集合模型在排查中波臺供電系統故障的應用

山西省廣播電視局陽泉中波轉播臺 李正鴻

文章通過兩個故障實例闡述了子集、交集、補集在中波臺供電系統、發射機系統中排查故障的應用。又分析了四種（包括并集）集合模型分析、查找故障部位的邏輯順序。

高中數學集合包括子集、交集、并集、補集。筆者通過多年在中波臺維修設備的經驗，總結出這些集合在查找故障部位的作用。以下通過一些實例系統說明我的思路。

1 供電系統硬故障排查一例

1.1 供電故障現象

開機時，中央臺、山西臺、農村臺發射機的穩壓柜發出敲擊的聲響，穩壓柜的儀表故障顯示為缺相。陽泉臺發射機延后開機，三部發射機全部掉高壓。

圖1 供電系統組成的方框示意圖

1.2 供電系統的組成

如圖1所示，兩路高壓電先送到高壓配電室，經過變壓器降壓后送到低壓配電室，低壓配電室通過主備切換裝置選擇一路送到機房配電室，機房配電室分出四路電送到四部發射機的穩壓柜。

圖2 故障排查集合

1.3 故障排查

用萬用表量三個發射機的穩壓輸入，發現Ubc線電壓為362V，明顯低于Uab的385V和Uac的390V。三個穩壓柜的電源輸入都異常，那么問題可能出在前端。也就是從高壓配電室到機房電源分配室。把這三個穩壓柜故障部位設為三個集合：A集合代表中央臺穩壓柜；B集合代表山西臺穩壓柜；C集合代表農村臺穩壓柜。U是它們的交集，代表高壓配電室到低壓配電室再到機房電源分配的整個電路。U=A∩B∩C，如圖2所示。

繼續測量，機房分配室輸入Ubc為363V，說明機房配電室的前端有異常。低壓配電室輸入Ubc為385V，說明高壓配電室的正常。檢查范圍縮小，故障發生在低壓配電室。低壓配電室有三部分組成：進線柜、過線柜、補償柜。通過仔細觀察，發現進線柜下面的拐角處，連接螺母因為接觸不好而打火，已經嚴重燒黑。而它正好在B相電路的背面。這樣就導致了Ubc線電壓偏低。高低壓配電室、分配室、低壓配電室的三個部分都可以看做是電源前端系統的子集，分兩層，如圖3所示。

1.4 維修過程

斷開高壓配電室的閘刀開關，再將低壓配電室的A、B、C三相電路接地，并用砂紙打磨燒黑的線路；最后換好新螺母。維修結束后恢復供電，閉合機房空開。再次試機，三個發射機均能正常開機。

1.5 小結

圖3 前端供電子集模型

這次查找故障部位，我的思路是用交集、子集這兩種集合思想來查找。根據故障現象選擇不同的集合模型來思考，就能將查找范圍逐步縮小，最終準確定位故障部位。

2 供電系統軟故障排查一例

2.1 供電故障現象

電源電壓監測顯示外電電壓不穩，發射機掉高壓。再次開機后故障暫時消失，但外電異常時會再次掉高壓。

2.2 故障排查

供電系統的方框示意圖如圖1所示，用萬用表測量機房穩壓電源輸入的三相線電壓：Uab、Ubc、Uac都正常，再測量低壓配電室的輸入電壓三相，都正常。用高壓驗電筆測量高壓配電室的三相輸入電壓，正常。該故障是軟故障，重點檢查輸電線與變壓器和機柜的接口，看是否有打火現象，經檢查無異常。請供電公司工作人員檢查外電輸入情況，得到回復外電無異常。這個故障部位不容易找到，檢修人員查看了所有可見的部位，都無異常。繼續排查低壓配電室到機房的地下輸電線，抽出輸電線發現它有被老鼠啃咬的現象，外包皮已被咬破。這會導致外電電壓輸入異常。

2.3 故障處理

在低壓配電室和機房地下鋪設中空的鋼管，將輸電線破損的外皮補好后插入鋼管從配電室送到機房，連好兩端的接線端口。經過一段時間的觀察，外電無異常。

2.4 建補集模型

電源系統從故障角度分為有故障部分和無故障部分。從集合角度說，上述兩部分互為補集。設全集為U，A集合為有故障部分，B集合為無故障部分，B=CuA。根據圖1所示，各方框都排查了一遍，均無異常。這時從原以為正常的部分查找故障，也就是尋找上述子集（高壓配電室、低壓配電室、機房電源分配室）的補集B，這個補集就是傳輸電纜，傳輸電纜包括看得見的部分和看不見的部分。這兩部分都要排查。最終故障出現在肉眼看不見的地下，而要檢查地下輸電線，必須對地上相對容易檢查的電源部分確保無誤才可執行。避免做費力的無用功。

2.5 小結

這個故障是軟故障，故障部位不好找。但只要按照圖紙挨個排查，再依據補集的思想來分析，就能排除故障。排查過程要思路清晰，先易后難，盡量避免翻工。

圖4 集合思想查找順序流程圖

3 用集合思想查找故障的順序思路

本文已提到過子集模型、交集模型、補集模型。而并集模型我在前一篇論文《基于并集、交集模型的中波廣播發射機故障維修思路》重點提及。從結果看，如果需要建立并集模型，那么故障部位不止一處。

如圖4所示，故障出現的時候我們首先看設備是只有一個故障現象還是有多個故障現象。如果是一個現象，就建立子集模型挨個查找故障；如果是多個現象，就建立交集模型查找共同的故障。再依據圖4所示的邏輯繼續查找，最終流程圖的走向是檢修結束。我認為集合模型是一種查找故障部位的虛擬工具，它解決為什么要檢查某個部位，先檢查某個部位，后檢查某個部位的問題。同時，它是萬用表、示波器等檢查設備的輔助工具，幫助維修者理清思路，更快地找出故障部位。