DF100A型發(fā)射機(jī)在高海拔地區(qū)冬季運(yùn)行模式的方案和分析

【摘要】DF100A型發(fā)射機(jī)使用了水冷和蒸發(fā)冷卻，其冷凝器和外界有熱交換，在西藏的冬季，機(jī)器停機(jī)，冷凝器很容易凍壞。筆者維護(hù)DF100A型發(fā)射機(jī)有著多年豐富工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際，在本文中提供了二套解決冷凝器受凍方案，每套方案都經(jīng)過了實(shí)踐驗(yàn)證，都能解決冬季冷凝器結(jié)冰問題。通過方案的比較、分析和實(shí)踐運(yùn)用，筆者認(rèn)為第二套方案更加適合本單位。有比較才能提高能力。并對(duì)第二種方案中冷凝器指示燈的三種狀態(tài)作了分析總結(jié)，判斷問題就更直觀，處理工作中遇到的故障更快捷有效。

【關(guān)鍵詞】冷凝器風(fēng)機(jī);偏壓?jiǎn)?dòng);高壓?jiǎn)?dòng);冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.011..028

DF100A型100KW短波發(fā)射機(jī)采用了自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷、蒸發(fā)冷卻等冷卻方法。水冷系統(tǒng)向蒸發(fā)鍋和水冷的射頻元件供水，水路帶走的熱量通過冷凝器散出]。強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)帶走了發(fā)射機(jī)自身?yè)p耗而產(chǎn)生的熱能，保證了發(fā)射機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行。我們一般用風(fēng)機(jī)水泵冷凝器來代指冷卻系統(tǒng)，這3種設(shè)備在發(fā)射機(jī)中組成冷卻系統(tǒng)。西藏拉薩地處3700米的高海拔地區(qū)，在冬季，西藏拉薩冬季氣溫最低能達(dá)-16.5℃，冬季月平均氣溫-16℃。冷凝器風(fēng)機(jī)處有出風(fēng)口，外界冷空氣可以通過出風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)。如果機(jī)器處于停機(jī)狀態(tài)，在極端天氣情況下，即使不斷高末電子管燈絲，在冷凝器風(fēng)機(jī)工作和外界冷空氣進(jìn)入的雙重影響下，冷凝器銅管中的水極易快速結(jié)冰，產(chǎn)生冰水混合物，乃至嚴(yán)重結(jié)冰堵住冷凝器銅管。冷凝器銅管壁很薄。一旦再次啟動(dòng)發(fā)射機(jī)主控合或者已經(jīng)啟動(dòng)了主控合，發(fā)射機(jī)水泵工作，就會(huì)導(dǎo)致冷凝器銅管破損漏水。該發(fā)射機(jī)強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)和冬季極端天氣之間有了“矛盾”。

在方案執(zhí)行前，停機(jī)后，規(guī)定值班人員關(guān)閉出風(fēng)口百葉窗;機(jī)器播音時(shí)，再打開出風(fēng)口百葉窗。這種人為措施能防止冷凝器因水結(jié)冰導(dǎo)致?lián)p壞，但缺點(diǎn)是增加了值班人員冬季的工作負(fù)擔(dān)。一旦值班人員操作失誤，例如忘記關(guān)窗或者忘記開窗，前者會(huì)導(dǎo)致凍壞冷凝器銅管，后者會(huì)因水溫快速升高，啟動(dòng)保護(hù)電路，關(guān)閉電子管燈絲而停播。針對(duì)西藏拉薩冬季的低溫天氣，可以在發(fā)射機(jī)控制部分采取合理有效穩(wěn)定的措施，避免冷凝器凍壞也不影響機(jī)器工作。

我臺(tái)各技術(shù)人員經(jīng)過討論和研究，采用“熱燈絲”狀態(tài)法，即停機(jī)后讓高末級(jí)電子管燈絲工作，但要讓冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作。發(fā)射機(jī)在停機(jī)狀態(tài)，電子管燈絲繼續(xù)工作，風(fēng)機(jī)水泵繼續(xù)工作，電子管保持有“溫度”，電子管屏級(jí)與蒸發(fā)鍋就是熱交換處，電子管燈絲發(fā)熱的部分熱量通過熱傳遞到循環(huán)水，整個(gè)水冷系統(tǒng)中的水溫就保持一定溫度，經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，一般能達(dá)15℃以上，這樣水就不結(jié)冰了。整個(gè)方案的核心就是控制冷凝器風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)機(jī)，在需要它的時(shí)候工作，不需要?jiǎng)t停止。

