大功率短波发射机保护研究

摘 要:大功率短波发射机是短波通讯的重要设备，需要在高压高电流的环境下运行，发生故障会对正常工作、设备本身安全甚至工作人员的人身安全造成威胁，因此，针对大功率短波发射机的保护研究具有至关重要的作用。本文以瑞士进口TSW2500 型500kW短波发射机为例，对其保护方案进行研究。

1　大功率短波发射机保护的研究意义

短波通讯可实现在长距离之中的语音、文字、图像等信息的的传递，能够在军事、工业、生活等各个领域之中占据重要的地位和发挥重要的作用。实现短波通信的重要设备是短波发射机，短波发射机设备的改进和对其保护都是至关重要的。大功率短波发射机的由多个相互协调工作的子功能组成，主要有传动、电源、调制等。因此，大功率短波发射机结构复杂，能实现多功能的同时也带来了管理和保护等问题，在大功率短波发射机的工作过程中，由于发射机需要在高压高电流的环境下工作，所以需要对短波发射机采取缜密的保护措施，减少对其本身和其他硬件设施的损坏，尤其是避免对工作人员构成安全威胁。对工作人员的安全保障不单单需要制定安全条款和操作规定等，对硬件设施的保护研究也是至关重要的。只有当硬件设施在一定的安全范围内，保障了工作人员基本的生命安全，才能将其投入到正常的工作中。

大功率短波发射机中，TSW2500-500KW的短波发射机处于世界范围内具有领先技术的短波发射设备之一，对其研究保护是符合当今短波通信的趋势，并能对今后的保护与研究提供一定的借鉴。

2　大功率短波发射机保护方案设计

2.1 大功率短波发射机特点

在TSW2500-500kW的短波发射机中，对其安全方面进行了细致的安全防护措施，主要体现在三方面:连锁钥匙形成互锁、健全的接地系统和防电击措施。

连锁钥匙形成互锁是保证联锁在内的钥匙全部都在接地保护开关处，门开关与接地保护开关联成互锁状态，保证了当门保护开关已经接地时才能够将门打开，另一种状况是只有当与高压的连接断开这一条件满足时，接地开关才能连接，形成相互牵制相互写作的联锁保护机制。

健全的接地系统肩负着将全部的高压部件和供电部件相连，将开关与地面相连接时，功率部件能够实现较快的放电，并能够完成在高压柜断开连接时实现内部与地面连接，保障的工作人员在后期维护中的人身安全。与此同时，发射机的多个部件与高频地网相连接的同时又与接地铜排相连，主要包括高频机柜、高压柜、低压柜、稳压柜、风机柜、模块机箱、围网、桥架等设备形成完整的等电位体，为后期工作人员的操作创造了安全的工作条件。

虽然发射机带电装置都被配置在固定的独立区域内，但也需要对其采取一定的隔离防电配置，并对电机箱周围放置接地钩，在工作人员后期的维护设备的过程中，能够先便捷的使用接地钩完成放电操作。通过以上各种措施响配合，形成完整的预防电击的保护措施。

TSW2500-500KW型的大功率短波发射机不仅仅在保护中采用了一定的有效措施，同时在功能设计中也体现了较强的人性化设计，主要包括实现故障高效提醒，主要分类为缺陷、故障、跳闸和报警；便捷查询故障点，准确定位故障发生位置，根据硬件和软件的配置，清晰显示故障详情；门限可调方便设置，安全保护系统各表值的告警和保护门限值，通过计算机控制短波发射机的各个数据范围等优势。这些人性化的设计符合当今清晰简洁操作的需求，为大功率短波发射机的普及做出了一定的贡献。

2.2 大功率短波发射机保护方案

对大功率短波发射机的保护有三类:最重要的人身安全保护，其次是设备本身硬件保护、和短波发射机的播音保护。根据类别的不同，可采取的保护措施分别有以下几点:

第一类人身安全保护，即影响到操作人员安全所需要设置的安全措施，主要的人身安全保护措施有:硬件联锁系统、接地系统、门开关、警告灯、紧急开关、接地沟等。

第二类对设备本身的硬件保护，主要的保护措施有冷却系统监测保护、线路过流过热硬件保护、表值越线保护、放电球、压敏电阻、射频打火等。

第三类对大功率短波发射机的工作效果而言，即播音安全保护，主要的保护措施有负载自适应调整、灵活故障处理机制、系统自动检测、波音快速恢复与维持、中控系统备份机制等。

2.3 大功率短波发射机保护分析

大功率短波发射机的保护内容分为三类，而对其保护层次也分为三个层次，分别是联锁保护层、硬件保护层和软件保护层。

第一层联锁保护层是针对第一类保护内容即人身安全保护，联锁保护所实现的功能是当停止工作时能够即使联锁效应将高压同时断开，主要包括门开关、接地钩和紧急按钮等。

第二层是硬件保护，硬件保护针对的是第二类中的设备本身安全。采取的措施是通过特质芯片研制成特殊的控制系统，由于设备本身安全的重要性，控制系统所传输的控制命令具有在整个保护系统中的最高优先执行级别，保障发射机出现工作故障时，硬件保护系统能够将设备维持在安全状态，避免发射机硬件设施出现故障和损坏。

第三层是保护管理整个应用系统并维持正常运行的软件层，软件保护层可以检测系统所接收值和系统数值等是否在正常范围内，当超出正常范围，软件层向相应的硬件传达信息警告，硬件做出相应的回应避免出现损坏。

3　保护方案的发展方向研究

对短波发射机的的保护还需要进一步的研究和探讨，但是主要有以下几个方面:提高发射机的故障预判能力、增加工控主机的热备份保护机制和改进发射机与天线的联锁保护。

短波发射机在故障发生时能够检测故障发出警报，设备本身进行自我保护的同时，能够提示工作人员对设备进行维修，早期的维修能够降低维修难度和维修成本，但是如果故障严重将影响到设备的可维护性或者故障爆发突然影响到正常工作，造成短波通讯的播放不正常，对工作效果造成极大影响。因此，在短波发射机发生故障前能够对故障进行正确的预判，能够减少对工作人员的人身伤害和保障播放工作的正常进行，较大程度的提高安全播出水平。例如，真空器件在故障前期的状态会异于平时状态，针对真空器件进行温度等实时监控就可掌握真空器件的工作状态，若检测到器件并不在正常状态则自动提醒工作人员对器件进行调修维护，保证最快时间排除故障避免安全问题，提升了设备本身的安全程度和保障了工作人员安全的工作环境。

大功率短波发射机属于科技含量较高的设备，因此能够具有一定的自动化执行功能，减少手工操作的范围的好处在于快速响应系统变化和精准操作，简化工作流程，提高短波发射机的可靠性。为保证短波发射机的正常工作，工控主机能够正常运行显得至关重要。因此，增加工控主机的热备份保护机制备份的作用在于保障发射机能够维持正常工作的状态，增强大功率短波发射机的应用范围和承载工作的能力，始终保持这控制中心的核心控制作用。

4　总结

TSW2500-500kW的短波发射机是世界范围内技术水平领先的短波发射机之一，其依靠强大的自动化管理和多种安全保护措施实现增强大功率短波发射机的安全性能，研究人性化、自动化、安全可靠的保护研究方案，能够促进短波发射机的推广使用，并保障短波发射机在工作中能够正常运行并表现出高度的实用性和稳定性，其科技与管理经验为短波发射机的研究与设计具有重要的借鉴意义。