集合模型在排查中波臺(tái)供電系統(tǒng)故障的應(yīng)用

山西省廣播電視局陽(yáng)泉中波轉(zhuǎn)播臺(tái) 李正鴻

文章通過(guò)兩個(gè)故障實(shí)例闡述了子集、交集、補(bǔ)集在中波臺(tái)供電系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中排查故障的應(yīng)用。又分析了四種（包括并集）集合模型分析、查找故障部位的邏輯順序。

高中數(shù)學(xué)集合包括子集、交集、并集、補(bǔ)集。筆者通過(guò)多年在中波臺(tái)維修設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出這些集合在查找故障部位的作用。以下通過(guò)一些實(shí)例系統(tǒng)說(shuō)明我的思路。

1 供電系統(tǒng)硬故障排查一例

1.1 供電故障現(xiàn)象

開(kāi)機(jī)時(shí)，中央臺(tái)、山西臺(tái)、農(nóng)村臺(tái)發(fā)射機(jī)的穩(wěn)壓柜發(fā)出敲擊的聲響，穩(wěn)壓柜的儀表故障顯示為缺相。陽(yáng)泉臺(tái)發(fā)射機(jī)延后開(kāi)機(jī)，三部發(fā)射機(jī)全部掉高壓。

圖1 供電系統(tǒng)組成的方框示意圖

1.2 供電系統(tǒng)的組成

如圖1所示，兩路高壓電先送到高壓配電室，經(jīng)過(guò)變壓器降壓后送到低壓配電室，低壓配電室通過(guò)主備切換裝置選擇一路送到機(jī)房配電室，機(jī)房配電室分出四路電送到四部發(fā)射機(jī)的穩(wěn)壓柜。

圖2 故障排查集合

1.3 故障排查

用萬(wàn)用表量三個(gè)發(fā)射機(jī)的穩(wěn)壓輸入，發(fā)現(xiàn)Ubc線電壓為362V，明顯低于Uab的385V和Uac的390V。三個(gè)穩(wěn)壓柜的電源輸入都異常，那么問(wèn)題可能出在前端。也就是從高壓配電室到機(jī)房電源分配室。把這三個(gè)穩(wěn)壓柜故障部位設(shè)為三個(gè)集合：A集合代表中央臺(tái)穩(wěn)壓柜；B集合代表山西臺(tái)穩(wěn)壓柜；C集合代表農(nóng)村臺(tái)穩(wěn)壓柜。U是它們的交集，代表高壓配電室到低壓配電室再到機(jī)房電源分配的整個(gè)電路。U=A∩B∩C，如圖2所示。

繼續(xù)測(cè)量，機(jī)房分配室輸入U(xiǎn)bc為363V，說(shuō)明機(jī)房配電室的前端有異常。低壓配電室輸入U(xiǎn)bc為385V，說(shuō)明高壓配電室的正常。檢查范圍縮小，故障發(fā)生在低壓配電室。低壓配電室有三部分組成：進(jìn)線柜、過(guò)線柜、補(bǔ)償柜。通過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)進(jìn)線柜下面的拐角處，連接螺母因?yàn)榻佑|不好而打火，已經(jīng)嚴(yán)重?zé)凇６迷贐相電路的背面。這樣就導(dǎo)致了Ubc線電壓偏低。高低壓配電室、分配室、低壓配電室的三個(gè)部分都可以看做是電源前端系統(tǒng)的子集，分兩層，如圖3所示。

1.4 維修過(guò)程

斷開(kāi)高壓配電室的閘刀開(kāi)關(guān)，再將低壓配電室的A、B、C三相電路接地，并用砂紙打磨燒黑的線路；最后換好新螺母。維修結(jié)束后恢復(fù)供電，閉合機(jī)房空開(kāi)。再次試機(jī)，三個(gè)發(fā)射機(jī)均能正常開(kāi)機(jī)。

1.5 小結(jié)

圖3 前端供電子集模型

這次查找故障部位，我的思路是用交集、子集這兩種集合思想來(lái)查找。根據(jù)故障現(xiàn)象選擇不同的集合模型來(lái)思考，就能將查找范圍逐步縮小，最終準(zhǔn)確定位故障部位。

