天塔機房外電檢測報警系統(tǒng)設(shè)計研究

沈 晨

（天津廣播電視發(fā)展有限公司，天津 300193）

1 外電檢測報警系統(tǒng)的功能需求分析

當(dāng)外電閃落時，控制室會有多種設(shè)備報警。因此，只需在控制室的醒目位置安裝兩塊167和875的LED燈直觀閃爍提示，就無需發(fā)出報警音。燈的顏色與發(fā)射機外電標識一致，值班員確認后即可復(fù)位解除閃爍提示。此外，為使身處機房任何位置的值班員都能第一時間知道是哪路外電發(fā)生故障，并直接檢查對應(yīng)外電的發(fā)射機，需要充分利用機房已有的博匯輪巡廣播系統(tǒng)，通過音頻合成軟件疊加調(diào)頻輪巡音頻與外電語音播報，并以高出50%的音量確保外電語音播出聲音可被清晰聽到。

2 解決方案分析

采用電壓檢測繼電器實時檢測電視23頻道互投柜的167#和875#兩路外電，并利用其輸出的兩組開關(guān)量設(shè)計電氣控制電路。一組用于控制控室內(nèi)的外電檢測報警顯示，另一組用于控制外電檢測語音播報系統(tǒng)。外電檢測電路應(yīng)設(shè)計自鎖電路，確?？梢员３滞怆娝查g閃落故障以便顯示。

控室內(nèi)的外電檢測報警采用數(shù)字167和875的LED燈顯示，燈的顏色與發(fā)射機外電標識一致。為達到報警醒目的目的，應(yīng)基于集成電路NE555搭建爆閃控制電路來控制LED燈的供電回路，并且燈閃頻次可控。

外電檢測語音播報系統(tǒng)是基于機房現(xiàn)有的調(diào)頻廣播（88.5M、101.4M）博匯輪巡監(jiān)聽系統(tǒng)。選擇兩路模擬音頻1 kHz信號代表兩路外電167#和875#，通過音頻合成軟件疊加調(diào)頻輪巡音頻和外電語音播報，并采用延時繼電器控制語音播報時間持續(xù)1 min，以確保身處機房任何位置的值班員均可清晰聽到。

3 天塔機房外電檢測報警系統(tǒng)設(shè)計

3.1 天塔機房外電檢測報警系統(tǒng)電路設(shè)計

采用電壓檢測繼電器實時檢測電視23頻道互投柜的167#和875#兩路外電，利用輸出的兩組開關(guān)量設(shè)計電氣控制電路。一組用于控制控室內(nèi)的外電檢測報警顯示，另一組用于控制外電檢測語音播報系統(tǒng)[1]。

RM4TR32型相序檢測繼電器可用于檢測三相電源，具有缺相檢測、相序檢測、過壓檢測以及欠壓檢測功能。將被檢測的167#或875#外電的三相電源連接于RM4TR32繼電器的L1、L2和L3端子上，無須另外單獨提供電源。當(dāng)外電正常工作時，端子通電，繼電器吸合，黃色LED燈亮。如果外電發(fā)生缺相或過壓欠壓等故障，那么繼電器斷電，并帶動兩路輔助接點動作。RM4TR32型相序檢測繼電器管腳功能如圖1所示。

整個系統(tǒng)使用兩個RM4TR32分別檢測167#外電和875#外電。該外電檢測模塊輸出的兩路開關(guān)量，一個用來控制報警標志自鎖電路的啟動，另一個通過控制進入博匯語音報警系統(tǒng)的音頻的通斷實現(xiàn)語音輪訓(xùn)播報功能。

圖1 RM4TR32型相序檢測繼電器管腳功能

3.2 自鎖電路

以167#外電燈光報警為例。當(dāng)167#外電正常時，RM4TR32模塊的常閉觸點（NC）斷開。此時，繼電器KA1線圈回路斷開，KA1的兩個常開點斷開，“167”燈不亮。

當(dāng)167#供電故障時，RM4TR32斷電，其常閉觸點（NC）瞬間閉合。此時，繼電器KA1的線圈通過RM4TR32的NC觸點通電，繼而KA1的兩個常開輔助接點動作閉合，使得KA1線圈回路保持接通狀態(tài)，達到自鎖功能。KA1的另一常開輔助接點接通167#報警燈及其閃爍控制回路，使其達到斷電后持續(xù)閃爍的功能。如需復(fù)位，可按下“RESET”動斷開關(guān)使KA1斷電，實現(xiàn)燈光報警消除。自鎖電路原理如圖2所示。

