IOT电视发射机“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者单位：河南省新闻出版广电局102台）

IOT电视发射机“Beam Alarm”告警故障

范小翠

（作者单位：河南省新闻出版广电局102台）

摘 要：本文以意大利泰克诺公司生产的30 kW机器为例简单介绍了IOT电视发射机的原理结构和IOT发射机的特点，着重对实际工作中发射机的“Beam Alarm”告警故障判断及处理方法进行论述。

关键词：IOT发射机；IOT管；Beam Alarm告警

河南省新闻出版广电局102台1997年从意大利泰克诺公司引进了2台30 kW分米波IOT电视发射机，这种发射机在我国多个高山台发射站乃至全国多个国家广泛使用。这2台30 kW分米波IOT电视发射机分别担负着河南电视台卫星频道和河南电视台都市频道的发射任务。目前，这2台16CH/30 kW IOT电视发射机位于海拔1200多米的高山上，覆盖大半个河南省，覆盖人口4000多万，处于收视覆盖战略地位。所以，该发射机的运行非常重要，在此分析该发射机的“Beam Alarm”告警故障的分析与处理经验。

1　IOT电视发射机原理以及特点

IOT电视发射机主要功能单元分为驱动部分、射频放大部分、输出滤波器、冷却部分、电源部分和计算机控制单元。

IOT发射机的核心部件是1只感应输出管（INDUCTIVE OUTPUT TUBE），加上激励器，中功率固态放大器，输出谐波滤波器以及必要的冷却系统和控制系统，即构成1台单管单通道（合放式）高功率等级电视发射机。意大利泰克诺公司的30 kW IOT发射机TTU43-JC的电路，是一个单通道发射机通常采用的电路结构，所不同的是末级放大器采用了新型的IOT管，由此给发射机带来许多优点。

首先，IOT发射机具有极高的效率。目前，国际上流行采用品质因数FOM （Figure of Merit）来判断热电子放大管的工作效率，实践表明，用“FOM”作为衡量广播电视发射管的质量标准，较之“射频转换效率”更恰当。

使用新型的I（JI管可获得120%单独放图像或75%合放式）以上的品质因数，比普通非脉冲调制速调管可得到的R少d值要高3倍。

并且IOT线性良好，使发射机的预校正显得十分简单。由IOT管的机理决定其工作线性接近四极管而大大优于速调管。

2　IOT发射机“Beam　Alarm”告警故障

依据多年IOT发射机维护经验，IOT发射机出现频率很高的一个故障是“Beam Alarm”，即高压告警。IOT发射机高压系统按照功能可划分为三个单元。一是为IOT管供电的高压电源；二是对高压电源提供保护的消弧组及消弧控制单元；三是对高压电源进行检测的电路。这三个单元出现故障时都有可能引发“Beam Alarm”告警。

2.1 闸流管故障引发的“BEAM ALARM”告警

2.1.1 故障现象

IOT发射机反复出现“BEAM ALARM”告警，但告警同时闸流管并不动作，最后发射机关机。观察时发现，故障出现时撬棒控制板上的“CORWBAR READY”灯灭，高压柜悬浮箱的“CORWBAR READY”灯也灭。

2.1.2 故障分析

IOT发射机出现“BEAM ALARM”告警，提示发射机高压故障。通常情况下是IOT管工作时出现了过压或过流的情况，触发检测电路。但同时也会触发闸流管电路动作，以保护IOT管。但故障历史记录中无“CROWBAR FIRE”告警，即闸流管并未动作，判断该故障应为误报警。误报警有两种可能，一种是消弧单元给出了错误信号，另一种是高压有虚接情况。但从故障现象看，有时发射机可以稳定工作几天，虚接的可能性不大。而观察“BEAM ALARM”故障出现时，“CORWBAR READY”灯灭，所以基本判定是消弧单元的问题。

消弧单元有两部分组成，一部分是闸流管（THYRATRON）及其控制板（THYRATRON CONTROL），另一部分是撬棒控制板（CROWBAR CONTROL）。闸流管控制板和撬棒控制板上都有“CORWBAR READY”灯，当闸流管准备好工作状态后，闸流管控制板上的“CORWBAR READY”灯先亮，通过一根光纤传送“READY”信号给撬棒控制板，使撬棒控制板上的“CORWBAR READY”灯亮。因此，当“BEAM ALARM”故障出现时，观察两块电路板上灯的状态可以判断出是哪一部分的问题。如果两块电路板上的“CORWBAR READY”灯都不亮，则可判定是闸流管或闸流管控制板的问题；如果闸流管控制板上的“CORWBAR READY”亮，而撬棒控制板上的灯不亮，则是光纤或者撬棒控制板的问题。