筆者結(jié)合實(shí)際，歸納總結(jié)2套方案，并分析其原理和利弊，以供廣大一線工作者參考。

1. 方案一 偏壓?jiǎn)?dòng)控制冷凝器風(fēng)機(jī)工作方案

1.1 偏壓?jiǎn)?dòng)控制方案措施

參考圖1和圖2，去掉原1K4-A1和1K3-13之間的連線，重新做線將1K4-A1與1K21-L3連接。并做兩根新線，一根將1K5-L4與1K4-L4連接，另一根將1K5-T4與1K4-T4連接，這兩根線作用是讓1K5（L4，T4）代替1K4（L4，T4）的閉鎖功能。

1.2 偏壓?jiǎn)?dòng)控制方案原理

首先了解DF100A型發(fā)射機(jī)原冷卻系統(tǒng)的控制邏輯，見圖1，圖中E3、E4是機(jī)器母線排之一，E3和E4之間交流電壓為115VAC，E4接地。在按下主控合按鈕后，主控合控制繼電器1K1A線包得電，其常開接點(diǎn)（13，14）閉合;1K49檢測(cè)外電正常情況下，COM端和NO端閉合;水泵控制繼電器1K3線包得電，水泵運(yùn)轉(zhuǎn);水泵控制繼電器1K3的接點(diǎn)（14，13）接通，使得冷凝器風(fēng)機(jī)繼電器1K4的線包和主風(fēng)機(jī)繼電器1K5的線包得電，冷凝器風(fēng)機(jī)和主風(fēng)機(jī)工作。其控制邏輯是，完成主控合操作后，水泵、冷凝器風(fēng)機(jī)、主風(fēng)機(jī)就會(huì)工作，然后電子管正常加上燈絲。

見圖1，取消水泵控制繼電器1K3（14，13）接點(diǎn)對(duì)1K4的控制，見圖2，改為偏壓控制繼電器1K21的輔助接點(diǎn)（T3，L3）控制冷凝器風(fēng)機(jī)接觸器1K4線包的通斷。

見圖2，當(dāng)機(jī)器主控合操作完成后，1K1A線包得電，其（13，14）接點(diǎn)閉合;1K49檢測(cè)外電正常情況下，COM端和NO端閉合;1K3線包得電，水泵工作;1K3（14，13）閉合，使得1K5線包得電，主風(fēng)機(jī)工作;此時(shí)，1K4線包還沒有得電，沒有工作。簡(jiǎn)言之，改動(dòng)后，機(jī)器完成主控合操作后，水泵、主風(fēng)機(jī)工作，電子管會(huì)正常加上燈絲，唯獨(dú)冷凝器風(fēng)機(jī)沒有工作。

冷凝器風(fēng)機(jī)什么時(shí)候工作呢？見圖2，由于改動(dòng)后冷凝器風(fēng)機(jī)控制繼電器1K4受控于偏壓控制繼電器1K21，邏輯意義是只能在電子管加上偏壓后，冷凝器風(fēng)機(jī)才工作;電子管失去偏壓后，冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作。機(jī)器開機(jī)播音時(shí)，電子管偏壓加上，冷凝器風(fēng)機(jī)工作。機(jī)器停機(jī)后，人為斷開機(jī)器圍網(wǎng)門開關(guān)，1K21線包失電，電子管失去偏壓，見圖2，1K21（T3，L3）斷開，1K4線包失電，冷凝器停止工作。此時(shí)，電子管燈絲、水泵、主風(fēng)機(jī)正常，機(jī)器水溫因電子管燈絲的傳熱，保持在15℃-45℃左右。保障了停機(jī)后，循環(huán)水不結(jié)冰。

