IOT電視發(fā)射機(jī)“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者單位：河南省新聞出版廣電局102臺(tái)）

IOT電視發(fā)射機(jī)“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者單位：河南省新聞出版廣電局102臺(tái)）

摘 要：本文以意大利泰克諾公司生產(chǎn)的30 kW機(jī)器為例簡(jiǎn)單介紹了IOT電視發(fā)射機(jī)的原理結(jié)構(gòu)和IOT發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)，著重對(duì)實(shí)際工作中發(fā)射機(jī)的“Beam Alarm”告警故障判斷及處理方法進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：IOT發(fā)射機(jī)；IOT管；Beam Alarm告警

河南省新聞出版廣電局102臺(tái)1997年從意大利泰克諾公司引進(jìn)了2臺(tái)30 kW分米波IOT電視發(fā)射機(jī)，這種發(fā)射機(jī)在我國(guó)多個(gè)高山臺(tái)發(fā)射站乃至全國(guó)多個(gè)國(guó)家廣泛使用。這2臺(tái)30 kW分米波IOT電視發(fā)射機(jī)分別擔(dān)負(fù)著河南電視臺(tái)衛(wèi)星頻道和河南電視臺(tái)都市頻道的發(fā)射任務(wù)。目前，這2臺(tái)16CH/30 kW IOT電視發(fā)射機(jī)位于海拔1200多米的高山上，覆蓋大半個(gè)河南省，覆蓋人口4000多萬(wàn)，處于收視覆蓋戰(zhàn)略地位。所以，該發(fā)射機(jī)的運(yùn)行非常重要，在此分析該發(fā)射機(jī)的“Beam Alarm”告警故障的分析與處理經(jīng)驗(yàn)。

1　IOT電視發(fā)射機(jī)原理以及特點(diǎn)

IOT電視發(fā)射機(jī)主要功能單元分為驅(qū)動(dòng)部分、射頻放大部分、輸出濾波器、冷卻部分、電源部分和計(jì)算機(jī)控制單元。

IOT發(fā)射機(jī)的核心部件是1只感應(yīng)輸出管（INDUCTIVE OUTPUT TUBE），加上激勵(lì)器，中功率固態(tài)放大器，輸出諧波濾波器以及必要的冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，即構(gòu)成1臺(tái)單管單通道（合放式）高功率等級(jí)電視發(fā)射機(jī)。意大利泰克諾公司的30 kW IOT發(fā)射機(jī)TTU43-JC的電路，是一個(gè)單通道發(fā)射機(jī)通常采用的電路結(jié)構(gòu)，所不同的是末級(jí)放大器采用了新型的IOT管，由此給發(fā)射機(jī)帶來(lái)許多優(yōu)點(diǎn)。

首先，IOT發(fā)射機(jī)具有極高的效率。目前，國(guó)際上流行采用品質(zhì)因數(shù)FOM （Figure of Merit）來(lái)判斷熱電子放大管的工作效率，實(shí)踐表明，用“FOM”作為衡量廣播電視發(fā)射管的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，較之“射頻轉(zhuǎn)換效率”更恰當(dāng)。

使用新型的I（JI管可獲得120%單獨(dú)放圖像或75%合放式）以上的品質(zhì)因數(shù)，比普通非脈沖調(diào)制速調(diào)管可得到的R少d值要高3倍。

并且IOT線性良好，使發(fā)射機(jī)的預(yù)校正顯得十分簡(jiǎn)單。由IOT管的機(jī)理決定其工作線性接近四極管而大大優(yōu)于速調(diào)管。

2　IOT發(fā)射機(jī)“Beam　Alarm”告警故障

依據(jù)多年IOT發(fā)射機(jī)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，IOT發(fā)射機(jī)出現(xiàn)頻率很高的一個(gè)故障是“Beam Alarm”，即高壓告警。IOT發(fā)射機(jī)高壓系統(tǒng)按照功能可劃分為三個(gè)單元。一是為IOT管供電的高壓電源；二是對(duì)高壓電源提供保護(hù)的消弧組及消弧控制單元；三是對(duì)高壓電源進(jìn)行檢測(cè)的電路。這三個(gè)單元出現(xiàn)故障時(shí)都有可能引發(fā)“Beam Alarm”告警。

2.1 閘流管故障引發(fā)的“BEAM ALARM”告警

2.1.1 故障現(xiàn)象

IOT發(fā)射機(jī)反復(fù)出現(xiàn)“BEAM ALARM”告警，但告警同時(shí)閘流管并不動(dòng)作，最后發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)。觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障出現(xiàn)時(shí)撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈滅，高壓柜懸浮箱的“CORWBAR READY”燈也滅。