观察“BEAM ALARM”故障出现时，闸流管控制板的“CORWBAR READY”灯灭，因此判断是闸流管或闸流管控制板的问题。

2.1.3 故障处理步骤

（1）检测闸流管的G1电压。闸流管位于发射机高压柜的悬浮箱内，要检测G1电压，需要打开高压柜门，在发射

机开机预热阶段测量。高压柜门锁上有互锁开关，高压柜门打开时，发射机会提示“DOORS INTERLOCK”告警，无法开机。因此，测量前需先把互锁开关短接，打开高压柜门，然后开发射机预热，特别注意发射机要置于待机状态（Standby），否则闸流管预热完高压柜会接通3万伏高压，非常危险。开机预热时，先测量G1电压，测量值为148 V。预热完成后，“CORWBAR READY”灯亮，再测量G1电压为24.79 V，从测量结果得知闸流管的G1电压接近临界值。G2测量值为-147～-149 V，电压保持不变。

由隔离变压器TR1次级输出的110 V交流电压接入J1的“1、2、3”端，经D1桥式整流得到±150 V的直流电压。从TP2接出的+150VDC，由分流电阻R3～R8以及R11、R28组成一个分压器，通过J3的1脚为闸流管栅极G1提供偏压。其中，R3～R8=10 K，R11=10 K，R28=1.6 K。G1的空载电压最开始为+130 V。随着灯丝加热阴极发射电子形成一个反栅流，使G1的电压值下降到+20 V左右。IC4A是一个比较器，用来判断闸流管G1电压是否正常。TP6检测点的电压是12 V通过R29、R32、R33分压得到。该电压作为IC4A的标准比较电平，TP7检测点跟G1电压呈比例关系，故将TP7作为代表G1的电压跟TP6进行比较。正常情况下，TP7的电压要比TP6的电压高才能维持比较器的输出，一旦TP7的电压低于TP6时，比较器输出翻转。

经实际测量，TP6为5.4 V，TP7开机时为12 V，闸流管预热完成后，TP7电压值为5.47 V。TP6和TP7的值非常接近，易使比较器来回翻转。故障现象为瞬间造成“CORWBAR READY”灯灭，引发“BEAM ALARM”告警，很快又恢复正常。

（2）更换新的闸流管。更换新的闸流管后，发射机恢复正常。更换闸流管时应注意：很多新管子由于放置时间长，真空度不够，换上后会连续打火，导致发射机“TRIP LOCK”。记录显示，新闸流管最多曾经引发“CROWBAR FIRE”35次。因此，新闸流管换上后应先断开腔体内IOT管的电源线，防止因频繁打火对IOT管造成损伤。

2.2 闸流管悬浮箱内散热风扇故障引发“Beam Alarm”告警

2.2.1 故障现象

IOT发射机反复出现“BEAM ALARM”告警，告警同时闸流管并不动作，只出现“BEAM ALARM”告警，最后发射机关机。观察时发现，故障出现时撬棒控制板上的“CORWBAR READY”灯灭，高压柜悬浮箱的“CORWBAR READY”灯也灭。

2.2.2 故障分析

“Beam Alarm”告警出现时，没有出现“Crowbar Fire”告警。故障重点排查部位应该放在消弧组单元或高压监控电路。又因为故障出现时撬棒控制板和闸流管控制板上的“CORWBAR READY”灯都不亮，问题应出现在闸流管或闸流管控制板上。

2.2.3 故障处理步骤

（1）检测闸流管。经过检查，闸流管正常。

（2）更换闸流管控制板，故障仍然出现。

（3）观察发现，高压柜悬浮箱除了闸流管和闸流管控制板外，悬浮箱内还有一个24 V散热风扇，但风扇转动正常。打开高压柜门，开机预热，发射机置于待机（Stand-By）状态。经长时间的观察，发现风扇转动时好时坏，风扇转动不好时，闸流管控制板的“CROWBAR READY”灯熄灭。风扇的电源（24 V）由闸流管控制板提供，闸流管控制板的电源是由隔离变压器提供，一路为110 V交流电，另一路为18 V交流电，其中18 V电经过二极管D5，D6变为24 V左右的直流电，一路直接给风扇供电，一路送IC3（稳压管）输出12 V和5 V，在风扇转动不畅时，18 V的负荷加重，拉低电压，5 V电压变低，使提供光纤通讯的光收光发模块IC2无法正常工作。导致逻辑控制系统认为闸流管故障，引发“Beam Alarm”告警。更换风扇后，故障排除。

3　结语

IOT电视发射机高稳定性、高功率、高效率，一直在电视发射方面起着重要作用。本文简单介绍了IOT电视发射机的原理结构和IOT发射机的特点，对实际工作中IOT电视发射机中的一些“Beam Alarm”告警故障进行重点论述。