利用电灯丝开放广播的几个技术问题

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利用电灯线开放广播可以节省大量建设资金、线路材料和劳动力,便于高速度地发展城乡有线广播网。是发展有线广播的先进方法,它完全符合总路线多、快、好、省的要求。实行利用电灯线开放广播存在着安全、串音等方面的技术问题,这里介绍解决这些问题的一些方法和经验。

(一)安全措施

电力线是强电流线,利用它来开放广播,必须有一系列的安全技术措施,来保证人的安全和供电、广播设备的安全。在开放广播的配电区里要求必须具有三种安全设备:(1)击穿保护器;(2)过电流自动接地器;(3)广播馈线避雷器。它们的安置部位见图1。

图1
图1 🔍原图 (776×438)
图2
图2 🔍原图 (494×384)

(1)击穿保护器:构造如图2,作用同避雷器,但跳火时能耐受的电流要大得多。是在两块圆铜极板之间夹入两片极薄的云母片,防止极板相碰。当电压高过一定值时,就会在极板之间的空隙中跳火,形成电弧、产生电离导电现象,等于暂时把两极板短路,避免高电压的危害。保护器装在电力线的中性线和地线之间主要是防止电力变压器的初次级间绝缘万一被初级的高电压击穿时,可以保护次级低压线路不会带高压电,影响供电安全,这种击穿保护器的跳火电压要求在300伏以下。

(2)过电流自动接地器:利用电力线开放广播时原有的配电变压器中性线不接地线,而改接到广播馈线变压器的次级。可是馈线变压器次级阻抗极低。实际上仍然是接地的。如果电力线三相对地不平衡而产生中性线对地电压的话,就会有电流从中性线流经广播变压器次级而入地。入地电流的大小主要由各相线的漏电程度决定。如果漏电很小、漏电阻很大而三相又不平衡的话,则尽管当中性线完全不接地时能测量出很高的对地电压,由于馈线变压器次级的电感和电阻都非常低(60瓦广播变压器的直流电阻1.8欧,对50周的交流阻抗7.5欧),中性线一经接到变压器上,对地电压立即下降到非常小的数值,入地电流也非常小,对安全不会有妨碍。但是如果各相线的漏电很大、漏电阻力很小,过大的中性线入地电流由广播变压器次级通过,就会反射到初级,升成很高的电压,沿馈线返送到广播站,在扩大机末级屏电路里感应出很高的危险电压,等不到中性线对地电压升高到足以引起击穿保护器的作用时,就先把扩大机烧毁了。因此,在馈线变压器的次级电路里应装有一个“过电流自动接地器”。当入地电流超过预定标准时,能把自动接地器的保险丝烧断,并带动闸刀自动把中性线与地线直接接通,而解除对广播机的危害,并可防止各相对地电压过分升高,超过220伏的标准。控制电流的大小,由选择适宜的保险丝来决定。这种自动接地器可以装成电磁式的如图3,用电磁铁来控制,也可以把电磁铁的线圈改绕成高压的,接在中性线与地线之间,当中性线对地电压升高到预定值时,自动接地,成为“过电压自动接地器”。自动接地器的效果比击穿保护器更加可靠,是利用电力线开放广播时最重要的安全装备。需要特别提出的是:有些广播站把中性线经过一只电容器以后再接到广播变压器如图4,这样做使中性线上的交流电流不能经过广播变压器次级线圈而入地,也就不能够使过电流自动接地器动作,对中性线电压升高不能起保护作用,更重要的是整个电力线网路不通地,在夏秋季常会积聚大量静电荷无处泄放,逐渐增加成为很高的电压,而不时地在击穿保护器里打火放电,影响正常广播,因此在中性线接到广播线的路中串联电容器是极不适宜的。

图3
图3 🔍原图 (646×314)
图4
图4 🔍原图 (598×270)

(3)广播馈线避雷器:图1里广播变压器初级设有两只避雷器,这是一道关口,用来防止中性线入地电流过大而反射出高电压的反馈。它的跳火电压比广播馈线正常对地电压的峰值略高,对正常的广播电压不起作用,而当中性线反射到初级的电压过高时,就会跳火短路,阻止电流向馈线回输。另外在扩大机强放管的屏电路,即输出变压器的初级两端也应加装放电铜球(见图5),并适当调整跳火间隙的距离,来保障不致遭受过电压的损害。在馈线变压器初级两端各接入一根很细的保险丝,因为可能一架扩大机同时供给好几个配电区的广播电压,当一个配电区的馈线变压器线圈短路时,能使接到馈线的保险丝熔断,不致使扩大机的输出变压器短路。

