箱的“CORWBAR READY”燈也滅。

2.1.2 故障分析

IOT發射機出現“BEAM ALARM”告警，提示發射機高壓故障。通常情況下是IOT管工作時出現了過壓或過流的情況，觸發檢測電路。但同時也會觸發閘流管電路動作，以保護IOT管。但故障歷史記錄中無“CROWBAR FIRE”告警，即閘流管并未動作，判斷該故障應為誤報警。誤報警有兩種可能，一種是消弧單元給出了錯誤信號，另一種是高壓有虛接情況。但從故障現象看，有時發射機可以穩定工作幾天，虛接的可能性不大。而觀察“BEAM ALARM”故障出現時，“CORWBAR READY”燈滅，所以基本判定是消弧單元的問題。

消弧單元有兩部分組成，一部分是閘流管（THYRATRON）及其控制板（THYRATRON CONTROL），另一部分是撬棒控制板（CROWBAR CONTROL）。閘流管控制板和撬棒控制板上都有“CORWBAR READY”燈，當閘流管準備好工作狀態后，閘流管控制板上的“CORWBAR READY”燈先亮，通過一根光纖傳送“READY”信號給撬棒控制板，使撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈亮。因此，當“BEAM ALARM”故障出現時，觀察兩塊電路板上燈的狀態可以判斷出是哪一部分的問題。如果兩塊電路板上的“CORWBAR READY”燈都不亮，則可判定是閘流管或閘流管控制板的問題；如果閘流管控制板上的“CORWBAR READY”亮，而撬棒控制板上的燈不亮，則是光纖或者撬棒控制板的問題。

觀察“BEAM ALARM”故障出現時，閘流管控制板的“CORWBAR READY”燈滅，因此判斷是閘流管或閘流管控制板的問題。

2.1.3 故障處理步驟

（1）檢測閘流管的G1電壓。閘流管位于發射機高壓柜的懸浮箱內，要檢測G1電壓，需要打開高壓柜門，在發射

機開機預熱階段測量。高壓柜門鎖上有互鎖開關，高壓柜門打開時，發射機會提示“DOORS INTERLOCK”告警，無法開機。因此，測量前需先把互鎖開關短接，打開高壓柜門，然后開發射機預熱，特別注意發射機要置于待機狀態（Standby），否則閘流管預熱完高壓柜會接通3萬伏高壓，非常危險。開機預熱時，先測量G1電壓，測量值為148 V。預熱完成后，“CORWBAR READY”燈亮，再測量G1電壓為24.79 V，從測量結果得知閘流管的G1電壓接近臨界值。G2測量值為-147～-149 V，電壓保持不變。

由隔離變壓器TR1次級輸出的110 V交流電壓接入J1的“1、2、3”端，經D1橋式整流得到±150 V的直流電壓。從TP2接出的+150VDC，由分流電阻R3～R8以及R11、R28組成一個分壓器，通過J3的1腳為閘流管柵極G1提供偏壓。其中，R3～R8=10 K，R11=10 K，R28=1.6 K。G1的空載電壓最開始為+130 V。隨著燈絲加熱陰極發射電子形成一個反柵流，使G1的電壓值下降到+20 V左右。IC4A是一個比較器，用來判斷閘流管G1電壓是否正常。TP6檢測點的電壓是12 V通過R29、R32、R33分壓得到。該電壓作為IC4A的標準比較電平，TP7檢測點跟G1電壓呈比例關系，故將TP7作為代表G1的電壓跟TP6進行比較。正常情況下，TP7的電壓要比TP6的電壓高才能維持比較器的輸出，一旦TP7的電壓低于TP6時，比較器輸出翻轉。

經實際測量，TP6為5.4 V，TP7開機時為12 V，閘流管預熱完成后，TP7電壓值為5.47 V。TP6和TP7的值非常接近，易使比較器來回翻轉。故障現象為瞬間造成“CORWBAR READY”燈滅，引發“BEAM ALARM”告警，很快又恢復正常。

（2）更換新的閘流管。更換新的閘流管后，發射機恢復正常。更換閘流管時應注意：很多新管子由于放置時間長，真空度不夠，換上后會連續打火，導致發射機“TRIP LOCK”。記錄顯示，新閘流管最多曾經引發“CROWBAR FIRE”35次。因此，新閘流管換上后應先斷開腔體內IOT管的電源線，防止因頻繁打火對IOT管造成損傷。

2.2 閘流管懸浮箱內散熱風扇故障引發“Beam Alarm”告警

2.2.1 故障現象

IOT發射機反復出現“BEAM ALARM”告警，告警同時閘流管并不動作，只出現“BEAM ALARM”告警，最后發射機關機。觀察時發現，故障出現時撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈滅，高壓柜懸浮箱的“CORWBAR READY”燈也滅。

2.2.2 故障分析

“Beam Alarm”告警出現時，沒有出現“Crowbar Fire”告警。故障重點排查部位應該放在消弧組單元或高壓監控電路。又因為故障出現時撬棒控制板和閘流管控制板上的“CORWBAR READY”燈都不亮，問題應出現在閘流管或閘流管控制板上。

2.2.3 故障處理步驟

（1）檢測閘流管。經過檢查，閘流管正常。

（2）更換閘流管控制板，故障仍然出現。

（3）觀察發現，高壓柜懸浮箱除了閘流管和閘流管控制板外，懸浮箱內還有一個24 V散熱風扇，但風扇轉動正常。打開高壓柜門，開機預熱，發射機置于待機（Stand-By）狀態。經長時間的觀察，發現風扇轉動時好時壞，風扇轉動不好時，閘流管控制板的“CROWBAR READY”燈熄滅。風扇的電源（24 V）由閘流管控制板提供，閘流管控制板的電源是由隔離變壓器提供，一路為110 V交流電，另一路為18 V交流電，其中18 V電經過二極管D5，D6變為24 V左右的直流電，一路直接給風扇供電，一路送IC3（穩壓管）輸出12 V和5 V，在風扇轉動不暢時，18 V的負荷加重，拉低電壓，5 V電壓變低，使提供光纖通訊的光收光發模塊IC2無法正常工作。導致邏輯控制系統認為閘流管故障，引發“Beam Alarm”告警。更換風扇后，故障排除。

3　結語

IOT電視發射機高穩定性、高功率、高效率，一直在電視發射方面起著重要作用。本文簡單介紹了IOT電視發射機的原理結構和IOT發射機的特點，對實際工作中IOT電視發射機中的一些“Beam Alarm”告警故障進行重點論述。