電力通信電源的維護(hù)管理技術(shù)

陳 靜,張 磊，郭 欣，文琰超

（1.焦作黃河河務(wù)局，河南 焦作 454000；2.焦作黃河水利工程維修養(yǎng)護(hù)有限公司，河南 焦作 454000）

0 引言

通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)4 個部分組成[1]。 它承擔(dān)著向通信設(shè)備不間斷供電，且供電質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)，是通信系統(tǒng)的“心臟”。 其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到通信網(wǎng)的運(yùn)行速度和通信安全。 隨著通信網(wǎng)整體水平的提高，通信電源系統(tǒng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 但同時，也給從事電源維護(hù)管理工作者提出了許多新的挑戰(zhàn)。 筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對通信電源的維護(hù)和管理技術(shù)進(jìn)行探索。

1 電力系統(tǒng)對通信電源的基本要求

為了保證通信系統(tǒng)能安全穩(wěn)定地運(yùn)行，通信電源系統(tǒng)需滿足可靠（交流電源供電時，通信設(shè)備采用交流不間斷電源；直流電源供電時，采用整流器與電池并聯(lián)浮充的供電方式）、穩(wěn)定（由穩(wěn)壓電源供電，不超過允許的變化范圍）、小型（電源裝置向小型化、集成化模式發(fā)展）、高效（采用各種節(jié)能措施，提高能源利用率和經(jīng)濟(jì)效益）的要求。

1.1 對交流電源的要求

交流供電系統(tǒng)由高壓配電所、 降壓變壓器、油機(jī)發(fā)電機(jī)、UPS 和低壓配電屏組成。 其供給的3 種交流電源為：變電站供給的市電、油機(jī)發(fā)電機(jī)供給的自備交流電、UPS 供給的后備交流電。

小型通信站交流電源基本采用單向或三相交流電源，單向電壓（相線與零線之間的電壓有效值）為220V，而三相線電壓（相線與相線之間的電壓有效值）為380 伏。 采用三相五線制交流電源時，要考慮最大值、頻率、相序3 個要素。 三相五線制（TN-S系統(tǒng)）接線原理圖如圖1 所示。

圖1 三相五線制接線原理圖Fig.1 Three-phase five-wire wiring diagram

1.2 對直流電源的要求

直流系統(tǒng)由整流器、蓄電池組、直流配電屏、饋電線路等組成。系統(tǒng)對直流電源的要求為：（1）直流供電有相應(yīng)的備用設(shè)備；（2）電源中的脈動雜單要低于允許值，不允許有電壓瞬變；（3）經(jīng)常檢修分析，做到防患于未然，確?？煽抗╇?。

目前，常見設(shè)備直流供電電壓為－48V 和+24V，而通信設(shè)備所用電源大多采用－48V。

1.3 對接地系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的要求

接地系統(tǒng)有交流工作接地、直流工作接地，保護(hù)接地和防雷接地等。 現(xiàn)一般采用聯(lián)合接地方式，即交流接地、直流接地、保護(hù)接地和防雷接地共用一組地網(wǎng)。 聯(lián)合接地由接地體、接地引入線、接地匯集點(diǎn)和接地體連接線、引出線等部分組成，具有良好的防雷和抗干擾作用。

通信電源監(jiān)控系統(tǒng)就是要將電源維護(hù)人員從繁瑣的維護(hù)工作中解放出來，提高勞動生產(chǎn)率，降低設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)成本，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 監(jiān)控功能又可以簡單地分為監(jiān)視功能和控制功能。 監(jiān)視系統(tǒng)對設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行狀況和影響設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件實(shí)行不間斷地監(jiān)測，獲取設(shè)備運(yùn)行的原始數(shù)據(jù)和各種狀態(tài)，以供系統(tǒng)分析處理。 監(jiān)視功能要求系統(tǒng)具有較好的實(shí)時性、準(zhǔn)確性和精確性。 監(jiān)控系統(tǒng)能夠把維護(hù)人員在業(yè)務(wù)臺上發(fā)出的控制命令轉(zhuǎn)換成設(shè)備能夠識別的指令，使設(shè)備執(zhí)行預(yù)期的動作。 監(jiān)控系統(tǒng)遙控的對象包括各種被監(jiān)控設(shè)備，也包括監(jiān)控系統(tǒng)本身的設(shè)備。 控制功能也同樣要求系統(tǒng)具有較好的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，使之能夠獲取滿意的圖像。

2 通信電源系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)

2.1 通信電源系統(tǒng)日常維護(hù)技術(shù)

通信電源維護(hù)工作是指對基站電源設(shè)備進(jìn)行日常巡檢、維護(hù)整改、安全性分析和應(yīng)急準(zhǔn)備等。 對電源的各種參數(shù)進(jìn)行定期或不定期的測量和調(diào)整，從而保證通信網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行[2]。 在電源系統(tǒng)維護(hù)中應(yīng)重視以下3 個問題。

（1）電源系統(tǒng)的功率要大小適度。 在日常維護(hù)工作中，首先要保證通信機(jī)房的干凈清潔。 在使用過程中，要注意避免隨意增加大功率的額外設(shè)備，也不允許在滿負(fù)載狀態(tài)下長期運(yùn)行。 工作性質(zhì)決定了電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運(yùn)行的，增加大功率負(fù)載或在基本滿載狀態(tài)下工作，都容易造成整流模塊出故障。

