管仁竹 李开锋 樊 诚

（中国人民解放军92665部队 慈利 427200）

1 引言

106Z型电子管是一种网状结构钍钨丝阴极、光刻栅极蒸发冷却阳极的大功率金属陶瓷发射四极管，具有同轴引出线结构，并附有钛泵，属于大型多极电子管［1～2］。该型电子管工作效率较高，主要作为音频或射频功率放大器，在大功率的中长波远距离通信和中波广播通信设备中有着广泛应用。该型电子管平均故障间隔时间较短，由于体积、重量均较大，导致维护保养的工作任务繁重，因此，有必要归纳总结其使用维护经验，包括常见故障的排除方法以及维护保养的措施与经验，对于指导该型电子管以及相似的大型多级电子管的使用维护均有参考价值。

2 106Z型电子管在使用中常见的问题

106Z电子管在实际工作过程中存在的某些问题，将严重限制其正常的工作性能发挥，且极易诱发设备故障，主要有以下几个方面：

1）电子管各极电流变化情况不能满足大功率通信的工作要求，工作性能较差；

2）电子管通信性能指标下降较快，老化严重；

3）电子管故障率较高，使用寿命较短。

106Z电子管性能的优劣是制约大功率中长波发射机通信质量的关键因素。针对使用过程中出现的问题，有必要进行全面的分析，深入总结106Z型电子管的使用和维护保养方法，以提高其工作性能。

3 106Z电子管的电气特性

106Z电子管的四个极分别为阴极、第一栅极、第二栅极和阳极。工作时阴极发射电子，经第一栅极和第二栅极后到达阳极形成回路，除阴极外，其他各极需加上直流电压，同时电子管需利用钛泵提高其内部的真空度［3］。

一般放大电路中使用的电子管或者晶体管，主要是根据其伏安特性曲线，选择线性放大区域用于放大信号，但106Z电子管不同于一般的电子管或晶体管，它主要用于对信号进行功率放大，通常工作于丙类状态，其输出信号包含直流分量和各次谐波，需要利用电感电容组成的选频网络对信号进行滤波处理［4］。

106Z电子管工作特性复杂，为保持其工作于较好状态，阴极电压需从低电压逐步加大以保证网状结构钍钨丝的阴极不被烧断，第一栅极通常加上负电压，以控制阴极发射电子形成的电流的大小，而第二栅极直流电压则需要根据阳极电压的大小进行调整，以满足其功率放大的功能。

106Z电子管的一般电气特性如表1所示［5］。

表1 106Z电子管一般电气特性

106Z电子管工作于丙类放大状态时，其伏安特性曲线随各极直流电压的变化而变化，图1为电子管的恒流曲线图，其中，第二栅极电压为750V。

图1表明：

1）随着第二栅极电压的增大，电流曲线均下移，即随着电子管第二栅极电压增大，各极电流对第一栅极电压的要求降低；

2）第二栅极电压的增大，第一栅极电流曲线变化较小，而第二栅极和阳极电流曲线变化较大，即第二栅极电压对第一栅极电流影响较小，而对第二栅极电流和阳极电流影响较大。

实际工作表明，可以适当选择和固定第一栅极电压值，根据阳极电压的大小，通过小范围调整第二栅极电压值，来调整电子管的工作状态，这与上述结论一致。

4 106Z电子管的测试打压方法

106Z大型电子管生产工艺相对较低，而其工作电压较高，因此，在投入使用时需进行必要的测试和打压处理，以保证电子管能正常投入使用［6～7］。

106Z电子管的测试主要包括测试电子管阴极的通断情况和其它各极之间的绝缘性能。阴极的通断情况可以通过万用表进行简单的电阻测试来完成，其它各极之间的绝缘性能需要利用兆欧表进行测试，要求各极之间的绝缘电阻不小于20兆欧。