2 供電系統(tǒng)軟故障排查一例

2.1 供電故障現(xiàn)象

電源電壓監(jiān)測(cè)顯示外電電壓不穩(wěn)，發(fā)射機(jī)掉高壓。再次開(kāi)機(jī)后故障暫時(shí)消失，但外電異常時(shí)會(huì)再次掉高壓。

2.2 故障排查

供電系統(tǒng)的方框示意圖如圖1所示，用萬(wàn)用表測(cè)量機(jī)房穩(wěn)壓電源輸入的三相線電壓：Uab、Ubc、Uac都正常，再測(cè)量低壓配電室的輸入電壓三相，都正常。用高壓驗(yàn)電筆測(cè)量高壓配電室的三相輸入電壓，正常。該故障是軟故障，重點(diǎn)檢查輸電線與變壓器和機(jī)柜的接口，看是否有打火現(xiàn)象，經(jīng)檢查無(wú)異常。請(qǐng)供電公司工作人員檢查外電輸入情況，得到回復(fù)外電無(wú)異常。這個(gè)故障部位不容易找到，檢修人員查看了所有可見(jiàn)的部位，都無(wú)異常。繼續(xù)排查低壓配電室到機(jī)房的地下輸電線，抽出輸電線發(fā)現(xiàn)它有被老鼠啃咬的現(xiàn)象，外包皮已被咬破。這會(huì)導(dǎo)致外電電壓輸入異常。

2.3 故障處理

在低壓配電室和機(jī)房地下鋪設(shè)中空的鋼管，將輸電線破損的外皮補(bǔ)好后插入鋼管從配電室送到機(jī)房，連好兩端的接線端口。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，外電無(wú)異常。

2.4 建補(bǔ)集模型

電源系統(tǒng)從故障角度分為有故障部分和無(wú)故障部分。從集合角度說(shuō)，上述兩部分互為補(bǔ)集。設(shè)全集為U，A集合為有故障部分，B集合為無(wú)故障部分，B=CuA。根據(jù)圖1所示，各方框都排查了一遍，均無(wú)異常。這時(shí)從原以為正常的部分查找故障，也就是尋找上述子集（高壓配電室、低壓配電室、機(jī)房電源分配室）的補(bǔ)集B，這個(gè)補(bǔ)集就是傳輸電纜，傳輸電纜包括看得見(jiàn)的部分和看不見(jiàn)的部分。這兩部分都要排查。最終故障出現(xiàn)在肉眼看不見(jiàn)的地下，而要檢查地下輸電線，必須對(duì)地上相對(duì)容易檢查的電源部分確保無(wú)誤才可執(zhí)行。避免做費(fèi)力的無(wú)用功。

2.5 小結(jié)

這個(gè)故障是軟故障，故障部位不好找。但只要按照?qǐng)D紙挨個(gè)排查，再依據(jù)補(bǔ)集的思想來(lái)分析，就能排除故障。排查過(guò)程要思路清晰，先易后難，盡量避免翻工。

圖4 集合思想查找順序流程圖

3 用集合思想查找故障的順序思路

本文已提到過(guò)子集模型、交集模型、補(bǔ)集模型。而并集模型我在前一篇論文《基于并集、交集模型的中波廣播發(fā)射機(jī)故障維修思路》重點(diǎn)提及。從結(jié)果看，如果需要建立并集模型，那么故障部位不止一處。

如圖4所示，故障出現(xiàn)的時(shí)候我們首先看設(shè)備是只有一個(gè)故障現(xiàn)象還是有多個(gè)故障現(xiàn)象。如果是一個(gè)現(xiàn)象，就建立子集模型挨個(gè)查找故障；如果是多個(gè)現(xiàn)象，就建立交集模型查找共同的故障。再依據(jù)圖4所示的邏輯繼續(xù)查找，最終流程圖的走向是檢修結(jié)束。我認(rèn)為集合模型是一種查找故障部位的虛擬工具，它解決為什么要檢查某個(gè)部位，先檢查某個(gè)部位，后檢查某個(gè)部位的問(wèn)題。同時(shí)，它是萬(wàn)用表、示波器等檢查設(shè)備的輔助工具，幫助維修者理清思路，更快地找出故障部位。