DF100kW短波發射機高末柵爪燒傷故障分析

韓 樂

（作者單位：國家新聞出版廣電總局七二四臺）

DF100kW短波發射機高末柵爪燒傷故障分析

韓 樂

（作者單位：國家新聞出版廣電總局七二四臺）

本文介紹并分析了DF100kW短波發射機高末柵爪燒傷故障形成的原因以及處理方法。

柵爪；燒傷；柵極開路；故障處理

DF100kW短波發射機高末柵極靜態直流電壓是-400V，動態自生偏壓是-200V。所以，當發射機處于正常播音時，看到的柵壓表值是-600V。由實物看出，柵極電壓是通過一個由多個（10個）彈性壓片組成的小柵片（俗稱柵爪，如圖1）給電子管柵極供電的。由于柵爪是一個扇面，決定了它和電子管柵極的接觸只是一段圓弧簧片。如果因為安裝不到位或者使用時間過長導致簧片彈性下降，就會使爪片和電子管柵極接觸不好，從而燒傷柵爪，使柵爪和電子管柵極斷開形成柵極開路，也就是通常所說的末級斷激故障。

圖1　柵爪

1　故障經過及現象

柵爪的燒傷有時是瞬間造成的，有時會出現一個短暫的維持過程，這取決于柵爪和電子管柵極接觸的狀態。

當柵爪和電子管柵極未完全斷開時（維持過程），我們會看到高末柵流、高末簾柵流（壓）、高末屏流（壓）及反射功率表有瞬間擺動的現象。播音中高末柵流表、屏流表無指示，柵流傳感器保護動作，封鎖調制器輸出。末前級調諧時，高末柵流時有時無。末前級工作正常，-400V偏壓表指示正常。當柵爪和電子管完全脫離接觸時，造成柵極開路，上述表值為零，末級無輸出。控制面板無過荷指示，但調制器控制器的9A5板第五個故障連鎖（控制四）指示燈由正常時的綠色變為熄滅，同時該板的非工作指令燈由正常時的熄滅變為故障色——紅色。

2　故障分析

發射機在正常情況下末級柵流方向簡單表示為如下流程：

1PS5電源負端→中間電路→電子管柵極→電子管燈絲→公共地→中間電路→1PS5電源正端

我們先簡單說明柵流形成的原因：當發射機處于正常工作時，在電子管的內部，屏極和簾柵極分別加有正電壓，而柵極上是負電壓，由于屏極和簾柵極形成的正電場比柵極形成的負電場要強很多（場強由電壓決定）。所以，由燈絲發射出的自由電子就會受正電場的吸引朝屏極方向作定向移動形成電流。這個電流我們稱之為陰流，方向是從屏極到燈絲。由于柵極是網狀結構，在電子作定向移動時會有一小部分打在柵極上，從而形成電子管內部的柵流，方向是由柵極到燈絲。所以，在外部柵極供電電路中，柵流是從柵極電源（1PS5）的負端出發經過電子管的柵極和燈絲流入電源正端。同時，在電子管的柵極上得到了-600V的控制偏壓。電子管的柵極電壓決定了電子管的工作狀態，它和前級來的射頻信號疊加后輸入到電子管的柵極上。當柵爪和電子管的柵極接觸壓力不夠時，接觸電阻就會變大同時發生吱火現象，隨著壓降的增大，溫度急劇升高，使爪片吱火燒傷。當柵爪和電子管柵極還未完全脫離接觸時，柵爪會不時發生吱火，引起高末柵流、高末簾柵流（壓）、高末屏流（壓）、反射功率的大小有變化。當柵爪和電子管完全斷開時，電子管的柵極上雖有電荷，但柵流流經的通路中斷了，此時在外電路中便沒有了柵流，柵流表指示為零。此時，柵極供電電路中的無柵流保護板（1PS5A1）就會檢測到柵流消失（如圖2），使1PS5TB1—4端通過三極管接地成為低電平。此低電平送至調制器控制器，從而使調制器控制器的允許工作指令信號由正常時的高電平變為低電平，經過邏輯電路的處理后最終通過封鎖環型調制器來切斷調制器的高壓和簾柵壓（詳細控制原理請參閱《脈階調制設備》一書）。并相應地出現上述故障現象。

圖2　1PS5AI無柵流保護板

3　故障時柵壓柵流表頭分析

需要說明的一點是：當出現此故障時，靜態偏壓是存在的（-400V），通路可簡單表示為如下流程：1PS5電源正端→中間電路→公共地→中間電路→1PS5電源負端

由于經過柵壓表的電流方向不變，所以柵壓表有400V的指示。從圖2可知：此時柵流表中也有分流電流流過但方向相反。因為電流很小，所以柵流表無指示。電流小的原因是：大部分電源電流被由R1、R2、R3、R4組成的串聯分流電路分流了。

4　故障處理

此故障發生時比較隱蔽，沒有過荷指示，只是末級沒表值（無輸出），發現后應立即更換柵爪并確保和電子管的柵極接觸 良好。在日常的維護過程中，應定期檢查，做到早發現、早解決，防患于未然。

韓樂（1988-），男，陜西寶雞人，本科，助理工程師。研究方向：DF100kW短波發射機操作與維護。