圖2 自鎖電路原理圖

3.3 延時電路

考慮到天塔機房由167#與875#兩路外電互投供電，當(dāng)其中一路產(chǎn)生故障時會造成短時間斷電，但另一路馬上會互投使用，并不會出現(xiàn)該供電回路中長時間無供電的現(xiàn)象，故控制進入博匯系統(tǒng)音頻的通斷開關(guān)延遲電路無須設(shè)計斷電自鎖功能，僅利用RM4TR32的常開觸點（NO）控制時間繼電器的通斷，實現(xiàn)“斷電瞬時斷開，通電延時接通”的功能即可。這里必須選用通電型時間繼電器，才能便捷地實現(xiàn)目標功能。

以875#外電的延遲控制電路為例。當(dāng)875#外電正常時，RM4TR32的常開觸點（NO）閉合，使得時間繼電器KT2線圈通電。經(jīng)設(shè)定時間后，KT2的延時閉合、瞬時斷開的動合觸點接通中間繼電器KA4回路，使KA4線圈吸合，帶動進入博匯輪巡系統(tǒng)后的音頻開關(guān)閉合。當(dāng)875#外電發(fā)生閃落時，RM4T32的常開觸點（NO）瞬間斷開，KT2隨之失電，時間繼電器的輔助接點瞬間斷開KA4線圈回路，由中間繼電器KA4斷開進入博匯系統(tǒng)的音頻信號，瞬時實現(xiàn)語音報警功能。短暫斷電后，該路外電由另一路互投補充，RM4TR32模塊回到外電正常狀態(tài)，即實現(xiàn)延時接通和在此過程中的持續(xù)語音報警。延時電路原理如圖3所示。

圖3 延時電路原理圖

3.4 博匯語音播報

天塔機房外電檢測報警系統(tǒng)直觀且實用。通過大屏上LED的閃爍提示以及24層和25層機房的1 min語音持續(xù)播報，使身處機房任何位置的值班員無需判斷就知道所對應(yīng)外電的發(fā)射機，并對其進行查看，從而有效縮短因外電故障需要恢復(fù)播出的處置時間[2]。

外電檢測語音播報系統(tǒng)基于機房現(xiàn)有的調(diào)頻廣播（88.5M、101.4M）博匯輪巡監(jiān)聽系統(tǒng)，選擇兩路模擬音頻1 kHz信號代表兩路外電167#和875#，通過音頻合成軟件疊加調(diào)頻輪巡音頻與外電語音播報，并以高出50%的音量確保外電語音播出聲音可被清晰聽到。

3.5 閃爍控制

為縮短值班員在外電閃落時的判斷和處置時間，采用可爆閃的LED數(shù)字銘牌置于控制室屏幕墻上方，第一時間給出直觀閃爍提示，直至值班員確認后復(fù)位解除。

LED爆閃指示燈選用2835型燈珠軟燈帶。為方便控制與集成，每個燈珠采用12 V直流電壓供電，工作電流為15 mA。10個燈珠并聯(lián)使用可滿足指示燈的亮度要求。數(shù)字167和875分別使用綠色和紅色燈珠，報警閃爍時與天塔機房發(fā)射機外電標牌顏色保持一致。此外，為使外電檢測顯示更加直觀，采用爆閃控制電路控制兩個LED指示燈。爆閃控制電路核心器件采用雙極型的時基集成器件NE555，供電電壓12 V，輸出電流200 mA。以集成器件NE555搭建的占空比可調(diào)的方波振蕩電路，可以滿足爆閃指示燈的需求。

4 結(jié) 論

經(jīng)功能實驗，本系統(tǒng)在相應(yīng)外電閃落時，可以按照設(shè)計初衷實現(xiàn)醒目清晰的燈光閃爍提示，并在機房和走廊內(nèi)實現(xiàn)1 min的語音報警功能，以縮短值班人員在發(fā)生外電閃落時的判斷時間，提高判斷準確性，現(xiàn)已投入日常的測試使用階段。該系統(tǒng)的建立充分利用了機房現(xiàn)有設(shè)備，極大地節(jié)約了經(jīng)費成本，同時極其貼合值班同志的日常工作，省去了人員直接跑到對應(yīng)設(shè)備前查看和判斷故障的時間，為廣播電視的安全播出提供了有力支持。