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浅谈进口速调管发射机的维护及其元器件的国产化

作者:LunWen 来源:中华论文网-免费论文下载 加入时间:2005-9-20

随着电视事业的发展,从七十年代末八十年代初起,新开辟的电视频道大多向分米波波段扩展。由于当时我国电视行业中电视发射机生产水平的滞后, 这些新开设的分米波频道, 尤其是大中城市所需的大功率等级的电视发射机大多引进国外产品。九十年代以来,由于大功率全固态和IOT管等新型发射机所具有的寿命长、 运行费用低、故障率低、易于维护等特点,速调管发射机大有被其逐渐取代的可能。但由于其价格昂贵加之我们的财力所限, 尚不可能在较短时间内将速调管发射机淘汰出历史舞台。所以如何维护好尚有较大利用价值的速调管发射机, 尽量延长其使用寿命,是一个十分重要的技术课题。

一、速调管发射机的维护

我们武汉电视台有一个频道所使用的主、备机均是速调管发射机。其中一部是83年引进当时隶属于PHILIPS公司的英国PYE公司产品, 输出功率为25KW,至今已运行45000小时,另一部为89年引进法国THOMSON公司产品,功率为30KW, 运行也已达16000小时。要保证它们的安全运行,无非是两条:一是技术管理;二是技术维护。现仅就技术维护谈谈我们的体会。

一部发射机工作状态的好坏,除发射机主机的性能、指标外,其附属设备有两个十分重要的环节,一是供电系统,二是冷却系统。

保证发射机工作稳定,良好的供电状态十分重要。要做到这一点,至少有两条是可以通过人为的努力做到的, 即保证供电电源具有足够的容量及低压供电电缆尽可能地短,这样才能使发射机加荷后的供电电压降尽量的小,加荷电压降最好不要大于2V;供电电压有高有低,且不一定十分稳定, 这就要求我们不仅要经调压器将电压调整到适当范围,而且要根据本地的供电状况,适当调整调压器的调压范围, 使之与本地的供电状况相适应。并定期调整三相电压的幅度与相角,使之保持平衡与稳定,否则会增加发射机各直流电源的波纹系数使信噪比下降。不经调压而直接将外电接至发射机,一旦发生大的电压波动,将会对电源部分产生大的伤害,那将是十分危险的。

发射机的冷却方式有四种:蒸气冷却;循环水冷却;强制风冷和自然冷却。发射机型号不同所采用冷却方式也不同, 但不外乎蒸气冷却加风冷或循环水冷却加风冷。发射机的冷却好坏直接影响到发射机能否正常运行。

蒸气冷却一般采用的是去离子水或称纯水, 水质是必须把关的。其绝缘度必须在1MΩ以上,否则水质堪忧。由于蒸发锅内的水是循环使用的,天长日久,锅内的存水杂质浓度必然增大, 所以要定期更换。同时 速调管收集极散热片内也会积有污垢,需要定期将他们清除,否则会影响散热效果,严重时会危及速调管的安全。

循环水冷却用水对水质的要求相对较低,一般使用蒸馏水。但为了保持水循环系统内尽量少积水垢也要定期更换。在这里必须提及的一点是冷却系统内的热交换器的防冻问题。热交换器的原始设计一般是户外开放式安装,以保证良好的散热效果。从理论上说, 只要散热器安装完全合乎技术要求,当发射机停机后散热器内的余水会完全回排至水箱。但实际要做到这一点十分困难。一般总会或多或少有少量余水无法排尽。在有冰冻发生的地区,进入冬季后这些余水一旦发生冰冻,轻则在一定时间内因循环水受阻造成无法开机,影响播出,重则将散热器的水管冻裂漏水。因此,地处严寒地带的散热器,在冬季要根据本地的环境条件采取一定的防冻措施,以保证安全。

发射机的速调管,功放电路及高压整流电路均采用强制风冷,冷却效果的好坏直接关系到设备的安全。其中几个要点必须加以关注。最重要的是速调管腔体及管体的冷却风机的风力要足,风压保护开关必须工作可靠,风道畅通, 管体及腔体保持清洁以保证散热效果。同样的道理,空气滤清装置必须定期清洁,尤其是高温季节及干燥季节,以保证有足够的进风量。功放电路及整流电路,尤其是这些电路中的发热部件及其散热片,必须随时保持清洁以保证散热效果。

二、速调管的维护

速调管是发射机的核心部件,价格昂贵,其维护当是慎之又慎。

保证速调管工作稳定可靠,且达到较长的使用寿命,是一项较为复杂的系统工程。

一般说来,使用速调管发射机的电视台大多都有备份速调管。备份管的存放和轮换使用势在必然。备份管既保证了有备无患,轮换使用又可延长其使用寿命。关于速调管关注的重点无非是两点:安全、延长寿命。

有关安全共有三个环节必须加以注意。

第一个环节是备份管的存放。这个问题相对比较简单,主要是存放前要进行必要的维护保养,对收集极散热片及管体各部位的积尘加以清洁、干燥处理后,妥当地存放在干燥、通风、无振动和不会被其他物体伤及的地方。倘若存放时间在半年以上, 要定期以离子泵施泵以泵除泄漏至管内的空气,否则长期存放会使速调管报废。

