鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源原理及使用

崔圣青

隨著我國鐵路行車速度的不斷提升，行車安全成為社會日益關(guān)注的熱點(diǎn)話題。作為鐵路行車安全的重要影響因素，鐵路通信系統(tǒng)需要為鐵路的安全運(yùn)行提供可靠的通信保障，這就要求需要我們?yōu)殍F路通信系統(tǒng)提供可靠的動(dòng)力系統(tǒng)。基于此，本文以鐵路通信系統(tǒng)的高頻開關(guān)電源設(shè)備作為主要研究對象，首先對鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源工作原理進(jìn)行了簡單介紹，繼而提出了五點(diǎn)高頻開關(guān)電源在使用過程中維護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】高頻開關(guān) 電源 鐵路通信系統(tǒng) 使用維護(hù)

在鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源設(shè)備是其電源的主要組成部分，主要包括主電路、控制電路、檢測電路以及輔助電源等部分，具有功能齊全、可靠性和穩(wěn)定性較強(qiáng)等特征，對于整個(gè)鐵路通信系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行具有十分重要的作用。在其使用中，需要基于高頻開關(guān)電源的工作原理和特點(diǎn)采用一定的維護(hù)措施，方能夠切實(shí)保障高頻開關(guān)電源的穩(wěn)定性。因此，本文對鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源的原理和相應(yīng)的維護(hù)辦法做出了詳細(xì)的探究。

1 鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源工作原理

鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源組成上包括主電路、控制電路、檢測保護(hù)電路以及輔助電源等部分。其工作原理如下，交流電源接入開關(guān)電源經(jīng)AC斷路器，保險(xiǎn)絲等保護(hù)原件后，進(jìn)入EMI濾波器（其功能是防止開關(guān)電源受到交流電的突波電壓的破壞以及將差模與共模雜訊做有效的削減，以消除電網(wǎng)傳入的高頻雜訊并防止開關(guān)電源的雜訊反饋回電網(wǎng)）。交流電源經(jīng)橋式整流器整流為直流后，再經(jīng)主動(dòng)式功率因數(shù)校正線路（PFC），產(chǎn)生約400V的直流電壓供給DC-DC轉(zhuǎn)換器使用。同時(shí)為開關(guān)電源整流模塊內(nèi)控制線路提供輔助電源。400V DC經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一穩(wěn)定的輸出電壓。此部分是用高頻軟開關(guān)脈寬調(diào)制零電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)：在全橋式線路上以高頻（10kHz以上）切換頻率經(jīng)移相PWM的方式將400V DC切換為交流脈波，經(jīng)高頻變壓器的降壓成為適當(dāng)波幅的交流脈波。二次側(cè)的交流脈波經(jīng)整流二極管及輸出濾波電路，可得穩(wěn)定的直流輸出。另為對高頻開關(guān)電源系統(tǒng)做最佳與適時(shí)的保護(hù)，在此并加上保護(hù)線路，其包含輸出過壓、過流保護(hù)，過溫保護(hù)、短路保護(hù)等。如圖1所示為通信高頻開關(guān)電源工作原理拓?fù)鋱D。

2 高頻開關(guān)電源的使用維護(hù)

2.1 保障工作區(qū)清潔，加強(qiáng)設(shè)備檢查

對于高頻開關(guān)電源而言，其屬于一種較為精密的儀器，因此在高頻開關(guān)電源的工作過程中，對于運(yùn)作環(huán)境的整體清潔度具有很高的要求，而鐵路通信系統(tǒng)的工作環(huán)境多為鐵路車站工作區(qū)、區(qū)間荒郊基站，所以，難以避免的會存在較多灰塵，而大量灰塵沉積，會對高頻開關(guān)電源的散熱性造成影響。因此，在高頻開關(guān)電源的使用過程中，首先便需要保障工作環(huán)境的清潔，定期進(jìn)行清潔工作，并且保持工作環(huán)境的干燥性。此外，還需要定期、不定期的對高頻開關(guān)電源的設(shè)備進(jìn)行檢查，對高頻開關(guān)電源工作中電壓、溫度、蓄電池以及電阻等參數(shù)進(jìn)行檢查，并對高頻開關(guān)電源接頭處是否存在漏液和松動(dòng)的情況進(jìn)行檢查，確保高頻開關(guān)電源使用中各個(gè)參數(shù)都處于合理的區(qū)間內(nèi)。

