無人值守地震臺站通信設(shè)備電源改造

劉其壽，廖春奇，鄭永通，王紹然，賴福霖，楊佩琴

(1. 福建省地震局龍巖地震臺，福建 龍巖　364000；2. 福建省地震局，福州　350003)

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無人值守地震臺站通信設(shè)備電源改造

劉其壽1，廖春奇2，鄭永通1，王紹然1，賴福霖1，楊佩琴1

(1. 福建省地震局龍巖地震臺，福建 龍巖364000；2. 福建省地震局，福州350003)

摘要：針對福建省龍巖地區(qū)部分無人值守地震臺站通信設(shè)備采用交流供電，運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，對這些臺站的通信設(shè)備改造為直流電源供電。實踐證明，改造后消除了采用直流逆變器對觀測資料的干擾，減少了直流逆變功耗，有效提高了無人值守地震臺站通信設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)連通率。

關(guān)鍵詞：地震臺站；通信設(shè)備；直流供電；運(yùn)行率

0引言

“九五”、“十五”期間，福建省地震局建設(shè)了大量遙測地震臺，總數(shù)已接近200個。龍巖地區(qū)共有23個臺站，其中無人值守臺站21個。這些無人值守臺站中，部分臺站的通信設(shè)備是交流供電的。對于這些通信設(shè)備采用交流供電的臺站，為防止停電造成通信中斷，最初我們采用直流12 V轉(zhuǎn)交流220 V電源逆變器為通信設(shè)備供電。該方法雖解決了交流中斷時能為通信設(shè)備繼續(xù)供電的問題，但由于逆變器工作時會產(chǎn)生一定的電磁干擾，影響產(chǎn)出數(shù)據(jù)的質(zhì)量。為此，我們對這些臺站的通信設(shè)備進(jìn)行直流供電改造。

龍巖地區(qū)遙測測震臺站使用2種通信形式，一種是直接用1臺光纖收發(fā)器，另一種是采用光端機(jī)加接口轉(zhuǎn)換器。直接用光纖收發(fā)器的臺站改造較為簡單，根據(jù)光纖收發(fā)器內(nèi)部供電電壓情況，由12 V供電的，直接將開關(guān)電源12 V輸出接至其內(nèi)部電路板上的供電接口就可以，有些光纖收發(fā)器是5 V供電的，需要使用合適的直流電源設(shè)備，由該設(shè)備的5 V輸出供電。采用光端機(jī)加接口轉(zhuǎn)換器的臺站，需要對這2個設(shè)備分別進(jìn)行改造，根據(jù)光端機(jī)和接口轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部供電情況，選擇合適的直流轉(zhuǎn)換設(shè)備。本文著重介紹了采用光端機(jī)加接口轉(zhuǎn)換器的臺站通信設(shè)備改造情況。

1龍巖地區(qū)無人值守臺站通信電源改造前狀況

以上杭蘭溪臺為例，該臺站使用交流通信設(shè)備，原采用直流12 V轉(zhuǎn)交流220 V電源逆變器供電。電信公司提供的光端機(jī)配備了交流220 V轉(zhuǎn)直流-48 V的外接電源，經(jīng)常因雷擊損壞。2014年7月10和12日相繼2次損壞后，當(dāng)月18日，該電源再次因雷擊損壞。而電信公司因備件不足2天后才維修到位，導(dǎo)致通信設(shè)備中斷工作時間較長，影響了觀測數(shù)據(jù)的實時傳輸。基于以上原因，我們決定對該臺站的通信設(shè)備進(jìn)行直流供電改造。

2通信設(shè)備直流供電改造的準(zhǔn)備

上杭蘭溪臺通信設(shè)備是采用的高科通信的G01E型6×2Mbps光端機(jī)和V2051型接口轉(zhuǎn)換器。其中光端機(jī)由外接的-48 V直流供電(圖1)，光端機(jī)內(nèi)部有一個供電模塊ER15-48T05D12，將-48 V直流轉(zhuǎn)換為5/±12 V的直流輸出；接口轉(zhuǎn)換器由交流直接供電，內(nèi)部轉(zhuǎn)換為直流5 V供電。

圖1　光端機(jī)內(nèi)部供電系統(tǒng)

據(jù)此分析，改造所用的直流轉(zhuǎn)換設(shè)備必須同時具備為光端機(jī)和接口轉(zhuǎn)換器供電的功能。如圖2，我們采用的直流轉(zhuǎn)換設(shè)備是航天長峰朝陽電源有限公司生產(chǎn)的4NIC-DC13.5直流電源(以下簡稱直流電源)，該電源輸入直流12 V，提供5/±12 V的直流輸出，可由臺站配套的AD-1225開關(guān)電源供電，具備改造所需的輸入輸出條件。由于AD-1225開關(guān)電源外接12 V蓄電池，即使交流中斷，只要蓄電池有電，開關(guān)電源總是有輸出，能為直流電源提供持續(xù)的輸入，保障通信設(shè)備供電。

