解析大功率廣播短波發(fā)射機安全保護技術(shù)

楊海軍

摘 要：作為在遠距離數(shù)據(jù)通信、復(fù)雜地形語音傳輸?shù)淖钪饕椒?，廣播常常選擇大功率短波發(fā)射，并得到了普遍應(yīng)用。本文對大功率短波發(fā)射機的安全保護系統(tǒng)目前現(xiàn)狀、保護系統(tǒng)的設(shè)計思路、保護系統(tǒng)設(shè)計方案做了詳細(xì)介紹。具有完善的安全保護系統(tǒng)對保證大功率廣播短波發(fā)射機的安全工作具有非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：短波發(fā)射機；廣播；安全保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.242

大功率廣播短波發(fā)射機由電源部分、控制部分、高頻部分、冷卻部分等多個部分組成，整個系統(tǒng)比較復(fù)雜。設(shè)備工作時，各器件都處在大電流、高電壓的狀態(tài)下，所以需要完善的安全保護機制。一些小的安全漏洞隱患，可能造成嚴(yán)重的事故，比如播音中斷、設(shè)備損壞等，甚至?xí){到維護人員的安全。因此配有安全可靠的保護系統(tǒng)對于大功率短波發(fā)射機來說是至關(guān)重要的。本文就以大功率廣播短波發(fā)射機為例，對大功率廣播短波發(fā)射機的安全保護系統(tǒng)進行簡單介紹和分析。

1 大功率廣播短波發(fā)射機安全保護系統(tǒng)的設(shè)計思路

大功率廣播短波發(fā)射機的安全保護系統(tǒng)中對人身安全、設(shè)備安全和播音安全采取不用的安全保護機制。采用的人身安全保護方法主要有：緊急開關(guān)、門開關(guān)、安全告警燈、帶電設(shè)備的布局設(shè)計、鑰匙連鎖系統(tǒng)、接地系統(tǒng)和防護設(shè)施等。采用的設(shè)備安全保護方法有：保護電壓、電流是否超過預(yù)設(shè)的極限值；持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)功率和駐波的比值；持續(xù)監(jiān)測板極損耗程度；緊急關(guān)斷的保護；板壓封鎖的保護；高頻打火的時時檢測；采用過流的方法自動斷開空氣開關(guān)對開關(guān)的負(fù)載設(shè)備電路進行時時保護；當(dāng)設(shè)備發(fā)生過熱故障時，利用熱跳繼電器斷開的方法時時保護；采用壓敏電阻或者放電球時時監(jiān)測電路的電壓大小，對電路的過壓情況進行時時保護；時時監(jiān)測冷卻風(fēng)水溫度、流量以及天線負(fù)載的互鎖保護等。采用的播音安全保護方法有：有效的自動調(diào)諧系統(tǒng)；應(yīng)對瞬時電流過大采用自恢復(fù)播出功能；如果在一小段時間內(nèi)電路發(fā)生多次過流現(xiàn)象，系統(tǒng)采用自動降低輸出功率，維持播出機制；系統(tǒng)故障控制機制；當(dāng)重新啟動系統(tǒng)時，為了繼續(xù)維持原狀態(tài)播出的機制；對于中央控制系統(tǒng)進行的熱備份機制等。

2 大功率廣播短波發(fā)射機保護方案設(shè)計

大功率廣播短波發(fā)射系統(tǒng)的干擾源主要包括電源干擾，電源質(zhì)量的、電源的穩(wěn)定性對系統(tǒng)的影響；周圍電磁場對系統(tǒng)的影響。其中系統(tǒng)電源造成干擾是系統(tǒng)主要的干擾源，其對系統(tǒng)的影響最直接、破壞性最大。在設(shè)計電機的輸入輸出電源時，常常利用固態(tài)繼電器來隔離控制線對系統(tǒng)造成的電磁干擾，固態(tài)繼電器具有四個輸入輸出端子，其中兩個為輸入，另外兩個為輸出。當(dāng)外部控制信號送到輸入端時，就可以控制輸出端，從而實現(xiàn)了開關(guān)功能，實現(xiàn)了隔離電磁干擾的功能。光電耦合器也是隔離器件，可以實現(xiàn)輸入端和輸出端的完全準(zhǔn)確隔離，防止輸入輸出間的電磁干擾。過零電路主要實現(xiàn)開關(guān)器件在開關(guān)過程所產(chǎn)生的電磁干擾。消除輸入信號噪聲的方法主要有：對輸入信號進行濾波、輸入輸出之間使用繼電器隔離和屏蔽信號采集器等，對輸入信號進行濾波是因為輸入信號線上的高頻干擾噪聲的頻率在數(shù)兆至數(shù)十兆的頻段之內(nèi)，設(shè)計LC電感電容低通濾波器可以濾除以上的噪聲干擾。