电子管的打压是指冷态交流打高压，目的是剔除各极之间的物理毛刺，以降低高压工作的故障率，106Z打压原理图如图2所示。打压过程中，通过调节调压器控制试验变压器的输入，使试验变压器输出值为电子管各极打压所需要的电压值。

106Z电子管打压步骤如下：1）控制台启动；2）调压器升压（需使用千伏电压表观测）；3）维持高压状态5分钟以上进行打压；4）调压器降压；5）控制台关闭；6）接地杆放电。

106Z电子管打压要求如表2所示。

表2 106Z电子管打压要求

实际工作证明，进行测试打压后投入使用的电子管故障率比未测试打压的电子管故障率降低近20%。

5 106Z电子管的老练方法

106Z电子管经过测试打压后，需进行老练才能正式投入使用。电子管老练主要是为了尽可能滤除钍钨丝阴极和电子管内部空间的杂质，稳定阴极发射电子的质量，同时使阳极能够承受足够大的损耗功率，以满足实际工作的需求［8～10］。

根据106Z电子管各极加电压的顺序要求［11～12］，其老练步骤如下：

1）对灯丝进行老练。接入钛泵，打开风、水冷却系统，观察记录钛泵电流及变化情况；

2）电子管灯丝变压器初级电压从0V逐步升压至380V，电压每升高50V左右停止升压并观测，停留时间以钛泵电流降至稳定值为判断依据。表3为某次106Z型电子管的灯丝老练数据；

表3 灯丝老练数据

3）对第二栅极和板极进行老练。将电子管栅偏压调整为-150V；

4）电子管加正常的灯丝电压；

5）逐步提高电子管第二栅极和板极电压，每调整一次停止，观测第二栅极电流、阴流、钛泵电流的变化情况，停留时间以钛泵电流降至稳定值为判据。表4为某次106Z型电子管的第二栅极、板极老练数据；

表4 第二栅极、板极老练数据

6）将老练完成后的电子管正常投入使用，按正常步骤加高压调整电子管工作状态，实际检验新电子管的工作性能。

实际工作证明，106Z型电子管经过老练后，工作状态更好，性能更稳定。另外，需要注意的是，在进行老练时，钛泵电流越小，电子管性能越好，使用寿命越长。

6 106Z电子管的维护保养方法

大型电子管的维护保养是保持其工作性能稳定、延长使用寿命必不可少的手段，106Z电子管除了使用前的正常测试打压和老练处理外，还必须实施科学的维护保养。经过长期的试验和实践总结，在对106Z电子管进行维护保养时需要注意以下几点：

1）新电子管进行正常测试检验后，需接入钛泵工作，并记录钛泵电流；库存电子管需每三个月接入钛泵工作一次；电子管投入使用后，需接入钛泵持续工作；

2）通过定期检测电子管外围电路，避免发生如下造成电子管损坏的故障：电子管灯丝与阴极间的电位差过高、电子管阳极或第二栅极电压运用至最大值、电子管栅极悬空、电子管灯丝电压过低或过高和高压电源没有延时装置等；

3）经常检查电子管冷却系统的工作情况，避免电子管工作中受热不均匀或过热造成电子管灯丝损坏；

4）定期检查电子管安装情况，避免因受力不均匀引起变形或振动缩短其使用寿命；

5）定期检测电子管工作性能。检测时，单独为电子管的灯丝提供工作电压，预热2分钟左右，通过万用表测量电子管栅极和阴极之间的电阻值大小来判断电子管阴极的电子发射能力，进而判断电子管是否衰老；

6）定期清洁电子管各电极和电子管座，避免长期的灰尘等杂质的积累造成其电气性能下降、使用寿命缩短等问题。

7 结语

根据106Z电子管的实际使用需求，通过分析其基本的电气性能，有针对性的总结了106Z电子管的使用和维护保养方法。实践验证，通过严格执行上述106Z电子管的使用及维护保养方法，能有效提升其工作性能，大幅延长其使用寿命，对大功率的中长波远距离通信和中波广播通信设备的使用维护具有较强的指导意义。

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