第二个环节是吊装及吊装后的调整。速调管的吊装与调整均有较为详尽的说明书,这里不加赘述。但有几点是必须加以强调的。

吊装后的速调管必须较长时间地低压预热和施泵使离子泵电流完全达到正常值。高压最好是先加半高压运行一段时间后再加满高压。在调整的过程中, 输出腔的耦合环必须放在耦合最重的位置,这一点至关重要。否则后果严重。 其次必须注意的细节的是二、三腔吸收负载必须连接可靠。另外, 腔体与管体相接触的刷片由于是加压连接长期使用后会失去弹性,加之各不同管体间的微小差异,不加处理地安装有可能会造成刷片与新装管体间的接触不良,届时会产生电弧,将腔体刷片及管体的金属环打坏。处理的方法是以小解锥轻轻插入刷片与腔体的缝隙间, 使刷片能有一个极小的向外倾斜,以保证再次安装时能有较可靠的接触。

速调管安全的第三个环节是运行安全。为了使速调管能安全运行, 除各级电压准确稳定、各级连接可靠、冷却系统正常运行,腔体及耦合调整适当外,各种针对速调管安全而设置的保护电路,例如收集极过流、离子泵过流、收集极过热、腔体打火、腔体风压开关及聚焦电流及体电流过荷等保护电路可靠是必不可少的。这些保护电路乃至发射机其他部分的保护电路的工作状态都要经常检查,万万不可心存侥幸。

至于如何延长速调管的的使用寿命,实际上前面谈到的轮换使用和保证安全是保证其使用寿命的关键。当然轮换使用操作得当才能收到效果,否则适得其反。我们所采取的另一项技术措施是将速调管的灯丝电压适当调低。这是因为灯丝的原设计电子发射效率有一定的储备,适当调低依然可以满足束电流的要求。而实际上灯丝的寿命就是速调管的寿命。但调低的幅度要视速调管的使用时限和工作状态而定。一般不得超过额定电压的5%。灯丝电压过低倘若造成灯丝发热不足就会使灯丝中毒。

当然如果速调管已使用到晚期,为了维持继续使用亦可将灯丝电压调高,乃至高于额定电压。

如果是一枚刚刚启用的新管,灯丝电压则须调整到略高于额定电压运行1000小时左右,以便将灯丝激活,然后再调整至所需的电压值。

倘若发射机影机和声机使用的是同型号的速调管,那么工作在影机的速调管在达不到工作要求时,把它移至声机工作或是作为声机的备份管那是毫无问题的。

在采取了上述各项措施之后, 我台所使用的额定寿命为10,000 小时的YK1230速调管现已安全运行45,000小时且仍在服役之中。

三、引进发射机的元部件的国产化

进口发射机,尤其是大功率等级的发射机,其性能及可靠性, 目前阶段高于国产同等级的发射机这是客观事实。而电视广播又是一个首先必须追求高性能高可靠性的行业。一旦需要添置新发射机时尽管其昂贵,大家首选的依然是进口产品, 这也是情理之中的事。

采用进口发射机其负面作用也是十分严峻的,这也是一个不争的事实。大量采用进口发射机对国内发射机生产产生严重的消极影响,不是本文要讨论的内容。但是我们对进口发射机对运行的环境、运行条件的苛刻要求必须有一个清楚认识。例如绝大部分进口发射机的高、低压电源均不能适应我国目前供电状况, 我们必须有所了解。

对进口发射机的管理维护水平相应要求较高、售后服务难度大, 零部件供应周期长,价格贵,都会给我们带来困难。

性能再好的发射机,经过一段时间的运行以后出现这样那样的故障,由于各不相同的原因造成元部件的毁坏都是在所难免的。尤其是那些引进时间较早、运行时间较长的发射机将会面临一个进口备件用完, 或是当时根本就没有引进目前所需的备件,而又难以很快与生产厂家取得联系的为难局面。 一个电视发射行业的工程技术人员处在这种困境时的最好出路就是将进口设备的元部件国产化。

我们在这条出路上进行了一些有益的探索, 把我们的工作情况介绍给我们的同行,相信是有一定借鉴价值的。

1.我们所引进的25KW、30KW两台发射机;均由于不能适应我们的供电状况,高压硅堆相继击毁。PYE公司产25KW发射机高压整流原采用HTz50P,THOMSON 产30KW发射机的高压整流采用的是P400H,均由于它们的容量储备不足,安全度较小,耐不住电网较大的电压波动而击穿。我们分别采用了大连3280 电子公司产的GGA5/10KV 及GGA6A/25KV加以替代,并且根据我们发射机的结构对上述两种硅堆加以改形以便安装。使用至今状况良好。