（2）注意電源系統(tǒng)設(shè)施的使用要求。 不同廠家、型號的開關(guān)電源模塊是不能并列運(yùn)行的。 因?yàn)椴煌瑥S家、型號的開關(guān)電源頻率不盡相同，負(fù)荷均攤自然也就不易實(shí)現(xiàn)。 如果并用，既不利于設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行，也容易造成故障。

（3）電池應(yīng)避免大電流充放電。 大電流充放電會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大且溫度升高，嚴(yán)重時將造成容量下降，壽命提前終止。 在任何情況下，都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因?yàn)榉烹娚疃仍缴?，循環(huán)壽命越短。

2.2 蓄電池維護(hù)技術(shù)

蓄電池是整個通信電源系統(tǒng)維護(hù)的關(guān)鍵。 當(dāng)市電異?；蛟谡髌鞑还ぷ鞯那闆r下，蓄電池會擔(dān)負(fù)起對全部負(fù)載供電的任務(wù)。 在市電正常工作時，蓄電池與供電主要設(shè)備——整流器并聯(lián)運(yùn)行，可改善整流器的供電質(zhì)量。 為保證蓄電池持續(xù)正常地運(yùn)行，需要關(guān)注以下3 個方面。

（1）電壓設(shè)置范圍。 蓄電池的浮沖電壓需設(shè)置在53.5～53.8V 之間，設(shè)置過高，容易損壞蓄電池，設(shè)置過低，則會使蓄電池處于缺電狀態(tài)，加快蓄電池的報(bào)廢。 要避免電池過度放電和大電流快速充電的現(xiàn)象[3]。

（2）溫度要求。避免放置于高溫環(huán)境。因?yàn)闇囟仍礁?，自放電越大?放電時，周圍溫度應(yīng)控制在-15～+45℃范圍內(nèi)； 充放電電壓精度在±2%以內(nèi)為最好。

（3）日常維護(hù)。 觀察蓄電池的外表及形狀，查看蓄電池有無變形、裂縫、漏液等異?，F(xiàn)象。定期（3 個月或6 個月最佳）對蓄電池進(jìn)行放電。 當(dāng)蓄電池組容量下降到額定容量的60%以下時，可視為壽命終止。 在平時，可在蓄電池的接線柱上涂抹凡士林加以保護(hù)。

2.3 通信電源系統(tǒng)設(shè)施的防雷技術(shù)

雷擊產(chǎn)生強(qiáng)大電流和高電壓，對人體和設(shè)備都將造成重大損害。 克服雷擊、降低損失、實(shí)施各項(xiàng)防雷措施，是電源運(yùn)行維護(hù)的首要工作。 防雷是一個系統(tǒng)工程，必須對所有進(jìn)出局的電纜電線進(jìn)行屏蔽和防雷處理。 常見的防雷元器件有接閃器、消雷器和避雷器3 類。 接閃器是專門用來接收直擊雷的金屬物體；消雷器是一種新型的主動防雷設(shè)備；避雷器是指防護(hù)雷電沿線路入侵損害被保護(hù)設(shè)備的防雷元件。

通信電源系統(tǒng)的防雷措施主要包括4 個方面。

（1）通信局（站）交流配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)。 為了消除直接雷浪涌電流與電網(wǎng)電壓的波動影響，可依據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)采用分級衰減雷擊殘壓或能量的方法來抑制雷電的侵犯。

（2）通信電源防雷第一級保護(hù)。 主要是防直擊雷沿架空線路進(jìn)入室內(nèi)造成設(shè)備損壞，泄放主要的雷電量。選用標(biāo)稱泄放電流25KA/線，吸收從電源前端架空線引入的高壓脈沖；防止內(nèi)部感應(yīng)電磁脈沖及大型設(shè)備產(chǎn)生瞬時高壓或尖峰脈沖損壞配電系統(tǒng)。

（3）通信電源防雷第二級保護(hù)。在交流屏內(nèi)防雷，承受感應(yīng)雷擊15 kA 以下的每級通流量，以及1 300～1 500 V 殘壓的浸入。 吸收在配電前端引入的高壓脈沖及雷電電磁脈沖感應(yīng)而產(chǎn)生的瞬時高壓脈沖。

（4）通信電源防雷第三級保護(hù)。 作為設(shè)備精細(xì)保護(hù)設(shè)備，防雷器裝置在交流輸入斷路器之前，每級通流量小于5 kA 相線間，只需承受500～600V 殘壓侵入。 吸收內(nèi)部過電壓，使分配電前引來的傳導(dǎo)雷電流降到設(shè)備能承受的安全電壓之下。

3 結(jié)語

科技的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的飛躍促使通訊系統(tǒng)日益龐大，而同時必須保持高效。 通信電源可以提供提供安全、穩(wěn)定、可靠的不間斷供電能力，顯得尤為重要。只有管理專業(yè)化、設(shè)備先進(jìn)化、維護(hù)現(xiàn)代化，才能夠?yàn)橥ㄐ烹娫聪到y(tǒng)和通信管理系統(tǒng)安全運(yùn)行提供重要保障。 而只有加大對電源部分的維護(hù)管理力度，在關(guān)鍵時刻才能取得理想的工作成效。

[1] 樊勤. 通信電源的管理與應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2006（3）：119-120.

[2] 李京生. 淺談通信電源的發(fā)展和管理[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005（16）：267-268.

[3] 徐莉，苗向陽，李萌. 黃河防汛通信交換網(wǎng)中心局規(guī)劃改造線路[J]. 人民黃河，2011，33（1）：47-50.