大功率短波發(fā)射機保護研究

摘 要:大功率短波發(fā)射機是短波通訊的重要設(shè)備，需要在高壓高電流的環(huán)境下運行，發(fā)生故障會對正常工作、設(shè)備本身安全甚至工作人員的人身安全造成威脅，因此，針對大功率短波發(fā)射機的保護研究具有至關(guān)重要的作用。本文以瑞士進口TSW2500 型500kW短波發(fā)射機為例，對其保護方案進行研究。

1　大功率短波發(fā)射機保護的研究意義

短波通訊可實現(xiàn)在長距離之中的語音、文字、圖像等信息的的傳遞，能夠在軍事、工業(yè)、生活等各個領(lǐng)域之中占據(jù)重要的地位和發(fā)揮重要的作用。實現(xiàn)短波通信的重要設(shè)備是短波發(fā)射機，短波發(fā)射機設(shè)備的改進和對其保護都是至關(guān)重要的。大功率短波發(fā)射機的由多個相互協(xié)調(diào)工作的子功能組成，主要有傳動、電源、調(diào)制等。因此，大功率短波發(fā)射機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能實現(xiàn)多功能的同時也帶來了管理和保護等問題，在大功率短波發(fā)射機的工作過程中，由于發(fā)射機需要在高壓高電流的環(huán)境下工作，所以需要對短波發(fā)射機采取縝密的保護措施，減少對其本身和其他硬件設(shè)施的損壞，尤其是避免對工作人員構(gòu)成安全威脅。對工作人員的安全保障不單單需要制定安全條款和操作規(guī)定等，對硬件設(shè)施的保護研究也是至關(guān)重要的。只有當(dāng)硬件設(shè)施在一定的安全范圍內(nèi)，保障了工作人員基本的生命安全，才能將其投入到正常的工作中。

大功率短波發(fā)射機中，TSW2500-500KW的短波發(fā)射機處于世界范圍內(nèi)具有領(lǐng)先技術(shù)的短波發(fā)射設(shè)備之一，對其研究保護是符合當(dāng)今短波通信的趨勢，并能對今后的保護與研究提供一定的借鑒。

2　大功率短波發(fā)射機保護方案設(shè)計

2.1 大功率短波發(fā)射機特點

在TSW2500-500kW的短波發(fā)射機中，對其安全方面進行了細致的安全防護措施，主要體現(xiàn)在三方面:連鎖鑰匙形成互鎖、健全的接地系統(tǒng)和防電擊措施。

連鎖鑰匙形成互鎖是保證聯(lián)鎖在內(nèi)的鑰匙全部都在接地保護開關(guān)處，門開關(guān)與接地保護開關(guān)聯(lián)成互鎖狀態(tài)，保證了當(dāng)門保護開關(guān)已經(jīng)接地時才能夠?qū)㈤T打開，另一種狀況是只有當(dāng)與高壓的連接斷開這一條件滿足時，接地開關(guān)才能連接，形成相互牽制相互寫作的聯(lián)鎖保護機制。

健全的接地系統(tǒng)肩負著將全部的高壓部件和供電部件相連，將開關(guān)與地面相連接時，功率部件能夠?qū)崿F(xiàn)較快的放電，并能夠完成在高壓柜斷開連接時實現(xiàn)內(nèi)部與地面連接，保障的工作人員在后期維護中的人身安全。與此同時，發(fā)射機的多個部件與高頻地網(wǎng)相連接的同時又與接地銅排相連，主要包括高頻機柜、高壓柜、低壓柜、穩(wěn)壓柜、風(fēng)機柜、模塊機箱、圍網(wǎng)、橋架等設(shè)備形成完整的等電位體，為后期工作人員的操作創(chuàng)造了安全的工作條件。

雖然發(fā)射機帶電裝置都被配置在固定的獨立區(qū)域內(nèi)，但也需要對其采取一定的隔離防電配置，并對電機箱周圍放置接地鉤，在工作人員后期的維護設(shè)備的過程中，能夠先便捷的使用接地鉤完成放電操作。通過以上各種措施響配合，形成完整的預(yù)防電擊的保護措施。

TSW2500-500KW型的大功率短波發(fā)射機不僅僅在保護中采用了一定的有效措施，同時在功能設(shè)計中也體現(xiàn)了較強的人性化設(shè)計，主要包括實現(xiàn)故障高效提醒，主要分類為缺陷、故障、跳閘和報警；便捷查詢故障點，準(zhǔn)確定位故障發(fā)生位置，根據(jù)硬件和軟件的配置，清晰顯示故障詳情；門限可調(diào)方便設(shè)置，安全保護系統(tǒng)各表值的告警和保護門限值，通過計算機控制短波發(fā)射機的各個數(shù)據(jù)范圍等優(yōu)勢。這些人性化的設(shè)計符合當(dāng)今清晰簡潔操作的需求，為大功率短波發(fā)射機的普及做出了一定的貢獻。

2.2 大功率短波發(fā)射機保護方案

對大功率短波發(fā)射機的保護有三類:最重要的人身安全保護，其次是設(shè)備本身硬件保護、和短波發(fā)射機的播音保護。根據(jù)類別的不同，可采取的保護措施分別有以下幾點:

