DX—600水冷式中波发射机漏水故障检测电路原理及维护

【摘要】本文主要介绍美国Harris公司生产的DX-600水冷式中波发射机漏水故障检测电路工作原理，并结合具有同机型多个台站的故障汇编，总结出多种故障类型和维护方法。

【关键词】DX-600中波发射机;EPLD;漏水故障检测;光电液位开关

1.前言

美国Harris公司生产的DX-600水冷式中波发射机，它由三部PB-200单元和合成器（并机网络）及水泵和热交换器组构成。冷却系统采用水冷和风冷组合，PB-200单元和整流机柜在工作中产生很大的热源，水冷方式是利用水泵和热交换器将PB-200单元和整流机柜内部元件工作产生的余热带走，从而到达降温的目的，设备内部的水冷管道处于高电压、大电流环境下，若出现漏水，必然造成设备损坏。为将危害降到最低，在所有可能出现漏水的地方均安装漏水检测器，假设1只漏水检测器检测到漏水故障，整部发射机会立即关断，且水泵、风机停转。需要值机员查找漏水故障，妥善处理后，方可播出。此发射机保护功能完善，线路比较复杂，而在同机型各台总结的典型故障汇编里的漏水故障案例中，很多不是真正漏水故障，而是一些假漏水故障，造成一些停播事故，所以熟练掌握漏水故障检测电路工作原理及维护方法是十分必要的。

2.DX-600水冷式中波发射机冷却系统工作原理

DX-600中波发射机虽然效率高，但工作中也产生大量余热，工作器件都有最高工作温度限制，需要冷却系统降温，以保障发射机正常运行。图1所示DX-600水冷式中波发射机水路设备原理图。

DX-600水冷式中波发射机冷却系统工作原理：冷却系统用于冷却3个PB-200单元所有射频放大器和+250V整流电源，每个PB-200单元及其所属的整流柜的冷却系统是串接在一起的，循环水泵由互为主/备的1#水泵和2#水泵组成，当主泵出故障，备泵自动投入工作。循环水泵是水路管道液体流动的动力装置，相当于水路循环系统的心脏。外热交换器由1#、2#、3#、4#热交换器组成，热交换器利用风和水进行热量交换，通过风机冷却内部表冷器进出发射机内部的循环水，风把热量带出室外，水泵把冷却后的水通过入水管道送到发射机中，降低发射机设备工作所产生的热量，然后通过回水管道把热量带回到外热交换器组降温，这样周而复始，不断循环，使发射机有一个良好的工作环境，稳定工作。补水水箱高于整个水冷系统管道，起到系统补水和管道排气作用。

PB-200单元是一个闭合环路冷却系统，其热交换柜由1台表冷器和4台风机组成，4B1、4B2、4B3风机对下面4个功放机柜冷却，4B4风机对输出网络柜冷却，风至上而下流动，形成一个闭合环路，循环风以对流方式对所有不用水冷却的部件冷却，当热风吹到热交换柜中的表冷器时，降低闭合环路流动空气的温度，冷却水的温度增加。表冷器中的水至上而下进入冷却射频放大器的水冷铜排中，这些239块射频放大器A、B两边散热片紧贴水冷铜排，把热量传导给循环水，这些水进入整流机柜可控硅冷却装置和水冷阻流圈中，带走工作产生的热量后，与其余两PB单元出水汇聚一起送到外热交换器组进一步冷却，通过循环水泵将冷却水再送到三个PB-200机柜中。每个PB-200单元都有进/出水闸阀，若PB-200单元出现漏水，可以将其进/出水闸阀关闭，脱离水冷系统。

为防止循环水渗漏对发射机造成危害，每个PB-200单元都安装六只漏水检测器，分别位于右机柜、中机柜、左机柜、扩展机柜、热交换柜、整流机柜，它们的规格和技术参数完全一样;中机柜门上安有LED（发光二极管）板，整流机柜门上安有电源显示板。

TCU（发射机控制单元）机柜是发射机的控制核心，其PLC（可编程逻辑控制器）对三个PB-200单元和冷却系统控制盘进行控制。冷却系统控制盘装有远程和本地控制水泵、风机开关，监测补水水箱高、低水位、水泵工作状态、冷却水温度、PB冷却故障（漏水故障）是否正常，这些信息通过PLC串/并接口反馈给TCU机柜;冷却系统控制盘间接控制冷却电源控制箱，冷却电源控制箱则控制循环水泵和风机启/停。

