DX-600中波发射机天线调配室主、备用电容组远程切换系统的设计与实现

刘辉 何琳琳

（国家新闻出版广电总局763台）

【摘要】 本文通过对763台中波天调室内电容容易出现不稳定因素的情况进行分析，详细介绍了远程切换主、备用电容组系统的设计方法及工作原理与实际安装中需要注意的问题。【关键词】 天调网络 备用电容组 远程切换控制系统 设计 原理 问题 1 前言DX-600中波发射机天线调配网络是馈线与发射天线连接的重要纽带，具有阻抗匹配、滤波、防雷等功能，主要由电感线圈和真空电容组成，电感线圈用铜管制成，可通过的高频电流很大，其薄弱环节在于电感线圈抽头处，只要紧固牢靠就没有任何问题，而真空电容是有工作寿命的，其性能好坏直接影响到整个天线调配网络整体指标，导致安全播出任务不能完成。中波发射天线很高，容易将附近雷电通过天线引入天调网络中，使天调网络中的真空电容受到雷电压和发射机正常输出电压、电流双重冲击，虽然发射天线底部装有放电球、发射机有电压驻波比保护等，但是仍然会加速真空电容失效，加上天调室内环境较差，容易受潮导致漏电流增大，绝缘度降低，耐压值也随之降低，严重时会造成真空电容击穿。一旦天调室内真空电容出现故障，维护人员只有到达现场后才能处理，延长故障处理时间，给安全播出造成影响。因此，我们对发射塔天调网络的关键环节增加远程切换主、备用电容组，从而提高了天调网络的可靠性，确保安全播出。 2 DX-600中波发射机天线调配室主、备用电容组远程切换系统设计2.1主、备用电容组远程切换设计思想763台A02机（DX-600中波发射机）天线为双塔弱定向中波天线，发射天线调配网络为电容接地的正“Γ”型L-C网络，如图1所示，发射塔天调网络中，网络串臂端为感性元件，L为可调电感，并臂端为容性元件，其中C1为可调真空电容，C2、C3、C4为固定真空电容，L₀为2mH静电泄放线圈，其作用是为天调网络提供一个对地静电放电通路，即停机后发射天线调配网络储能元件能量和雷电部分能量可通过L₀泄放入地。

图1 电容接地的正“Γ”型L-C网络

DX-600中波发射机对天调网络系统要求较高，天调网络中的元器件稳定性问题尤为重要，元器件性能好坏直接关系到安全播出。由于天调网络中电感线圈是铜管材质的，通过的高频电流很大，只要接头不松动，就不会出现问题，而真空电容因环境等因素的影响容易出现问题，因此我们本着实用，可靠的原则，制定最佳方案，在发射塔调配室内制定备份电容组并进行远程切换，反射塔调配室内只有电感线圈，不用考虑备份手段。图2为天调网络主、备用电容组示意图，C主和C备分别为主、备用电容组，两组电容量相同，QS为单刀双掷切换装置，工作时，QS接C主或C备。

图2 天调网络主、备份电容组示意图

2.2 主、备用电容组远程切换原理为实现天调室主、备份电容组切换，考虑到远程切换安全可靠，采用手动控制远程切换，切换装置采用单刀双掷转换开关，动力装置采用电动机。图3为主、备用电容组远程切换控制电路原理图。