通過完善電路板的設(shè)計實現(xiàn)抗干擾的方法有很多，可以從配置合適的去耦電容、集成芯片的選擇以及電路板的走線等幾個方面去考慮。電路板走線時，發(fā)射信號的走線需要盡可能的短，這樣可以降低空間干擾；需要將電源線、地線的走線方向與數(shù)據(jù)傳輸線的方向相同，這樣可以大大增加信號的抗干擾抗噪聲能力。各類信號的走線要盡可能的粗，這樣可以減小走線的導(dǎo)通電阻；為電源引腳配置去耦電容時，電容器引腳要盡可能靠近電源引腳，這是因為兩者之間的引線越短，電容器的諧振頻率越高，更好的實現(xiàn)電源去耦的目的。電容阻抗值和通過其信號的頻率成反比，隨著頻率的增大而減小，濾除高頻噪聲的能力越強，從而提升系統(tǒng)濾除高頻噪聲的能力。一般選擇體積小、短走線的IC集成芯片，為了使系統(tǒng)運行的更加穩(wěn)定，可以將主控芯片直接焊接在電路板上。

大功率廣播短波發(fā)射機的安全保護系統(tǒng)的設(shè)計要體現(xiàn)人性化的方面，以人為本，簡單方便實用為主。當(dāng)發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，首先系統(tǒng)應(yīng)該能夠及時有效的發(fā)出報警信息，然后快速準(zhǔn)確定位到故障發(fā)生點，使維修人員快速判斷故障類型。應(yīng)該具有清晰的故障提醒信息，這樣有利于維修人員檢修，比如設(shè)計兩種不同的警告提示聲音。一種設(shè)計為斷續(xù)性的警告聲音，另一種為連續(xù)性的警告聲音。這兩種警告提示聲音具有不用的用處，斷續(xù)性警告是聲音可以表示為正在發(fā)生一個或者多個故障，而連續(xù)性的警告聲音表示系統(tǒng)出現(xiàn)了非常重大嚴(yán)重的故障，需要維修人員立即維修處理，如果不及時處理系統(tǒng)將會停止工作或者會發(fā)生嚴(yán)重的事故，威脅到人身或者財產(chǎn)安全。安全保護系統(tǒng)的設(shè)計需要顧慮到準(zhǔn)確顯示系統(tǒng)發(fā)生的地方，在軟件監(jiān)控界面，每個故障點都準(zhǔn)確清晰的顯示，以便維修人員維修處理。系統(tǒng)設(shè)計的閾值可人工隨時調(diào)節(jié)，這樣整個系統(tǒng)比較方便靈活。比如電壓閾值，電流閾值，功率閾值等，都可以很方便的再計算機上輸入調(diào)整，這樣可以使安全保護系統(tǒng)工作在穩(wěn)定可靠有效的狀態(tài)。

3 結(jié)論

大功率廣播短波發(fā)射機在平時工作中，內(nèi)部電路很多處于高電壓、大電流狀態(tài)，易發(fā)生各類電路故障。所以和短波發(fā)射機相配套的安全保護系統(tǒng)是必不可少的，是發(fā)射機安全穩(wěn)定運行的重要保證。大功率短波發(fā)射機的運行需要注意人身安全和設(shè)備安全，要具有高可靠性、操作方便等特點。大功率短波發(fā)射具有較強的抗干擾能力；并且短波發(fā)射價格比較便宜、操作方便靈活，大功率短波發(fā)射系統(tǒng)需要加強、完善系統(tǒng)的安全保護系統(tǒng)，強化對系統(tǒng)故障分析和判斷的能力，從而實現(xiàn)對短波發(fā)射系統(tǒng)的全方位保護。本文的研究對大功率廣播短波發(fā)射機安全保護系統(tǒng)的設(shè)計，安全保護系統(tǒng)的應(yīng)用和維護都有一定的參考借鑒意義。

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