DX-600水冷式中波发射机采用的漏水检测器实际上是一种带内置式开关电路的光电液位开关，它具有结构简单、体积小、使用方便、安全可靠等特点，采用红外线探测，可避免阳光或灯光的干扰而引起误动作。有杂质或带粘性的液体均可使用，外壳材质为聚砜，是分子主链中含有链节的热塑性树脂，略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，刚性大，耐磨、高强度，耐油、耐水、耐酸碱。图2所示光电液位开关工作示意图。漏水检测器的红色引线接+V电源，黑色引线接电源接地端，白色引线是检测信号输出端，光电液位开关包含一个红外线发光二极管和一个光接收器，发光二极管所发出的光被导入构成传感器尖部的一个棱镜。如果没有液体漏出，则发光二极管发出的光直接从棱镜反射回接收器，漏水检测器输出正常（H）高电平信号;当出现漏液，且上升的液体浸没棱镜时，则光折射到液体中，从而使接收器收不到或只收到少量光线，漏水检测器输出故障（L）低电平信号。

3.DX-600水冷式中波发射机漏水故障检测电路工作原理

图3所示DX-600水冷式中波发射机漏水故障检测电路工作原理图。

图2 光电液位开关工作示意图

DX-600水冷式中波发射机漏水故障检测电路工作原理：以PB3单元为例，整流机柜6U1漏水检测器，经6A5接口板与6A1电源控制板相连，+30V电源经J9-1接漏水检测器红色引线，+5V电源经J9-3接黑色引线，白色引线经J9-7、R101（10k）接漏水故障比较器U12反相输入端，红色引线和白色引线之间接R20（20k）电阻与R101（10k）、R24（9.1k）、地串接，在R24（9.1k）上的分压就是U12-10反相输入端电位，经计算为+7V，U12-11同相输入端为+5V，这样U12-13输出端输出低电平（无漏水故障）。该电平分两路输出：⑴、一路经J10-4、TB2-7、水流开关S6、TB2-6、J10-7、R101（10k）接反相器U11-5输入端，其上拉电阻R101（10k）接+5V，U11-6输出分为两路：一路经R12（10k）送U17缓冲器，发出关断整流电源信号;另一路经J8-7接电源显示板J1-7，经故障锁存电路至DS6冷却故障指示灯显示故障。⑵、另一路信号经反相器U8 4-15、J6-4、TB2-20、PB接口板J2-12、R14（680）接光电耦合器U11-6（发光二极管负端），U11-11输出接U37-61（XC7372），U37为EPLD（可擦除可编辑逻辑器件）芯片。

PB机柜内1U2、1U3、1U4、2U5、4U1漏水检测器上红色引线经TB5端子接1A30（扩展发射机接口板）J29-8上+15V电源，黑色引线经TB5端子接1A30 J29-9上接地端，白色引线分别经相应TB5端子接J29-4、3、2、1、6，再接U11-5、4、3、2、7输入端。U11为漏水PAL（可编程阵列逻辑）块。其逻辑关系相当于五输入与门，倘若一只漏水检测器检测出漏水故障（低电平），U11-23输出低电平信号，经J4-7、控制板J6-7送到故障锁存电路，分为两路：⑴、一路送到故障处理电路，输出故障关机信号送到操作电路，关断PB-200单元操作;⑵、另一路经故障LED锁存电路、J2-17、LED（发光二极管）板J1-17送到故障显示电路中的DS27显示冷却故障。另外U11-21输出端出现低电平，使得DS5（漏水故障）亮红色;U11-18输出低电平，经R57（36）、J25-13、PB接口板J6-13、R27（100）送到U37-57（XC7372）输入端。

送到U37-61、57的漏水检测信号，在EPLD中的逻辑功能相当于二输入与门电路，即任何一个输入为低电平时，U37-47就输出低电平信号。此信号通过缓冲器U10送到J13-18，然后经电缆排线送到PLC数字量输入模块上，转换成相应数据经CPU（中央处理器）模块程序执行，相关数据通过直接通讯模块经DH+线送到TCU机柜PLC扫描模块上，经过数据解析和CPU模块程序运行，在MMI（人机接口）电台子菜单中显示PB3漏水故障。并且CPU模块发出关机指令也通过DH+线传至PB1、PB2、PB3单元PLC直接通讯模块上，经过CPU模块程序处理，数字量输出模块输出关机指令经PB接口板J14-15送到光电耦合器U17-2（发光二极管负端），U17-16输出低电平，经J8-19、控制板J4-19接操作电路执行关机。TCU机柜PLC扫描模块提供停水泵和风机指令和故障状态指令;停水泵、风机数据指令送到冷却系统控制盘PLC串/并接口后，转换为停水泵、风机低电平信号，使冷却控制板K3继电器线圈失电释放，K3-9、13常开接点断开，使得冷却电源控制箱中主用水泵和四台热交换器风机的交流接触器线圈失电释放，水泵和风机停转;漏水故障状态指令为低电平，这样U1（NPN晶体三极管）截止，DS7（PB冷却故障）指示灯亮红色。

4.DX-600水冷式中波发射机漏水故障处理及维护方法

DX-600水冷式发射机漏水故障，无论是开机或是关机处于低压情况下，都可以检测出来，所以查找故障相对容易。如何快速查找和判断真假漏水故障，应急播出，通过前面介绍的工作原理，可以非常轻松地整理出处理步骤。