見圖2，1K5（L4，T4）是在原水泵回路中增加的部分。在原控制圖1中，操作主控?cái)嗪螅?K1A（13，14）斷開，1K2（5，8）常閉接點(diǎn)在8分鐘后斷開。圖1中1K4的常開接點(diǎn)（L4，T4）在1K3、1K4和1K5的線包回路中有自保閉鎖作用，能在8分鐘左右后斷水泵、冷凝器風(fēng)機(jī)和主風(fēng)機(jī)。見圖2，修改后，1K4受控于1K21，其接點(diǎn)（L4，T4）自保作用失效。1K5（L4，T4）替代1K4（T4，L4）的自保閉鎖功能，但只對(duì)1K3和1K5有自保閉鎖作用。操作主控?cái)嗪?，能?分鐘左右后斷水泵、主風(fēng)機(jī)。

1.3 偏壓?jiǎn)?dòng)控制方案優(yōu)缺點(diǎn)

偏壓?jiǎn)?dòng)控制方案能有效解決冬季停機(jī)后發(fā)射機(jī)循環(huán)水不結(jié)冰，但必須在停機(jī)后人為斷開圍網(wǎng)門開關(guān)，才能控制冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作。如果不斷開圍網(wǎng)門開關(guān)，1K21就保持啟動(dòng)狀態(tài)，見圖2，冷凝器風(fēng)機(jī)就一直工作。

2. 方案二 高壓合啟動(dòng)控制冷凝器風(fēng)機(jī)方案

2.1 高壓合啟動(dòng)控制冷凝器風(fēng)機(jī)方案措施

參考圖1和圖3，在高壓合控制繼電器1K22A上加裝常開輔助接點(diǎn)（53，54）。去掉原1K4-A1和1K3-13之間的連線，重新做線將1K4-A1與1K22-54連接。并做兩根新線，一根將1K5-L4與1K4-L4連接，另一根將1K5-T4與1K4-T4連接，方案一同理，這兩根線作用是讓1K5（L4，T4）代替1K4（L4，T4）。我臺(tái)部分發(fā)射機(jī)沒有加裝1K4輔助接點(diǎn)，增加安裝發(fā)射機(jī)1K4常閉輔助接點(diǎn)（61，62），參考圖4，1K4-62端子接地，1K4-61端子接6TB4-15。增加1K4（61，62）的目的是控制冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈的紅燈。

2.2? 高壓?jiǎn)?dòng)控制冷凝器風(fēng)機(jī)方案原理

參考圖1，取消水泵控制繼電器1K3（14，13）接點(diǎn)對(duì)1K4的控制，見圖3，改為高壓合控制繼電器1K22A的常開輔助接點(diǎn)（53，54）控制冷凝器風(fēng)機(jī)接觸器1K4線包的通斷。

其原理同偏壓控制方案相同。在此不再贅述。其重要區(qū)別是，此方案是高壓合控制繼電器1K22A控制冷凝器風(fēng)機(jī)控制繼電器1K4。見圖3，當(dāng)發(fā)射機(jī)停機(jī)斷高壓后，高壓合控制繼電器1K22A（53，54）接點(diǎn)斷開，1K4線包失電，冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作。此時(shí)，發(fā)射機(jī)電子管燈絲沒斷，機(jī)器水溫因電子管燈絲的傳熱，保持在15℃-45℃，循環(huán)水就不結(jié)冰了。當(dāng)機(jī)器恢復(fù)播音加高壓后，1K22A啟動(dòng)，1K4啟動(dòng)，冷凝器風(fēng)機(jī)工作。

見圖3，1K6受控于水溫開關(guān)5S1，當(dāng)水溫大于65℃時(shí)，水溫接點(diǎn)5S1斷開，1K6線包失電，見圖4，則1K6（4，12）閉合，機(jī)器面板上的冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈6S31紅燈亮。當(dāng)水溫正常不超過65℃時(shí)，見圖4，1K6（8，12）閉合，冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈6S31綠燈亮。在本方案中，見圖4，增加了1K4常閉輔助接點(diǎn)（61，62）對(duì)冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈6S31中紅燈的控制。其邏輯意義是，冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作，冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈6S31紅燈亮。

2.3 高壓合啟動(dòng)控制冷凝器風(fēng)機(jī)方案的優(yōu)點(diǎn)

停機(jī)斷高壓后，不需要其他操作，高壓一斷，冷凝器風(fēng)機(jī)就停止了工作，原理同方案一，冷卻系統(tǒng)的水不結(jié)冰。經(jīng)過多年的實(shí)踐運(yùn)用，我們采用了方案二。