图3 主、备电容组远程切换电路原理图

主、备用电容组远程切换电路介绍：从图3可以看到发射机房为主、备用电容组远程切换电路的操作控制、指示状态、控制电动机供电。其中，QF1为总电源空气开关，其进线电源为24VDC直流电源，QF1总电源空气开关后端，其正极通过远程切换控制面板上豆开关S1经控制电缆送到发射调配网络室内直流接触器KM1线包→控制电缆→QF1→负极(-)。另一端经指示灯DS1→直流接触器常开触点KM1-2→控制电缆→QF1→负极(-)。S2为主、备用电容组远程切换控制电路豆开关（单刀双掷），一路经控制电缆→发射调配网络室→SQ1-2（正转限位常闭触点）→KM3-2直流接触器常闭触点（互锁）→KM2直流接触器线圈（电动机正转控制）→控制电缆→QF1→负极（-）；S2豆开关切到另一路经控制电缆→发射调配网络室→SQ2-2（反转限位常闭触点）→KM2-2直流接触器常闭触点（互锁）→KM3直流接触器线圈（电动机反转控制）→控制电缆→QF1→负极（-）。主用指示灯DS2和备用指示灯DS3并接点，发射机房DS2(绿灯：主用电容组指示)→控制电缆→行程开关SQ1-1（正转限位常开触点）→控制电缆→QF1→负极(-)；另一端发射机房DS3(黄灯：备用电容组指示)→控制电缆→行程开关SQ2-1（反转限位常开触点）→控制电缆→QF1→负极（-）。调配室内380Vac动力电源通过空开QF2（主、备用电容组远程切换三相电动机供电空气开关），其火线通过交流接触器KM1主接点，再经交流接触器KM2和KM3主触点分别接在三相电机（M）上，实现电动机正、反转运行。主、备用电容组远程切换系统工作原理：空开QF1、QF2都是处于合闸位置， 24VDC直流电源供给系统中的电路中，假设QS切换装置处于主用电容组位置时，如果要操作至备用电容组位置时，操作人员将豆开关S1合上，直流接触器KM1线圈带电，KM1常开触点闭合，DS1红灯亮，此时主用电容组指示灯DS2绿灯亮，扳动豆开关S2由主用位置到备用位置，使正极经控制电缆→发射调配网络室→SQ2-2（反转限位常闭触点）→KM2-2直流接触器常闭触点（互锁）→KM3直流接触器线圈（电动机反转控制）→控制电缆→负极（-），KM3直流接触器线圈带电，KM3主触点吸合，三相电动机（M）反转，带动单刀双掷QS转动, 到达触点槽内时，碰撞复合行程开关SQ2（反转限位），SQ2-2反转限位常闭触点断开，直流接触器KM3线圈失电释放，三相电动机停转。SQ2-1反转限位常开触点闭合，备用电容组指示灯DS3黄灯亮，显示备用位置。当需要切换主用电容组时，控制电路动作与上述相反。2.3 天调室主、备用电容组远程切换在实际安装中需要注意的问题考虑到主、备用电容组远程切换系统，天调室内三相电机始终带电，容易引起电磁感应造成切换系统误动作，造成不必要的安全隐患。因此，采用从发射机房直流供电到天调室内控制直流接触器KM1，来控制三相电机（M）电源。使KM2、KM3直流接触器控制正反转电机不带电，以免误动作。在控制线路比较长，控制电源要是用交流供电，其电缆内部芯线之间及芯线和屏蔽层间的分布电容不容忽视。设计人员应该综合考虑，减少分布电容对控制回路影响，采用直流作为控制回路电源。远程切换系统改造完后，由于增加了切换开关和铜带，电感量发生变化，需要重新调整天调网络的阻抗。在发射机关机情况下，将发射机的合成器输出口和馈线的输入口断开，在馈线的输入口接上矢量网络分析仪，通过微调天调网络主用中的电感和可调真空电容，使测试天线输入阻抗都接近实部为75Ω，虚部越小越好，使天线阻抗符合要求。再通过机房控制桌上的S2豆开关切换到备用电容组，此时备用指示灯黄灯亮，并利用我台安全监控系统确定调配室内切换开关触点是否到位后，进行测试天线阻抗，并调整最佳阻抗值。一切完毕后，恢复机器，加电试机，主备两路电容组一切正常。安装完成后发射天调室主、备用电容组远程切换系统具体实物图如图4所示。

图4 调配室切换开关及主、备份电容组实物图

2.4主、备用电容组远程切换系统日常维护日常维护中，我台对天线调配室中主、备电容组切换系统制定科学可行的检修维护制度，检查QS切换装置接触情况，测试主、备用电容组容量，及天线阻抗，进行远程主、备电容组切换操作，检验QS切换装置是否可靠等，做好各项安全措施，制定相关的操作规程。为了提高控制电路安全可靠性，将机房控制桌内供电空开QF1断开，即控制总电源断开。防止人为误操作及外界因素造成电机误动，导致停播事故的发生。调配室内主、备用电容组远程切换系统电机供电空开QF2始终是合上的，而天线调配室中主、备用电容组QS转换装置，只能处于一个位置。判断天线调配室内供给电机的三相电是否接通，以及QS转换开关是接主用电容组还是接备用电容组，可通过合机房远程切换控制面板上S1豆开关，查看状态指示灯的颜色，直流接触器KM1常开触点闭合时，DS1红灯指示灯亮，即三相电接通电机。SQ1（正转限位）常开触点闭合时，控制面板DS2绿色指示灯（主用）亮，即主用位置，或SQ2（反转限位）常开触点闭合时，DS3黄色指示灯（备用）亮，即备用位置。在播出中，严禁任何人对主、备用电容组进行远程切换，只有遇到发射机严重失谐时，初步判断天线调配室内主用电容组击穿时，方可紧急关机，再手动操作主、备用电容组远程切换系统紧急倒备用电容组，在备用电容组位置指示黄灯亮，主用电容组位置指示绿灯熄灭的情况下，并通过调配室内监控探头查看QS切换开关触头是否到位，才可以开启发射机。 3 结束语DX-600中波发射机天线调配室主、备用电容组远程切换设计安装完成，不仅解决了调配室因真空电容出现故障而出现的处理时间长，同时也减轻了维护人员的工作强度。目前，运行状况良好，它的投入使用，稳定可靠，实用性强，实现了远程控制，有效提高了维护效率，给我台中波发射机安全播出提供可靠的保障。 编辑：中国新闻技术工作者联合会