淺談420C型發射機安全保護系統

秦峰

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 新疆呼圖壁縣 831200）

淺談420C型發射機安全保護系統

秦峰

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 新疆呼圖壁縣 831200）

420C型短波廣播發射機是美國大陸電子公司（Continental Electronics Corp.CEC）生產的新型發射機。本文就以420C型短波廣播發射機安全保護系統的觀點出發，主要探討了安全保護系統的設計原則、系統特點等方面，并對發射機的維護和改善提出了自己的意見，以供參考。

420C型；短波發射機；安全保護系統

420C型500kW發射機是90年代末我國從美國大陸公司引進的大型短波發射機，其采用PSM調制方式，具有整機效率高、操作方便、電聲指標好等特點。發射機控制方式采用微處理機控制，控制單元采用CPU程控，發射機在程序控制下實現自動工作、故障自動恢復和自動報警等功能。盡管如此，在高電流的工作狀態下，常常會出現一系列的故障，那么短波發射機的正常運行就會受到影響，嚴重時還會對工作人員造成不可預知的人身傷害，因此，在短波發射機中采用有效的安全保護系統是非常必要的。

1 420C型發射機安全系統的介紹和分析

如圖1發射機整機框圖所示，420C型發射機的整機系統主要包括發射機控制和低壓分配器單元、射頻放大器單元、PSM調制器控制器單元、PSM固態調制器單元、諧波濾波器、平衡/不平衡轉換器、發射機冷卻系統以及發射機自動化系統。整個系統龐大而復雜，在工作的時候，很多器件都是處在高電壓、大電流的狀態下，因此，發射機對人身、機器的安全保護措施要求非常的嚴密和高效，任何一個小小的安全隱患都可能造成設備器件的損壞、播音的中斷，甚至給維護人員帶來嚴重的傷害，因此，一套安全有效、可靠穩定的安全保護系統對發射機本身和人身安全來說是至關重要的。

圖1 420C型500kW發射機整機框圖

2 安全系統的設計原則

420C型500kW發射機的安全保護系統嚴格遵循著安全傳輸發射的要義，即人身安全、設備安全和播音安全的原則，其安全保護系統簡單的分類如下：

2.1 安全保護系統中對“人身安全”的保護

其保護措施主要包括：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。

2.2 安全保護系統中對“設備安全”的保護

其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。

2.3 安全保護系統中對“播音安全”的保護

其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，請見圖2。

圖2 420C型500kW發射機安全保護系統的分類框圖

3 420C型500kW發射機安全保護系統的特點

3.1 可靠性高

420C型500kW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采用防護罩等隔離，全機在各帶電機箱處都配置了接地鉤，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。

3.2 設計層次清晰

（1）機械聯鎖保護。主要用于保護人身安全，采用機械硬件聯鎖開關，所有的門鑰匙集中在高壓接地開關處，維護檢修時只有將高壓接地開關拉至接地位置時將鑰匙取下，才能進行下一步操作。由圖3可見，鑰匙機械聯鎖系統中把10kV的高壓接地開關拉至接地位置將高壓電斷開，并對二單元的變壓器初級進行接地放電，此時才能將各個單元門上的鑰匙從互鎖裝置上取下，然后進行相應的后續操作。由于二單元圍網內安裝的是發射機功率模塊，在加高壓后再斷開高壓接地開關，大約3min讓模塊電壓完全泄放后（模塊上有指示燈）才能拉下圍網接地開關，進入此區域進行檢修維護。若是要打開高壓隔離柜也必須完成前面的步驟才能拿出鑰匙將門打開。通過這些環環相扣的操作給發射機的保護系統的穩定可靠性打下了堅實的基礎。

圖3 420C型500kW簡要維護流程圖

（2）硬件保護。硬件的控制信號對于其他軟件的控制信號具有更高的優先級，有故障時會直接將發射機運行到一個相對安全的狀態，如在運行狀態下發射機三次過荷后掉高功率、五次過荷后掉高壓。

（3）軟件保護。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，在顯示面板出現提示時，自動化軟件的運用會把這些故障信息、異常狀態等第一時間直接發送到控制室計算機界面和發射機顯示面板，這有助于值機人員第一時間觀察和記錄故障信息，便于維護人員及時處理。

4 長期維護對全系統的完善和改進

420C型500kW發射機初期使用的是DOS系統，每次倒換頻率，調試新頻率等操作的時候非常不方便而且容易引起人為的誤操作，并且發射機的實時數據不易查詢保存，故障現象記錄信息難。技術人員開發了420C型500kW發射機自動化控制系統，實現了發射機自動倒換頻率、自動調諧、手動調諧、半自動調諧，自動保存數據等功能，對發生的故障信息、表值記錄進行查詢等和其他相關功能。

隨著單機自動化的穩定，后續又增加了天線自動化控制以及附屬設備冷卻裝置的自動化控制系統，倒換天線時若有誤操作以及被占用等不正常情況出現時，會彈出對話框提示；附屬設備自動化通過數據的采樣處理，控制程序自動控制冷凝器室風機的開啟、調節百葉窗的開啟面積，自動補水等更多的智能化作業。這樣不僅大大節約了人的勞動力，也最大限度的避免由于人為操作失誤而造成的播音中斷、設備損壞等，極大地增加了發射機運行的安全性，提高了工作效率，也為收集更多的發射機故障與運行動態信息提供了簡單易行的操作平臺，為維護人員了解發射機、掌握發射機運行狀態提供了數據分析的基礎。

5 結語

綜上所述，420C型500kW短波發射機，其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，而且在長期維護運行中經過不斷的完善和改進，表現出很高的穩定性和實用性，相對于其他在用的短波發射機依然有很多的地方值得借鑒和推廣。

[1]王昌林.試論短波發射機的安全保護系統[J].民營科技，2015（1）：70.

[2]魏瑞發，陳錫安.脈階調制設備[J].無線電臺管理局教育處印，1999（11）.

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2016-3-11