图5
图5 🔍原图 (768×342)

(二)串音问题

利用电灯线开放广播以后会对电话、收音机、扩大机、会议电话机、和电影院的放映机串音。串音的严重程度不同。对电话来说,使用电缆的电话完全没有串音,双线电话串音极微,而对单线电话的串音则很大。城镇里的电话大都使用双线或电缆,基本上没有使用单线的,因此串音对电话不成问题,电灯线开放广播属于单线性质,在开放广播的地区全部电灯线上都有音频电压,部分有喇叭电流通过的中性线周围还有音频磁场,能对附近的线路造成电流串音。一般城镇电力与电信线路分杆架设,两者之间有一定的距离,因此由于音频电流通过而引起的对电话串音非常小。对入户线路来说,虽然这时电话线与电力线同时入户,距离很近,由于每只喇叭所消耗的音频电流极微,所引起的电流串音也可以忽略不计。

图6
图6 🔍原图 (377×264)

串音问题主要是由于音频电压,所以受串扰严重的是收音机和扩大机。广播音频电压在电灯线与地面之间形成了音频电场,这一电场的强弱主要由广播电压的高低来决定,与通过导线的电流并无关系。电灯线上的广播音频电压愈高,电场就愈强,可能引起的串音也愈大。例如在一间高5米的房间里,有许多根带有音频电压的电灯线并排地从天花板上通过,假若音频电压是30伏的话,在这房间的天花板与地板之间便形成了30伏的音频电场。如果天花板上的电灯线分布面很广,天花板与地板之间的电场强度就非常均匀,等于这30伏的音频电压是平均地分布在这房间的5米高度里,即每米高度有30÷5=6伏,或每厘米有30÷5×100=60毫伏。如果在这房间里用两块铜板重对起来,中间隔开1厘米的距离(如图6)用电子管电压表测量的话,就可以量出两铜板之间有60毫伏音频电压的电场强度,把这样大的电压送进收音机的音频放大器里,就可发出很大的广播声音。电灯线广播对收音机的干扰主要就是由于这样的音频电场造成的,电场强度愈大,干扰愈大,因此消除串音在广播站方面应当考虑的是适当减低广播音频电压,这样可以大大减低对收音机的干扰。

图7
图7 🔍原图 (311×441)

对收音机来说,消除有线广播所引起的串音,应该减小机内各零件与底板间的距离,使各零件尽量与底板靠近,使零件与底板间的电位差接近于零,便能去除电场的影响,解决问题。曾经试过一只收音机串音干扰很大,原因是其中的低放交连电容器是从电位器上悬空斜挂如图7甲,电容器与金属板间距离很大,经用手指把它按下去与底板贴紧如图乙,串音显著降低,再用铝板弯成罩子把它盖起,与底板相接,串音则更减小。如果仍然有些极微的串音需要彻底消除,可以考虑把低放部分全部装在金属隔离盒里,使它完全不受串音电场的影响。收音机在没有接地线的时候,产生串音,来源几乎完全是由空间电场造成的,收音机本身的电源线并不引起串音现象,因为收音机底板与电源线的电位是相同的,没有或只有很小的电位差,因此底板内部的各零件就不会因为电源线靠近的缘故而发生串音。可是也有些交流收音机电源线与低放级之间隔离不好,在接上地线以后会从电线上引起串音来。对于串音来源可以这样鉴别解决:收音机在不接地线时便有串音,可以肯定是由于室内空间电场的影响,应当从加强对外隔离和平衡方面着手。电场串音解决以后,再把收音机接上地线试试,如果接上地线以后又会引起串音,那就说明是由收音机的电源进线引起的,应当把电源线移到离开音频输入级较远的地方,或加装一些局部隔离。在着手消除串音以前,也可以先从收音机加接地线前后串音程度的变化来判断串音的主要来源是在哪一方面,考虑采取相应的措施。(本刊根据江苏省广播管理局供给资料编写)(待续)