3. 關(guān)于方案二中增加冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈控制的重要性

見圖4，圖中1K4（62，61）常閉輔助接點(diǎn)對(duì)于部分機(jī)器是增加的，有的機(jī)器出廠就有。但實(shí)行了此方案后，這個(gè)接點(diǎn)很重要。原冷凝器指示燈6S31由1K6水溫繼電器控制，水溫大于65℃就亮紅燈，水溫正常就亮綠燈。1K4是冷凝器風(fēng)機(jī)交流接觸器控制器，1K4線包的通斷代表了冷凝器風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)。一旦其線包斷電，冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作，1K4（62，61）常閉接點(diǎn)閉合，圖4中6S31紅燈亮。反之，冷凝器風(fēng)機(jī)工作，1K4（62，61）斷開，6S31紅燈不亮。通過分析得出結(jié)論：6S31紅燈亮的條件，可能是水溫過高，或者是冷凝機(jī)風(fēng)機(jī)停止工作。6S31的綠燈亮的條件是水溫正常。6S31的綠燈和紅燈都亮的條件，一是水溫正常，二是冷凝器風(fēng)機(jī)不工作。

分析了工作原理后，我們就可以根據(jù)機(jī)器面板冷凝器風(fēng)機(jī)指示燈的顏色來直觀判斷機(jī)器某種狀態(tài)。

第一種狀態(tài)，見圖4，6S31亮綠色，邏輯意義是水溫正常且冷凝器風(fēng)機(jī)在正常工作。如果冷凝器風(fēng)機(jī)不正常工作，就會(huì)使得6S31紅燈亮。

第二種狀態(tài)，見圖4，6S31亮紅色。邏輯意義是，機(jī)器水溫過高或者冷凝器風(fēng)機(jī)停止工作。

第三種狀態(tài)，見圖4，6S31亮橙色，即紅燈與綠燈都亮。邏輯意義是，機(jī)器水溫肯定正常且冷凝器風(fēng)機(jī)沒有工作。斷高壓后冷凝器指示燈亮橙色，如果不是橙色，假設(shè)是紅色，就說明方案二失敗。根據(jù)燈的三種顏色狀態(tài)，可以檢驗(yàn)方案二的成敗。使用了方案二，當(dāng)機(jī)器停機(jī)斷高壓后，機(jī)器水溫正常，6S31的綠燈保持亮;1K4線包失電，冷凝器風(fēng)機(jī)停止了工作，見圖4，1K4（62，61）常閉接點(diǎn)閉合，6S31的紅燈亮，工作人員能看見面板冷凝器指示燈由綠色變橙色。簡(jiǎn)而言之，高壓狀態(tài)冷凝器面板指示燈是綠色的，斷高壓后，冷凝器面板指示燈是橙色的。當(dāng)機(jī)器恢復(fù)高壓后，冷凝器面板指示燈由橙色變?yōu)榫G色。

工作人員通過冷凝器面板指示燈顏色的狀態(tài)，就能判定機(jī)器水溫和冷凝器風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，非常直接快速，工作效率提高。

4. 結(jié)語

第一種方案運(yùn)行了半個(gè)月左右，第二種方案在我臺(tái)被落實(shí)至今，經(jīng)受住時(shí)間的驗(yàn)證。這兩種方案都不需要過多的成本投入，每年根據(jù)氣候變化，變動(dòng)幾根線就解決了問題，還穩(wěn)定有效、方便、快捷。隨著時(shí)代的進(jìn)步，將來該發(fā)射機(jī)可能會(huì)有新的改造和變動(dòng)，應(yīng)對(duì)的方法也會(huì)與時(shí)俱進(jìn)。愿此文能給予廣大一線工作人員參考意義，經(jīng)得住考驗(yàn)的方案才能可靠、合理而穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]無線電臺(tái)管理局崗位培訓(xùn)教材編寫組.第五章 控制系統(tǒng)[J].《DF100A型100KW短波發(fā)射機(jī)》，2020，214-214.

作者簡(jiǎn)介：蔣東華（1975-），男，漢族，四川通江人，國(guó)家廣播電視總局六〇二臺(tái)高級(jí)工程師，研究方向：廣播發(fā)射。