圖2　4NIC-DC13.5直流電源

3通信設(shè)備直流供電改造的實施

3.1　光端機(jī)電源改造

由于光端機(jī)供電模塊并未標(biāo)出各輸出引腳的定義，必須在交流供電狀態(tài)下，用萬用表測量各輸出引腳的電壓值并記錄(為了安全起見，即使各引腳有明確標(biāo)注，也應(yīng)先用萬用表測量)。如圖3，我們從光端機(jī)供電模塊背面測得各引腳的電壓，其中2個GND連接其COM引腳。

圖3　光端機(jī)供電模塊引腳定義

確定了各引腳的定義后，只需用1根4芯的電源線，將準(zhǔn)備好的直流電源相應(yīng)的輸出端與光端機(jī)供電模塊的輸出焊接，并把其中的2個GND進(jìn)行短接。根據(jù)直流電源的使用說明，也要將其本身的3個GND引腳短接，光端機(jī)直流供電改造完成。

3.2　接口轉(zhuǎn)換器電源改造

接下來要完成接口轉(zhuǎn)換器的電源改造，上杭蘭溪臺的接口轉(zhuǎn)換器內(nèi)部是采用1路5 V的直流供電，與改造光端機(jī)類似，只要在交流供電狀態(tài)下，確定內(nèi)部供電模塊的5 V輸出引腳，將其與直流電源的5 V輸出端連接即可。如果是直接使用1臺光纖收發(fā)器的臺站，改造方法也與此類似，不再贅述。

至此，我們已經(jīng)完成了光端機(jī)和接口轉(zhuǎn)換器的電源改造，上電測試設(shè)備工作正常。經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，福建省地震局監(jiān)測中心反映，直流改造消除了逆變器對觀測資料的干擾，波形質(zhì)量有了一定的提高。經(jīng)統(tǒng)計，以完成改造的2014年7月20日為時間節(jié)點，上杭蘭溪臺前一年度因通信設(shè)備電源故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)中斷累計82 h，改造后至筆者發(fā)稿未出現(xiàn)類似故障，有效提高了該臺站的數(shù)據(jù)連續(xù)率。

4結(jié)語

雖然不同臺站采用通信設(shè)備型號不盡相同，但其內(nèi)部供電最終都是直流形式。因此，對其他臺站的通信設(shè)備直流改造也具有一定的借鑒價值。在實際改造過程中，可以根據(jù)通信設(shè)備內(nèi)部實際供電情況，選擇合適的直流電源。

地震臺站工作的首要任務(wù)是確保觀測資料連續(xù)可靠。在設(shè)備出現(xiàn)異常時，雖然直接更換故障設(shè)備可以快速解決問題，但通過深入分析故障原因，采取更徹底的解決辦法，通常能收到事半功倍的效果。

Power Supply Modification of Communication Equipment in

明小娜，周洋，盧永坤．云南地震災(zāi)情速報系統(tǒng)設(shè)計探討[J]．華北地震科學(xué)，2015，33(4)：62-65.

Unattended Seismic Station

LIU Qi-shou1, LIAO Chun-qi2, ZHENG Yong-tong1, WANG Shao-ran1,

LAI Fu-lin1, YANG Pei-qin1

(1. Longyan Seismic Station, Fujian Longyan 364000, China;

2. Earthquake Administration of Fujian Province, Fuzhou 350003, China)

Abstract:In order to overcome the instability of the communication equipment used in unattended seismic stations in Fujian Longyan area, we use DC power supply to replace the AC power of the communication equipment. It proves that the DC power supply can efficiently avoid the interference of DC inverter, reduce the power consumption of DC inverter and improve the reliability and the connectivity rate of unattended seismic station.

Key words:seismic station; communication equipment; DC power supply; operation ratio

作者簡介：明小娜(1986—)，女(漢族)，重慶，工程師，從事地震現(xiàn)場災(zāi)害損失調(diào)查研究．E-mail: 378223651@qq.com

基金項目：云南省地震現(xiàn)場災(zāi)害損失調(diào)查系統(tǒng)二期(20140401)

收稿日期:2015-07-02

doi:10.3969/j.issn.1003-1375.2015.04.011

中圖分類號:P315.62

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1003-1375(2015)04-0059-03