第一類人身安全保護，即影響到操作人員安全所需要設(shè)置的安全措施，主要的人身安全保護措施有:硬件聯(lián)鎖系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、門開關(guān)、警告燈、緊急開關(guān)、接地溝等。

第二類對設(shè)備本身的硬件保護，主要的保護措施有冷卻系統(tǒng)監(jiān)測保護、線路過流過熱硬件保護、表值越線保護、放電球、壓敏電阻、射頻打火等。

第三類對大功率短波發(fā)射機的工作效果而言，即播音安全保護，主要的保護措施有負載自適應(yīng)調(diào)整、靈活故障處理機制、系統(tǒng)自動檢測、波音快速恢復(fù)與維持、中控系統(tǒng)備份機制等。

2.3 大功率短波發(fā)射機保護分析

大功率短波發(fā)射機的保護內(nèi)容分為三類，而對其保護層次也分為三個層次，分別是聯(lián)鎖保護層、硬件保護層和軟件保護層。

第一層聯(lián)鎖保護層是針對第一類保護內(nèi)容即人身安全保護，聯(lián)鎖保護所實現(xiàn)的功能是當(dāng)停止工作時能夠即使聯(lián)鎖效應(yīng)將高壓同時斷開，主要包括門開關(guān)、接地鉤和緊急按鈕等。

第二層是硬件保護，硬件保護針對的是第二類中的設(shè)備本身安全。采取的措施是通過特質(zhì)芯片研制成特殊的控制系統(tǒng)，由于設(shè)備本身安全的重要性，控制系統(tǒng)所傳輸?shù)目刂泼罹哂性谡麄€保護系統(tǒng)中的最高優(yōu)先執(zhí)行級別，保障發(fā)射機出現(xiàn)工作故障時，硬件保護系統(tǒng)能夠?qū)⒃O(shè)備維持在安全狀態(tài)，避免發(fā)射機硬件設(shè)施出現(xiàn)故障和損壞。

第三層是保護管理整個應(yīng)用系統(tǒng)并維持正常運行的軟件層，軟件保護層可以檢測系統(tǒng)所接收值和系統(tǒng)數(shù)值等是否在正常范圍內(nèi)，當(dāng)超出正常范圍，軟件層向相應(yīng)的硬件傳達信息警告，硬件做出相應(yīng)的回應(yīng)避免出現(xiàn)損壞。

3　保護方案的發(fā)展方向研究

對短波發(fā)射機的的保護還需要進一步的研究和探討，但是主要有以下幾個方面:提高發(fā)射機的故障預(yù)判能力、增加工控主機的熱備份保護機制和改進發(fā)射機與天線的聯(lián)鎖保護。

短波發(fā)射機在故障發(fā)生時能夠檢測故障發(fā)出警報，設(shè)備本身進行自我保護的同時，能夠提示工作人員對設(shè)備進行維修，早期的維修能夠降低維修難度和維修成本，但是如果故障嚴重將影響到設(shè)備的可維護性或者故障爆發(fā)突然影響到正常工作，造成短波通訊的播放不正常，對工作效果造成極大影響。因此，在短波發(fā)射機發(fā)生故障前能夠?qū)收线M行正確的預(yù)判，能夠減少對工作人員的人身傷害和保障播放工作的正常進行，較大程度的提高安全播出水平。例如，真空器件在故障前期的狀態(tài)會異于平時狀態(tài)，針對真空器件進行溫度等實時監(jiān)控就可掌握真空器件的工作狀態(tài)，若檢測到器件并不在正常狀態(tài)則自動提醒工作人員對器件進行調(diào)修維護，保證最快時間排除故障避免安全問題，提升了設(shè)備本身的安全程度和保障了工作人員安全的工作環(huán)境。

大功率短波發(fā)射機屬于科技含量較高的設(shè)備，因此能夠具有一定的自動化執(zhí)行功能，減少手工操作的范圍的好處在于快速響應(yīng)系統(tǒng)變化和精準(zhǔn)操作，簡化工作流程，提高短波發(fā)射機的可靠性。為保證短波發(fā)射機的正常工作，工控主機能夠正常運行顯得至關(guān)重要。因此，增加工控主機的熱備份保護機制備份的作用在于保障發(fā)射機能夠維持正常工作的狀態(tài)，增強大功率短波發(fā)射機的應(yīng)用范圍和承載工作的能力，始終保持這控制中心的核心控制作用。

4　總結(jié)

TSW2500-500kW的短波發(fā)射機是世界范圍內(nèi)技術(shù)水平領(lǐng)先的短波發(fā)射機之一，其依靠強大的自動化管理和多種安全保護措施實現(xiàn)增強大功率短波發(fā)射機的安全性能，研究人性化、自動化、安全可靠的保護研究方案，能夠促進短波發(fā)射機的推廣使用，并保障短波發(fā)射機在工作中能夠正常運行并表現(xiàn)出高度的實用性和穩(wěn)定性，其科技與管理經(jīng)驗為短波發(fā)射機的研究與設(shè)計具有重要的借鑒意義。