TSW2500型短波发射机冷却系统之水冷却系统

张招定

（作者单位：国家广播电视总局八七一台）

TSW2500型500KW短波发射机是目前世界上最先进的超大功率短波发射机之一。该发射机采用了稳定和设计合理的两极电子管射频功率放大器、全固态宽带放大器和高稳定的频率合成器，末级输出网络采用了3∏网络，全机的损耗低、效率高，高周系统故障率低，功率输出稳定。在音频系统方面，采用了高可靠性的TSM调制器，音频信号采用了数字信号处理方法，运行稳定、各项指标良好。发射机控制系统和调谐系统全部采用计算机和数字信号处理技术，操作方便，自动化程度高，在整个广播频段内都能实现自动调谐，有多种可选工作模式，而且具有基本的计算机辅助故障诊断功能，这样可以大大减小处理故障的难度，该发射机也还能方便地实现远程控制，大大减少值班员的值班强度。我国引进了这种发射机后，经过几年时间的实际运行，经受住了各种工作条件的考验。该型发射机可在所有短波广播频段内满功率、满调幅、稳定可靠地播出，故障率低、维护量小、实际播出效果好，现已成为我国短波覆盖的主流机型。

1 发射机冷却系统及水冷却原理

TSW2500型500KW短波发射机这种机型虽然运行比较稳定，但在长期的运行过程中出现故障是在所难免的。在所维护的发射机已出现过的众多故障中，本文只选择在值班及维护过程当中因水冷却系统而出现的故障进行深入分析。

大功率发射机冷却方式主要由其末极电子管板极的冷却方式而定。电子管在发射机中是一种能量转换器，在能量转换过程中，输入能量除大部分转换成输出能量外，剩余部分损耗以热的形式释放。为此，要求电子管在正常运行中必须保持一定程度的热平衡，保持热平衡的方式称为冷却方式。当电子管仅靠自身热辐射与空气对流就足以达到热平衡时，称为自然冷却。大功率发射机由于自身热辐射较大，仅靠空气自然对流不能实现热平衡，因此必须采用强制冷却方式。

在水冷却发射机中，直接用于电子管冷却的蒸馏水为一次水，从绝缘考虑它属于内循环系统。由于实用中一次水仍不能达到理想的冷却效果，故水冷却发射机均有外循环系统，用其内的二次水冷却一次水。一般对二次水的要求较低，蒸馏水或普通自来水即可，但应无异物，以免堵塞管道。

为保证冷却管正常工作，冷却水水温要控制在60 ℃以下，每个电子管应设有水流继电器，整个冷却系统应有水温表，水压表，其控制接点均串入发射机控制电路内，以便在水流量不足或水温过高时断开有关电源，保护电子管免遭损坏。

发射机工作时安装在一个铜制的水套内，冷却水高速流过板极和水套内壁之间的间隙，使板极外壁和湍流水进行热交换，并将热量带走。

TSW2500型500KW发射机水冷却方式所采用设备较风冷却方式设备复杂，但水冷却效果较风冷却好。

发射机水冷却系统是一个封闭系统，被冷却器件经不同的管道与水泵构成环路。水泵产生的压力使管道内的水流维持循环状态。为保证板极和地之间绝缘，冷却金属管道与电子管水套之间用一种绝缘的伯力丁管或聚砜管连接，冷却水用绝缘性能较好的蒸馏水。

2 TSW2500型500kW短波发射机水冷却故障及处理方法

（1）TSW2500型短波发射机主机箱包括射频机箱、控制机箱（包括TX控制和TSM控制）、综合机箱、扩展机箱及水电机箱。水电机箱里面安装有水泵、大水箱、水管阀门、流量表、温度感应器、水位装置、离子交换器及水导表等。所有重要的监测设备（流量表，水位监测，水导监测单元）都有指示，同时，监测感应器的信号送至顺序控制器进行判断。如果发射机冷却系统中的水位过低或水温过高，机器监控系统会监测到。启动保护系统，机器屏幕上会显示报警信息“Water flow missing（K12X）”，并会降到“OFF”状态。这个时候可以检查水位检测器K102或发射机输入水温检测器K111及高末电子管水温检测器K112是否有问题，再检查各个流量表里的水流量是否正常，如果水位过低可以立刻给机器加水，如果是流量计水流有异常，可以断路该流量计的相应端子等。如果检查机器一切正常，但仍然加不起高压，可能是由于监测线路有故障，那可以短路各个相应告警的水流表的端子，比如机器显示“Water flow missing（K122）”，那可以短路A131板上的端子33/34等，甩开相应的检测器，加上高压维持播音或减少停劣播时间。此时，必须留意机器运行的情况，仔细检查各个运行数据并通知机房留守人员，并联系调度室做好代播的准备，确保机器设备安全。

TSW2500型短波发射机所需的冷却水为干净的蒸馏水，从水电机箱的一个大水箱加入，而冷却水通过射频机箱顶部的水管连接到发射机的射频级，流入射频级各个元器件进水口，其出水经不同的支路回到大水箱，电子管的出水经过外面的冷凝器后流回到大水箱，这样就经过一个水流大循环。水电机箱里安装5个流量计，分别冷却不同的器件，比如流量表K121所冷却的部件为射频高前驱动级CTK12-1、盘香电感L133等，流量表K122（ “AUX”黑灯丝状态为K127）所冷却的部件为射频末级TH576电子管，流量表K123冷却的部件为3π电感及VHF甚高频滤波器，K124冷却的部件为各个可变电容，K125冷却的部件为PSM模块，K126冷却的部件为Bulan平衡不平衡器，等等。

（2）TSW2500型短波发射机射频外面安装的冷凝器是由4个高速运行风扇组成的器件，它是对发射机输出的温度高水进行冷却再输送到机器的各个部件。每部发射机的冷凝器风扇电源由A200里的开关F210、F220、F230、F240控制，如果电流过高或风扇有故障，发射机会掉到AUX状态，显示器会显示“Secondary cooling system faulty”（第二冷却系统故障）等告警，其风扇对应的继电器开关会跳闸，对应的冷凝器也会停止运转，此时可以判断为发射机冷凝器冷却系统故障，值班员可以根据机房应急预案进行应急处理。

下面为冷凝器故障的一般处理方法及步骤：（1）机器已关至“AUX”后，在应急情况下，可关闭有故障风扇的继电器开关对应的冷凝器的开关，再复位其继电器开关，马上把机器升至“FIL”状态，维持播音；（2）电话通知维修留守人员过来抢修；（3）抢修完毕后，在没有播音的情况下，试将关闭的继电器开关对应的冷凝器开关重新合上，并试机。

3 结语

TSW2500型500kW短波发射机运行过程中，当发生水冷却系统故障时，发射机会自动调到“AUX”状态，启动保护系统，以免对各元器件造成损害，这就要求值机员必须熟悉机房的应急预案，无论是因水温过高及线路的过流问题或是误报警（发射机冷却系统正常而将至AUX状态）而出现掉高压时，及时判断发射机是否为误报警，如果是误报警要第一时间及时手动短路相应的应急端子，确保机器能正常升高压并维持播音或减少停劣播时间。