2.1.2 故障分析

IOT發(fā)射機(jī)出現(xiàn)“BEAM ALARM”告警，提示發(fā)射機(jī)高壓故障。通常情況下是IOT管工作時(shí)出現(xiàn)了過(guò)壓或過(guò)流的情況，觸發(fā)檢測(cè)電路。但同時(shí)也會(huì)觸發(fā)閘流管電路動(dòng)作，以保護(hù)IOT管。但故障歷史記錄中無(wú)“CROWBAR FIRE”告警，即閘流管并未動(dòng)作，判斷該故障應(yīng)為誤報(bào)警。誤報(bào)警有兩種可能，一種是消弧單元給出了錯(cuò)誤信號(hào)，另一種是高壓有虛接情況。但從故障現(xiàn)象看，有時(shí)發(fā)射機(jī)可以穩(wěn)定工作幾天，虛接的可能性不大。而觀察“BEAM ALARM”故障出現(xiàn)時(shí)，“CORWBAR READY”燈滅，所以基本判定是消弧單元的問(wèn)題。

消弧單元有兩部分組成，一部分是閘流管（THYRATRON）及其控制板（THYRATRON CONTROL），另一部分是撬棒控制板（CROWBAR CONTROL）。閘流管控制板和撬棒控制板上都有“CORWBAR READY”燈，當(dāng)閘流管準(zhǔn)備好工作狀態(tài)后，閘流管控制板上的“CORWBAR READY”燈先亮，通過(guò)一根光纖傳送“READY”信號(hào)給撬棒控制板，使撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈亮。因此，當(dāng)“BEAM ALARM”故障出現(xiàn)時(shí)，觀察兩塊電路板上燈的狀態(tài)可以判斷出是哪一部分的問(wèn)題。如果兩塊電路板上的“CORWBAR READY”燈都不亮，則可判定是閘流管或閘流管控制板的問(wèn)題；如果閘流管控制板上的“CORWBAR READY”亮，而撬棒控制板上的燈不亮，則是光纖或者撬棒控制板的問(wèn)題。

觀察“BEAM ALARM”故障出現(xiàn)時(shí)，閘流管控制板的“CORWBAR READY”燈滅，因此判斷是閘流管或閘流管控制板的問(wèn)題。

2.1.3 故障處理步驟

（1）檢測(cè)閘流管的G1電壓。閘流管位于發(fā)射機(jī)高壓柜的懸浮箱內(nèi)，要檢測(cè)G1電壓，需要打開高壓柜門，在發(fā)射

機(jī)開機(jī)預(yù)熱階段測(cè)量。高壓柜門鎖上有互鎖開關(guān)，高壓柜門打開時(shí)，發(fā)射機(jī)會(huì)提示“DOORS INTERLOCK”告警，無(wú)法開機(jī)。因此，測(cè)量前需先把互鎖開關(guān)短接，打開高壓柜門，然后開發(fā)射機(jī)預(yù)熱，特別注意發(fā)射機(jī)要置于待機(jī)狀態(tài)（Standby），否則閘流管預(yù)熱完高壓柜會(huì)接通3萬(wàn)伏高壓，非常危險(xiǎn)。開機(jī)預(yù)熱時(shí)，先測(cè)量G1電壓，測(cè)量值為148 V。預(yù)熱完成后，“CORWBAR READY”燈亮，再測(cè)量G1電壓為24.79 V，從測(cè)量結(jié)果得知閘流管的G1電壓接近臨界值。G2測(cè)量值為-147～-149 V，電壓保持不變。

由隔離變壓器TR1次級(jí)輸出的110 V交流電壓接入J1的“1、2、3”端，經(jīng)D1橋式整流得到±150 V的直流電壓。從TP2接出的+150VDC，由分流電阻R3～R8以及R11、R28組成一個(gè)分壓器，通過(guò)J3的1腳為閘流管柵極G1提供偏壓。其中，R3～R8=10 K，R11=10 K，R28=1.6 K。G1的空載電壓最開始為+130 V。隨著燈絲加熱陰極發(fā)射電子形成一個(gè)反柵流，使G1的電壓值下降到+20 V左右。IC4A是一個(gè)比較器，用來(lái)判斷閘流管G1電壓是否正常。TP6檢測(cè)點(diǎn)的電壓是12 V通過(guò)R29、R32、R33分壓得到。該電壓作為IC4A的標(biāo)準(zhǔn)比較電平，TP7檢測(cè)點(diǎn)跟G1電壓呈比例關(guān)系，故將TP7作為代表G1的電壓跟TP6進(jìn)行比較。正常情況下，TP7的電壓要比TP6的電壓高才能維持比較器的輸出，一旦TP7的電壓低于TP6時(shí)，比較器輸出翻轉(zhuǎn)。