2.THOMSON公司产30KW发射机的高压二阶梯降压电阻,由于在原设计的结构上存在缺陷,它的安装位置处在紧靠机柜后墙板处,维护时十分不便,容易积尘。当雨季到来机房内相对湿度过高, 加高压时该电阻的电阻片的边缘与机箱板间产生了电弧以至烧毁。由于我们没有该电阻的备件,即使有, 照原结构安装依然避免不了发生问题。考虑到该电阻的工作电压仅为380V,且只是在开机加温压时短时间工作,我们制定了加大电阻功率容量,在机外安装的抢修方案,由武汉市电阻一厂按照我们的技术要求加工生产了一套电阻。并采用了机外安装的方式,使用至今已有三年时间工作正常。

3.PYe公司产的25KW发射机的高压泄放电阻链采用的是陶瓷釉封电阻。 使用日久相继达到了寿命后而损坏。我们采用了外形尺寸、技术规格与之相近的国产电阻,两头加装与安装要求一致的铜套,使用效果良好。

4.THOMSON发射机影机声机两个速调管灯丝电位器,使用时间不长即相继损坏。据我们分析,损坏的原因是该电位器质量有问题,主要是其电阻丝容量不足。从外观上虽无损坏迹象,但电阻丝断路。开始我们采用在断路点跨接导线的办法,但使用一段时间后旧病复发。我们只好以国产的ZX15电位器取而代之。国产的电位器体积偏大,加上它是发热器体,安装时必须考虑到它对其周边的元器件不会造成伤害。

5.THOMSON发射机的灯丝整流及离子泵电源,在使用过程中也经常发生故障。通用件损坏,往往容易找到国产替代品。但有些专用件一旦损坏,其维修难度就大得多。这部分的整流硅堆和倍压整流电容器损坏后,我们通过查阅大量资料,终于找到性能规格相近的产品,替代使用,效果也不错。由于这个部分工作是带高压的, 所以在安装过程中必须考虑周全,做到安全可靠,否则将会产生严重后果。

6.速调管腔体弹簧刷片,双工器U-link接口内的弹簧刷片垫圈,使用日久均会失去弹性而造成接触不良。维护时要轻轻拨动使其恢复原状,以保持弹性。但有时损坏也是难免的。 

硬馈系统内的弯头,直接头及U-link等部件内均有绝缘支撑。 春秋换季时要注意检查这些部位是否有松动的迹象,一旦有就要加固。稍有疏忽这些弹簧件及绝缘支撑均可能烧毁。我们台就发生过这种情况。 我们都是通过设在湖北孝感的4404厂帮助加工替代品,使用效果也不错。

7.有关同轴器件。

我们台现在使用的双频道共用天线及双频双工器是引进意大利SIRA公司的产品。该双工器的产品说明书上说明是按国际标准生产,由于我们在引进NEC公司的全固态发射机时,同时要求NEC公司按国际标准生产了与SIRA公司产双工器配套的同轴器件。但SIRA产双工器到货时,我们发现其产品不附合国际标准,从而使得两家公司的产品无法对接。

我们在向SIRA公司索赔的同时与成都电视设备厂取得联系, 由该厂为我们设计生产了全部所需的同轴联接件,使用数年十分可靠。

PYE公司产的发射机的硬馈管均为51/8英寸,而THOMSOM 产发射机的硬馈管是41/2英寸,这一对主备机是必须通过转换开关相接的。为了解决它们的对接问题,我们求助于北京广播器材厂,由他们为我们设计加工了 41/2至51/8英寸变径使用数年亦十分可靠。

8.我们所使用的英国CONTINENTAL公司生产的微波系统整机的稳定性尚好,但其中电源块24S15200多次出现故障,在被逼无奈的情况下我们多方查找,终于找到了烟台东方玉麟公司生产的电源变换器WR24S15-500。外形尺寸稍厚一点,但规格性能均能达到要求,经更换使用后,其稳定性远远超过进口产品,至今已有三年无一损坏,其价格仅为进口产品的三分之一,且购买十分方便。

9.有关速调管。

由于我们所使用的速调管至今无一损坏,所以我们还没有用国产速调管替代进口速调管的直接经验。

我们国家在八十年代引进了一批NEC 公司生产的速调管发射机。虽然有几家电视台已将其淘汰,但依然有几家在继续使用。该机所采用的1AV77型速调管,NEC已停止生产,这里就存在着速调管的替代问题。

据我们了解,湖北电视发射台所使用的NEC发射机新近采用了由孝感4404厂数年前开发的产品KF-426型速调管。其价格不足进口产品的一半而售后服务质量上乘。如果所使用的速调管面临着更新的问题时,这不失为一个好的选择。

十几年来在我们的维修实践中,还采用了其他大量的国产器件,用以替代进口件,诸如双工器及激励器的冷却风机、风扇、低压整流器件、高压滤波电容、集成块、三相交流接触器及空气滤尘器等。因为这项工作可以举一反三这里不再赘述。随着时间的推移, 一台陈旧的发射机不管是进口设备乃至国产设备,如果暂时还不具备淘汰的条件,都必然面临着备件问题。我们认为只要广开思路,总会找到合适的解决办法以保证设备的正常运行。

不管是设备的维护, 还是备件问题的解决,我们的经验都是十分有限的,比起大多数电视台的发射机专家们,我们还仅能算是初学者。粗浅认识难免有不当之处,望行家们予以指正。

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