TSW2500型短波發射機冷卻系統之水冷卻系統

張招定

（作者單位：國家廣播電視總局八七一臺）

TSW2500型500KW短波發射機是目前世界上最先進的超大功率短波發射機之一。該發射機采用了穩定和設計合理的兩極電子管射頻功率放大器、全固態寬帶放大器和高穩定的頻率合成器，末級輸出網絡采用了3∏網絡，全機的損耗低、效率高，高周系統故障率低，功率輸出穩定。在音頻系統方面，采用了高可靠性的TSM調制器，音頻信號采用了數字信號處理方法，運行穩定、各項指標良好。發射機控制系統和調諧系統全部采用計算機和數字信號處理技術，操作方便，自動化程度高，在整個廣播頻段內都能實現自動調諧，有多種可選工作模式，而且具有基本的計算機輔助故障診斷功能，這樣可以大大減小處理故障的難度，該發射機也還能方便地實現遠程控制，大大減少值班員的值班強度。我國引進了這種發射機后，經過幾年時間的實際運行，經受住了各種工作條件的考驗。該型發射機可在所有短波廣播頻段內滿功率、滿調幅、穩定可靠地播出，故障率低、維護量小、實際播出效果好，現已成為我國短波覆蓋的主流機型。

1 發射機冷卻系統及水冷卻原理

TSW2500型500KW短波發射機這種機型雖然運行比較穩定，但在長期的運行過程中出現故障是在所難免的。在所維護的發射機已出現過的眾多故障中，本文只選擇在值班及維護過程當中因水冷卻系統而出現的故障進行深入分析。

大功率發射機冷卻方式主要由其末極電子管板極的冷卻方式而定。電子管在發射機中是一種能量轉換器，在能量轉換過程中，輸入能量除大部分轉換成輸出能量外，剩余部分損耗以熱的形式釋放。為此，要求電子管在正常運行中必須保持一定程度的熱平衡，保持熱平衡的方式稱為冷卻方式。當電子管僅靠自身熱輻射與空氣對流就足以達到熱平衡時，稱為自然冷卻。大功率發射機由于自身熱輻射較大，僅靠空氣自然對流不能實現熱平衡，因此必須采用強制冷卻方式。

在水冷卻發射機中，直接用于電子管冷卻的蒸餾水為一次水，從絕緣考慮它屬于內循環系統。由于實用中一次水仍不能達到理想的冷卻效果，故水冷卻發射機均有外循環系統，用其內的二次水冷卻一次水。一般對二次水的要求較低，蒸餾水或普通自來水即可，但應無異物，以免堵塞管道。

為保證冷卻管正常工作，冷卻水水溫要控制在60 ℃以下，每個電子管應設有水流繼電器，整個冷卻系統應有水溫表，水壓表，其控制接點均串入發射機控制電路內，以便在水流量不足或水溫過高時斷開有關電源，保護電子管免遭損壞。

發射機工作時安裝在一個銅制的水套內，冷卻水高速流過板極和水套內壁之間的間隙，使板極外壁和湍流水進行熱交換，并將熱量帶走。

TSW2500型500KW發射機水冷卻方式所采用設備較風冷卻方式設備復雜，但水冷卻效果較風冷卻好。

發射機水冷卻系統是一個封閉系統，被冷卻器件經不同的管道與水泵構成環路。水泵產生的壓力使管道內的水流維持循環狀態。為保證板極和地之間絕緣，冷卻金屬管道與電子管水套之間用一種絕緣的伯力丁管或聚砜管連接，冷卻水用絕緣性能較好的蒸餾水。

2 TSW2500型500kW短波發射機水冷卻故障及處理方法

（1）TSW2500型短波發射機主機箱包括射頻機箱、控制機箱（包括TX控制和TSM控制）、綜合機箱、擴展機箱及水電機箱。水電機箱里面安裝有水泵、大水箱、水管閥門、流量表、溫度感應器、水位裝置、離子交換器及水導表等。所有重要的監測設備（流量表，水位監測，水導監測單元）都有指示，同時，監測感應器的信號送至順序控制器進行判斷。如果發射機冷卻系統中的水位過低或水溫過高，機器監控系統會監測到。啟動保護系統，機器屏幕上會顯示報警信息“Water flow missing（K12X）”，并會降到“OFF”狀態。這個時候可以檢查水位檢測器K102或發射機輸入水溫檢測器K111及高末電子管水溫檢測器K112是否有問題，再檢查各個流量表里的水流量是否正常，如果水位過低可以立刻給機器加水，如果是流量計水流有異常，可以斷路該流量計的相應端子等。如果檢查機器一切正常，但仍然加不起高壓，可能是由于監測線路有故障，那可以短路各個相應告警的水流表的端子，比如機器顯示“Water flow missing（K122）”，那可以短路A131板上的端子33/34等，甩開相應的檢測器，加上高壓維持播音或減少停劣播時間。此時，必須留意機器運行的情況，仔細檢查各個運行數據并通知機房留守人員，并聯系調度室做好代播的準備，確保機器設備安全。

TSW2500型短波發射機所需的冷卻水為干凈的蒸餾水，從水電機箱的一個大水箱加入，而冷卻水通過射頻機箱頂部的水管連接到發射機的射頻級，流入射頻級各個元器件進水口，其出水經不同的支路回到大水箱，電子管的出水經過外面的冷凝器后流回到大水箱，這樣就經過一個水流大循環。水電機箱里安裝5個流量計，分別冷卻不同的器件，比如流量表K121所冷卻的部件為射頻高前驅動級CTK12-1、盤香電感L133等，流量表K122（ “AUX”黑燈絲狀態為K127）所冷卻的部件為射頻末級TH576電子管，流量表K123冷卻的部件為3π電感及VHF甚高頻濾波器，K124冷卻的部件為各個可變電容，K125冷卻的部件為PSM模塊，K126冷卻的部件為Bulan平衡不平衡器，等等。

（2）TSW2500型短波發射機射頻外面安裝的冷凝器是由4個高速運行風扇組成的器件，它是對發射機輸出的溫度高水進行冷卻再輸送到機器的各個部件。每部發射機的冷凝器風扇電源由A200里的開關F210、F220、F230、F240控制，如果電流過高或風扇有故障，發射機會掉到AUX狀態，顯示器會顯示“Secondary cooling system faulty”（第二冷卻系統故障）等告警，其風扇對應的繼電器開關會跳閘，對應的冷凝器也會停止運轉，此時可以判斷為發射機冷凝器冷卻系統故障，值班員可以根據機房應急預案進行應急處理。

下面為冷凝器故障的一般處理方法及步驟：（1）機器已關至“AUX”后，在應急情況下，可關閉有故障風扇的繼電器開關對應的冷凝器的開關，再復位其繼電器開關，馬上把機器升至“FIL”狀態，維持播音；（2）電話通知維修留守人員過來搶修；（3）搶修完畢后，在沒有播音的情況下，試將關閉的繼電器開關對應的冷凝器開關重新合上，并試機。

3 結語

TSW2500型500kW短波發射機運行過程中，當發生水冷卻系統故障時，發射機會自動調到“AUX”狀態，啟動保護系統，以免對各元器件造成損害，這就要求值機員必須熟悉機房的應急預案，無論是因水溫過高及線路的過流問題或是誤報警（發射機冷卻系統正常而將至AUX狀態）而出現掉高壓時，及時判斷發射機是否為誤報警，如果是誤報警要第一時間及時手動短路相應的應急端子，確保機器能正常升高壓并維持播音或減少停劣播時間。