邓晓霞

（国家广播电视总局2022 台，喀什 844000）

结合实际调研，因电路短路、绝缘介质损伤产生弧光带来的危害较为严重。这类危害的预防和处理需得到弧光检测器的支持。

1 弧光的危害

短波发射机射频机箱顶部安装的弧光检测器，可检测设备放电打火的所有位置。为科学应用弧光检测器，必须明确弧光产生的原因，如电路因污尘短路产生弧光，或因运行设备的长期疲劳运行或绝缘介质的过热损伤产生短路导致弧光等[1]。

应用弧光检测器可准确定位相关故障。1ms 内快速产生的弧光是电弧光的主要危害。在短路低阻抗情况下，弧光会引发燃弧故障。在相应的低电流和高阻抗情况下，起弧机理条件一旦满足便会导致燃弧。空气电离在燃弧的同时存在迅速变化的电阻。逐步接近0Ω 的弧光电阻会产生变化的故障电流。燃弧时间和故障电流将直接决定弧光的危害程度。发射机中出现的电弧光会导致其打火掉高压，影响其各个部件而导致停播。其中，因打火导致的短波发射机高末级电子管损坏便属于较为严重的故障。为尽可能规避这类故障，要及时反馈相关信息，缩短故障判断时间。实现这种判断必须得到弧光检测器的支持，可见弧光检测器在短波发射机中至关重要[2]。

2 500kW TSW-2500 发射机中弧光检测器的应用

2.1 典型案例

以位于郊外的某广播电视发射传输中心台为例，TSW-2500 发射机仅设置有弧光检测器一组，用于射频末级和射频驱动级的打火检测。由于一组弧光检测器仅能够满足射频机箱内打火放电现象的检测需要，且当地存在春秋空气干燥、夏季潮湿等特点，馈线和平转机箱在发射机运行过程中容易出现打火现象导致设备损坏。此外，故障的处理难度较高，过长时间的故障处理影响较大。发射机机箱底处和上顶部的透气孔易落入灰尘，导致出现对地打火。另外，末级调谐失谐也易引发打火问题。这类问题均可通过弧光检测器实现快速检测，因此广播电视发射传输中心台在平转机箱顶部中央位置设置了弧光检测器，大幅降低了设备损坏的可能性。由于台区春季天线场区存在较多鸟类，易引起天线打火现象，严重时会损坏设备，因此可在馈筒拐角处加设一组弧光检测器。全封闭的馈筒有利于检测打火现象，并缩短相应判断和故障处理时间。考虑到在高频电磁波干扰下，弧光检测器易出现假故障信息引发严重的设备损坏问题，且高频电磁波干扰的产生与接地问题联系紧密，广播电视发射传输中心台将外层屏蔽线双端可靠接地，以解决上述问题[3]。

2.2 具体路径

围绕500kW TSW-2500 发射机中弧光检测器的应用开展深入探讨，涉及改造方法、改造原理、弧光检测器设置和改造效果，由此明确弧光检测器的设置路径。

2.2.1 改造方法

以TSW-2500 发射机改造为例，其原设计仅安装有一个弧光检测器，型号为UV-02，且输出馈筒和平衡转换器机箱在强电磁、强电流和大功率环境下工作易出现打火现象，相关绝缘支架、补偿电容、元器件和馈芯也容易损坏。为规避相关问题，可将同型号弧光检测器加装于发射机输出馈筒和平衡转换器机箱处，以便实时监测射频打火，有效预防事故。弧光检测器原理如图1 所示。

图1 弧光检测器原理图

具体改造需基于富余数据接口开展，以便监测输入数据接口板天线打火和平转打火。通过在两数据口位置加装弧光检测器，可完成平转机箱和馈筒改造。打火信号分别向天线和平转打火监测端口输送，发射机控制系统需接入监测保护装置。基于实际控制电路，需利用输入数据接口板的空闲端口即X222:Z16 和X226:Z24。故障告警信息（弧光检测器）通过滤波墙板A131:13、A131:14 和A132:49、A132:50 端子与发射机控制系统连接。馈筒打火被弧光检测器检测到时，闭锁回路24V，高压可由发射机控制系统自动切断，保障设备安全。若打火时间小于等于2s，发射机自动重加起高压，以消除故障；若打火时间大于等于5s，则降至Standby 的状态，以监测、保护馈筒和平转机箱[4]。

2.2.2 改造原理

图2 为平转机箱弧光检测器原理示意图。在检测到平转机箱打火时，存在断开的5、6 常闭接点（弧光检测器）和信号断开的DC24V 闭锁回路。当检测到24V 时ECOS2 控制系统会自动发出切断高压的控制指令，以保障设备安全。若未发出告警信号，则代表不存在相关故障。

图2 平转机箱弧光检测器原理示意图

图3为馈筒弧光检测器原理示意图。发射机馈筒出现打火时，存在断开的5 脚、6 脚（弧光检测器），检测到24V 时的ECOS2 控制系统会自动发出切断高压的控制指令。若存在无打火的平转机箱，同时存在不动作的弧光检测器，常闭的5 脚、6 脚开关不会发出报警信号[5]。

图3 馈筒弧光检测器原理示意图

2.2.3 弧光检测器设置

馈筒和平转机箱作为500kW TSW-2500 发射机的RF输出部分，它们的高频信号会干扰线路。受到高频干扰的弧光检测器可能导致发射机控制系统不稳定。为规避相关干扰，必须科学设置弧光检测器，具体可从参数设置和屏蔽措施入手。在弧光检测器的具体设置中，普通灵敏度、32 脉冲模式、有错误延时、无告警锁定、200ms 告警延时和10s 告警门限，为标准的弧光检测器设置。本文研究采用的设置为高灵敏度、8 脉冲模式、有错误延时、无告警锁定、20ms 告警延时和10s 告警门限。

为减轻机房复杂高频环境下带来的干扰，避免弧光检测器受到高频信号的干扰，需选择质优的屏蔽线作为传感器导线，并将屏蔽线和壳体与等电势点连接，且需适当缩短电缆的连接长度。考虑到在双端接地情况下金属屏蔽层不会产生感应电压，受干扰磁通影响，金属屏蔽层将产生屏蔽环流通过。如果存在不相等的不同地点电势，较大的电势环流将随之出现，此时需采用壳体接地进行屏蔽。对于未接地的弧光检测器，它的壳体必须进行接地连接。此外，需尽量保持壳体和屏蔽线的等电势位，避免外界干扰信号的串入。必要时，可在靠近监测目标位置安装弧光检测器。

2.2.4 改造效果

通过改造500kW TSW-2500 发射机，在弧光检测器加装完成后，可实时检测设备的打火现象，实现了元器件损坏规避、停劣播等事故预防以及不间断的发射机安全播出，证实了改造的实用性和价值。

3 结语

为更好地发挥弧光检测器的效用，需高度重视对发射机使用环境影响的研究，合理设置基于故障预测的弧光检测器。