假負載在中波維護中的應用

摘要：中波風冷假負載（以50 kW為例）應用于528中波發射臺，該設備采用大功率無感電阻，滿足使用功率要求，通過合理阻抗匹配，在設備維修、調試中使用，極大地減少了維護人員的工作量，提高了設備的容錯率，在保障安全播出中起到關鍵作用。

關鍵詞：假負載；風冷；匹配；無感電阻；維護

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.04.040

中圖分類號：TN 948.53" " " " " " " "文獻標示碼：B" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）04-0-03

Application of False Load in Medium Wave Maintenance

WANG Wei

（Shanxi Radio and Television Radio Management Center 528， Taiyuan 030000， China）

Abstract： The medium-wave air-cooled dummy load （50 kW as an example） is applied to the 528 medium-wave transmitting station. The equipment uses high-power non-inductive resistance to meet the use power. Through reasonable impedance matching， it is used in equipment maintenance and commissioning， which greatly reduces the workload of maintenance personnel staying up late， improves the fault tolerance rate of the equipment， and plays a key role in ensuring safe broadcasting.

Key words： dummy load; air cooling; matching; Non-inductive resistance; maintain

1" 中波假負載

假負載是替代終端在某一電路（如放大器）或設備輸出端口接收電功率的元器件、部件或裝置，一般用于機器調試或維修維護工作。

中波假負載就是代替中波天線，接收發射機發出的功率。具體來講，假如對發射機進行了改動，比如，對功放或者電路板進行了維修，就需要對設備進行上機實驗，看它到底能不能用，修好了沒有，但此時天線正在使用播出中，就需要用一個假負載來代替，這個假負載要與天線功率相當，阻抗匹配[1]。

2" 假負載的作用

代替設備，模擬系統運行情況，進行系統的測試、驗收、試驗等工作。

在發射臺站正常情況下，發射機輸出口通過饋線與匹配網絡和發射天線連接，發射功率經天線以電磁波的形式將信號發射出去；在使用假負載時，發射機輸出口接假負載，發射功率通過大功率的無感電阻產生熱能。

3" 假負載的構成

由于假負載的主要作用是吸收電能，因此假負載要具備將發射機輸出的高頻電能轉化成熱能的能力，因此必須做到以下幾點：①有匹配的無感電阻組成的電阻體；②要有將電阻散發的熱量迅速排散的能力；③有溫度、風機、機器保護分段保護裝置實現保護功能；④由于是高頻電能，假負載要具備相應的屏蔽能力；⑤假負載要可靠接地，電源接地和高頻接地要分開。

4" 假負載的優勢

（1）使用方便。假負載接通電源線后，上電即可使用，沒有煩瑣的操作。使用假負載后，維修測試可以隨時進行，不需要加班熬夜，降低了工作難度，提高了容錯率，提升了安全播出保障水平。

（2）瞬時掉電、上電無不良影響。由于假負載由純電阻構成，所以不會產生諧波污染，也不會產生無功。

（3）散熱功能良好。假負載有著良好的散熱設計，從風機到散熱窗，都遵循最佳散熱理念。

5" 假負載的應用（以50 kW中波發射為例）

5.1 主要指標

額定輸入功率為50 kW；輸出阻抗為50 Ω；電壓駐波比≤1.1∶1；輸入饋管方式為38英寸直饋（φ80饋管）；冷卻方式為離心風機強制風冷；風機供電為三相四線制AC380 V/50 Hz；風機功率為450 W×4；操作控制電源為AC220 V/50 Hz；功率電阻為大功率無感電阻（在高頻條件下基本為純阻狀態，阻值溫度偏移小）。

5.2 面板操作

（1）按要求正確接入外接電源及外部連鎖線，防止反相，造成風機反轉，影響散熱效果。

（2）按空開“合”按鈕，三相電源指示燈亮。

（3）瞬時按“風機啟動”按鈕，風機開始正常運轉，負載進入工作狀態。

（4）按空開“分”按鈕，三相電源斷，指示燈滅，處于關機狀態。

5.3 工作原理

（1）正確接入三相四線制AC380電源（分別為XT：1、2、3、4），閉合空開QF1；三相指示燈HL1-3亮，按風機啟動按鈕SB1，繼電器KA1線包帶電，其常開接點1、2吸合，將SB1自保（SB1手動可斷開），由于三相電機保護器FS1、2、3、4及溫度繼電器KR1均為常閉接點，KA1的常開接點3、4已吸合，因而交流接觸器KM1線包帶電，主接點1、2；3、4；5、6閉合，經FS1-4、保險絲管FU1-12，使風機M1-4正常運轉，負載可進入工作狀態，相應外部連鎖接點KA1的常開接點7、8；9、10閉合，發射機外部連鎖解除，機器可以開啟[2]。

（2）當出現以下原因之一時，風機停轉，連鎖接點會斷開，發射機輸出應關斷：①風機M1-4缺相或過載時；②保險絲管FU1-12中有熔斷時；③負載電阻器下部溫度過高，導致溫度繼電器KR1動作時；④電路出現短路故障，空開QFI跳閘時。

5.4 故障及檢修

（1）任一指示燈不亮，應測量外部輸入三相電源是否正常。

（2）FU1-12熔斷時，應及時更換（2.5 A）切記不能增大其電流值。

（3）FS1-4、KR1遇故障動作后，一般能自動恢復工作狀態。

（4）FS1-4動作電流調整值出廠時已調好，不能亂動，以防失效。

（5）自行檢修時，應關掉總電源，以防觸電，保證人身安全。

5.5 使用注意

（1）機箱頂部嚴禁堆放螺釘、螺母、墊圈、工具等異物，一旦掉入，應立即取出，防止損傷電阻體，影響散熱效果。

（2）禁止敲打、震動機箱，以防損壞電阻器。

（3）正確接入負載輸出饋管及XT1上的電源輸入和外部聯鎖線。

（4）負載在使用中由冷態轉變為熱態需要一個過程，功率應分段逐步增加，嚴禁一次性加到滿功率。按總功率的1/5預熱，1/3、2/3再加到位，每次間隔約15～20分鐘。