經(jīng)實(shí)際測(cè)量，TP6為5.4 V，TP7開機(jī)時(shí)為12 V，閘流管預(yù)熱完成后，TP7電壓值為5.47 V。TP6和TP7的值非常接近，易使比較器來(lái)回翻轉(zhuǎn)。故障現(xiàn)象為瞬間造成“CORWBAR READY”燈滅，引發(fā)“BEAM ALARM”告警，很快又恢復(fù)正常。

（2）更換新的閘流管。更換新的閘流管后，發(fā)射機(jī)恢復(fù)正常。更換閘流管時(shí)應(yīng)注意：很多新管子由于放置時(shí)間長(zhǎng)，真空度不夠，換上后會(huì)連續(xù)打火，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)“TRIP LOCK”。記錄顯示，新閘流管最多曾經(jīng)引發(fā)“CROWBAR FIRE”35次。因此，新閘流管換上后應(yīng)先斷開腔體內(nèi)IOT管的電源線，防止因頻繁打火對(duì)IOT管造成損傷。

2.2 閘流管懸浮箱內(nèi)散熱風(fēng)扇故障引發(fā)“Beam Alarm”告警

2.2.1 故障現(xiàn)象

IOT發(fā)射機(jī)反復(fù)出現(xiàn)“BEAM ALARM”告警，告警同時(shí)閘流管并不動(dòng)作，只出現(xiàn)“BEAM ALARM”告警，最后發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)。觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障出現(xiàn)時(shí)撬棒控制板上的“CORWBAR READY”燈滅，高壓柜懸浮箱的“CORWBAR READY”燈也滅。

2.2.2 故障分析

“Beam Alarm”告警出現(xiàn)時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)“Crowbar Fire”告警。故障重點(diǎn)排查部位應(yīng)該放在消弧組單元或高壓監(jiān)控電路。又因?yàn)楣收铣霈F(xiàn)時(shí)撬棒控制板和閘流管控制板上的“CORWBAR READY”燈都不亮，問(wèn)題應(yīng)出現(xiàn)在閘流管或閘流管控制板上。

2.2.3 故障處理步驟

（1）檢測(cè)閘流管。經(jīng)過(guò)檢查，閘流管正常。

（2）更換閘流管控制板，故障仍然出現(xiàn)。

（3）觀察發(fā)現(xiàn)，高壓柜懸浮箱除了閘流管和閘流管控制板外，懸浮箱內(nèi)還有一個(gè)24 V散熱風(fēng)扇，但風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)正常。打開高壓柜門，開機(jī)預(yù)熱，發(fā)射機(jī)置于待機(jī)（Stand-By）狀態(tài)。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)好時(shí)壞，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)不好時(shí)，閘流管控制板的“CROWBAR READY”燈熄滅。風(fēng)扇的電源（24 V）由閘流管控制板提供，閘流管控制板的電源是由隔離變壓器提供，一路為110 V交流電，另一路為18 V交流電，其中18 V電經(jīng)過(guò)二極管D5，D6變?yōu)?4 V左右的直流電，一路直接給風(fēng)扇供電，一路送IC3（穩(wěn)壓管）輸出12 V和5 V，在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)不暢時(shí)，18 V的負(fù)荷加重，拉低電壓，5 V電壓變低，使提供光纖通訊的光收光發(fā)模塊IC2無(wú)法正常工作。導(dǎo)致邏輯控制系統(tǒng)認(rèn)為閘流管故障，引發(fā)“Beam Alarm”告警。更換風(fēng)扇后，故障排除。

3　結(jié)語(yǔ)

IOT電視發(fā)射機(jī)高穩(wěn)定性、高功率、高效率，一直在電視發(fā)射方面起著重要作用。本文簡(jiǎn)單介紹了IOT電視發(fā)射機(jī)的原理結(jié)構(gòu)和IOT發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際工作中IOT電視發(fā)射機(jī)中的一些“Beam Alarm”告警故障進(jìn)行重點(diǎn)論述。