发射机出现漏水故障的共同特征：TCU机柜MMI电台控制子菜单显示相应PB单元漏水故障，并且冷却系统控制盘DS7 PB冷却故障指示灯亮红色。

快速判断处理故障：在播出中，出现整部发射机关机，并且水泵、风机停止运行。首先要到TCU机柜MMI检查电台控制菜单是否有漏水故障显示，如果显示PB 1漏水。到PB1单元检查六只漏水检测器周围是否有积水，如果有积水，立即关闭PB1单元上方进/出水闸阀，将PB1单元CB1空开断开，中断PLC供电，并观察补水水箱水位高度，若水位高于最低水位，可以N-1方式播出，即PB2、PB3并机;否之，则及时补水，然后以N-1方式播出。如果没有积水，也就是没有渗漏，直接断开CB1空开，以N-1方式播出。表1所示PB-200单元漏水故障检测正常电平值表。

表1 PB-200单元漏水故障检测正常电平值表

序号 漏水检测器名称 测试位置 电平 序号 漏水检测器名称 测试位置 电平

1 1U2 1A30 U11-5 +3V 4 2U5 1A30 U11-2 +3V

2 1U3 1A30 U11-4 +3V 5 4U1 1A30 U11-7 +3V

3 1U4 1A30 U11-3 +3V 6 6U1 1A23 R14-5 +15V

通过举办几期无线电台管理局DX系列发射机维护技能培训班，对同机型单位提供的漏水故障典型案例和维护经验加以总结，整理出如下维护方法：

（1）PB-200单元内部水路铜管接头都是焊接或者用绿色硅胶软管连接，胶管与铜管用卡具紧固，每次检修都要仔细水路系统是否有渗水点，很多情况都是慢慢渗漏，时间久了，量变转为质变就造成严重事故。曾发生过表冷器铜管接头出现漏水，4U1漏水检测器检测出漏水故障。系真漏水故障。

（2）整流机柜内部水路管道用绿色硅胶管与铜管连接，胶管与铜管用卡具紧固，每次检修都要仔细检查是否有渗水点。每年都要进行一次水路管道清洗和换水工作，检修后复查工作非常重要，确保硅胶管卡具紧固牢靠;曾经出现换水后，硅胶管紧固不牢靠出现漏水，导致6U1漏水检测器检测出漏水故障。系真漏水故障。

（3）定期对漏水检测器进行清洁和接线检查。若积灰尘过多，会造成漏水检测器误动作，造成整部发射机关机故障。系假漏水故障。

（4）对于漏水检测器接线端子和TB5端子接线要格外注意，接线必须牢固可靠。曾经出现过TB5端子一根红线脱出，使漏水检测器+15V电源缺失，导致这个PB单元出现漏水故障。系假漏水故障。

（5）整流机柜中6A5接口板上排线接触不良，导致+30V电源缺失，造成这个PB单元出现漏水故障，需要固定好接线。系假漏水故障。

（6）扩展发射机接口板上U11冷却PAL块故障，导致这个PB单元漏水故障发生，通过测量U11五个漏水状态电压值，发现有两个电压值在+2.5V以下，明显低于正常值+3V，更换相对应的漏水检测器，故障依旧，更换U11，故障排除。系假漏水故障。

（7）整流机柜中线熔断器F4（20A）熔断，造成该PB单元漏水故障，整部发射机停播。这是由于整流机柜内点火板、电源控制板、电源显示板供电取自中线和火线。当中线熔断器熔断后，导致电源控制板供电不正常，电压偏低，致使漏水故障检测电路发出漏水故障信号。此系漏水假故障。建议：可以对整流机柜电路板供电线路改造，增加隔离变压器T3，使用两个相线对整流机柜各电路板直接供电，彻底解决F4熔断器熔断，导致漏水故障这个问题。

一个建议：如果把1A55 PLC电源模块供电前端增加一只电源空断，当出现漏水故障后，只断这只电源空断，就能中断漏水故障信息上传，可以进行N-1播出工作，在低压电存在的情况下，查找假漏水故障根源。

5.结束语

DX-600水冷式中波发射机漏水故障检测电路涉及的器件多、种类多，线路比较复杂，真漏水故障与假漏水故障并存，并且假漏水故障高于真漏水故障。通过前面详细地介绍DX-600水冷式中波发射机漏水故障工作原理及故障处理与维护方法，可以给同机型工作在一线的技术人员一些帮助，更好地维护好水冷系统，确保DX-600水冷式中波发射机安全稳定运行。

参考文献

[l]广播电视设备维护图册（一）.DX系列发射机.国家广播电影电视总局无线电台管理局.

[2]DX型大功率中波发射机.广播电视发送与传输维护手册10-1.国家广播电影电视总局无线电台管理局.

[3]GEMS SENSORS，LIQUID LEVEL AND FLOW SENSORS.

作者简介：于春洪（1966—），女，北京人，高级工程师，现供职于国家新闻出版广电总局无线电台管理局，研究方向：无线局教育培训管理。