（5）使用負載時應經常查看電阻體有無損傷，初次上電加功率過程中，應觀察電阻體溫度、顏色有無異常。

（6）在關斷發射機輸出功率后，負載風機應再工作5～10分鐘，使電阻器冷卻，再關斷電源。

（7）正常使用中不要隨意打開機箱，注意人身和設備安全。

（8）長期不用負載，機箱頂部應覆蓋，防止灰塵雜物掉入。

（9）負載在使用時，地面應平整，無凹凸不平現象，并經常打掃，保持清潔，防止灰塵等被吸入機箱。

（10）機箱后部外引銅帶一定要與整機銅帶同時可靠錫焊接，并接地線。

（11）機箱四周禁止并機放置，以防阻擋空氣流動。若要并機，至少應留出0.5米的空隙，保證通風良好。

（12）風機接線相位一定要準確，可觀察電機轉向、風力大小，防止反轉，影響散熱而損壞電阻體。

5.6 機箱內接線板XT1接口說明

（1）XT1：1、2、3，AC三相380 V火線輸入U、V、W。

（2）XT1：4，AC220 V零線輸入N。

（3）XT1：5、6，外部連鎖無源常開接點輸出。

（4）XT1：7、8，外部連鎖無源常閉接點輸出。

（5）XT1：9、10，外部操作“風機啟動”輸入。

6" 安裝設計

6.1 功率電阻的選擇

（1）假負載所能承載的功率要大于發射機輸出載波功率的1.5倍以上。

（2）功率電阻要有良好的通風，以保證其良好散熱效果。

（3）功率電阻應為大功率無感電阻，在高頻條件下基本為純組狀態。

（4）電阻在工作時會發熱，其所能承受的功率要大于其額定功率。

（5）在假負載正常工作時，電阻處于發熱狀態，要求電阻阻值隨溫度變化。

（6）為達到阻抗匹配，在將多個電阻并聯時，要求使用額定功率一樣，阻值相同的功率電阻。

（7）要便于安裝，可靠連接，接觸電阻要小。

6.2 假負載的安裝

功率電阻的安裝方式：功率電阻的布局是最關鍵部分，合理的安裝設計、布局安排可以有效抵消產生的諧波干擾，使負載達到純阻，實現阻抗匹配，讓發射功率全部被吸收發熱，170個功率電阻采用垂直分布方式，讓風冷卻更加充分，采用上下對稱布局方式進行安裝。

6.3 溫度監測

為了監測假負載的工作溫度，防止溫度過高燒壞電阻，進而損壞發射機，假負載采用了超小型密封溫度繼電器JUC-M-1H，用來實現溫度保護，繼電器常閉觸點AC220 V/3 A，工作溫度為65℃，溫度繼電器精度高，穩定性好，動作靈敏，當工作溫度高于65℃時，斷開電路，控制電路繼電器常開接點斷開，外部連鎖使機器斷開高壓連接，既保護機器，又保護假負載。

6.4 保護電路

在電路上采取三重保護，熔斷器、感溫器、電動機綜合保護裝置

（1）熔斷器（保險）：風機每相上都有保險。

（2）溫控器：溫度超過額定值時工作。

（3）綜合保護裝置：采用電子式三相電機專用保護器（CDB-D3），有過載保護、缺相保護、設定功能、自動回復功能。

①過載保護：當三相平均電流超過整定電流時，保護電路動作，斷開負載。

②缺相保護：當檢測到缺相或三相電流嚴重不平衡時，保護電路動作。

③設定功能：設定整定電流。

④自動恢復功能：保護器動作后，有一定的自動恢復時間和恢復次數，動作一段時間后，重新接通負載，若重新接通后仍有故障，重復一定次數后，不再自動恢復。

6.5 假負載的測試

單純的一個無感電阻在高頻時不可能是一個純阻，還存在著分布的電容、電感，但人們希望負載阻抗是一個純阻，它的駐波比越接近1越好，只有這樣才能實現匹配。駐波比用來衡量阻抗匹配的程度，越大越失衡。理想狀態時，駐波比為1，此時機器輸出的高頻電能正好全部被吸收。

用安徽匯鑫公司的中波電橋對假負載進行冷態測試，數據如表1所示。

可見：實部為純阻，虛部為正，呈現感抗，當RL＞3 Ω時，需經計算對地并接電容組成并聯諧振電路，將感抗消除，使負載基本成純阻狀態，防止電路失諧或負載發熱增大。

7" 結束語

總之，風冷式50 kW中波假負載，采用新型空心式無感電阻，通過合理設計、安裝，電阻并接后，感抗小，達到純阻50 Ω，實現阻抗匹配，可吸收全部功率，機柜屏蔽良好，可靠接地，風機保護、電源保護、溫度保護穩定可靠，外部連鎖接點實現機器保護，設備散熱良好，滿足整機功率要求，運行穩定、設計合理、安裝簡單、維護方便、運行成本低，值得推廣。■

參考文獻

[1] 苗慧娜，馮旭棟．風冷式超大功率中波假負載的性能分析[J]．中國有線電視，2018（10）：1155-1159.

[2] 陶海峰，鄭潔．新型風冷式15 kW 50Ω中波假負載的設計與制作[J]．中國有線電視，2019（2）：168-171.