開關(guān)電源日常維護(hù)巡檢注意事項(xiàng)：

（1）監(jiān)控接口是否能正常顯示設(shè)備信息；

（2）各指示燈是否正常；

（3）系統(tǒng)輸出電壓、電流是否正常；

（4）插接件是否緊固；

（5）設(shè)備連接母排及熔絲是否發(fā)熱變色；

（6）各傳感器是否正常；

（7）模塊風(fēng)扇是否正常；

（8）蓄電池單體電壓、內(nèi)阻是否正常；

（9）蓄電池是否有漏液現(xiàn)象；

（10）防雷模塊是否已被打壞或有發(fā)熱現(xiàn)象。

2.2 科學(xué)合理使用檢修工具、電池檢測儀

從目前鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源發(fā)生損壞的原因上觀察，檢修人員缺乏安全意識的錯(cuò)誤操作是主要原因之一。因此，在高頻開關(guān)電源的使用維護(hù)上還需要保障檢修人員對各種檢修工具的合理使用，加強(qiáng)培訓(xùn)，提升工作人員的意識；此外，管理人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制定出高標(biāo)準(zhǔn)的高頻開關(guān)電源檢修作業(yè)指導(dǎo)書，要求職工在檢修工作中嚴(yán)格依照作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)將具體的檢修責(zé)任落實(shí)到人，從思想面和制度面使檢修人員檢修設(shè)備，避免造成高頻開關(guān)電源的損壞。

2.3 合理接入負(fù)載，調(diào)節(jié)均流

在鐵路通信系統(tǒng)高頻開關(guān)電源中整流模塊處于自動(dòng)控制的狀態(tài)下時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部監(jiān)控模塊對整個(gè)設(shè)備的運(yùn)作進(jìn)行控制，均流也處于自動(dòng)調(diào)節(jié)下，人員無法對其進(jìn)行操作干預(yù)。在一切正常運(yùn)作模式下，不需要人為進(jìn)行控制。但是當(dāng)鐵路通信系統(tǒng)處于負(fù)載很低的狀態(tài)下時(shí)，會導(dǎo)致高頻開關(guān)電源中部分模塊的電流很小，進(jìn)而會導(dǎo)致部分系統(tǒng)判定這些模塊為無輸出，從而激活預(yù)警模塊，上報(bào)告警信息。此時(shí)便需要人為的介入一些負(fù)載于其中，保障整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)也提升高頻開關(guān)電源的使用壽命。

2.4 保障蓄電池組室的溫度適中，定期做放電試驗(yàn)

對于高頻開關(guān)電源而言，其對溫度的感應(yīng)十分敏感，在高頻開關(guān)電源的使用過程中，如果溫度高于35攝氏度，會直接導(dǎo)致電池壽命的縮減。因此，在高頻開關(guān)電源中的使用維護(hù)措施上，還需要對蓄電池組室的溫度進(jìn)行控制，通過大量的實(shí)踐事例證明，高頻開關(guān)電源的電池組最佳工作環(huán)境溫度為25攝氏度，過高、過低都會導(dǎo)致電池壽命的縮短。在炎熱的夏季需要通過空調(diào)降低蓄電池室的溫度，對于北方的冬季則需要提高溫度，保障蓄電池組室的溫度一直保持在25攝氏度左右，延長高頻開關(guān)電源蓄電池組使用壽命。為了提高蓄電池的使用壽命，并且檢查蓄電池組的容量，需要定期做充放電試驗(yàn)。

2.5 納入電源與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控高頻開關(guān)電源

為確保鐵路通信系統(tǒng)中高頻開關(guān)電源運(yùn)作的安全、穩(wěn)定，需及時(shí)就高頻開關(guān)電源運(yùn)作過程中出現(xiàn)的故障以及可能導(dǎo)致故障的隱患予以發(fā)現(xiàn)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對高頻開關(guān)電源的運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)控，就高頻開關(guān)電源中的蓄電池組實(shí)時(shí)狀態(tài)、整流模塊以及引入交流電等進(jìn)行檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)整流模塊出現(xiàn)的故障，并及時(shí)進(jìn)行模塊的更換，保障高頻開關(guān)電源的整流模塊一直都處于一個(gè)N+1的安全狀態(tài)之下。在發(fā)現(xiàn)蓄電池組出現(xiàn)運(yùn)作狀態(tài)下降的情況時(shí)，及時(shí)對其進(jìn)行更換，并且確保在交流停電后，蓄電池能夠基于鐵路通信系統(tǒng)的需求，滿足規(guī)定的放電時(shí)間，確保鐵路通信系統(tǒng)的整體穩(wěn)定安全運(yùn)行。

3 結(jié)束語

在鐵路通信系統(tǒng)中，高頻開關(guān)電源是系統(tǒng)的動(dòng)力供給單元，對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作穩(wěn)定性起著決定性的作用。本文基于高頻開關(guān)電源的工作原理及使用特點(diǎn)，提出了保障工作區(qū)清潔，加強(qiáng)設(shè)備檢查、科學(xué)合理使用檢修工具、合理接入負(fù)載，調(diào)節(jié)均流、保障機(jī)房的溫度適中、納入電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)五點(diǎn)高頻開關(guān)電源在使用過程中的維護(hù)措施，需要我們在工作中有效執(zhí)行，提升高頻開關(guān)電源的使用穩(wěn)定性和壽命。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

濟(jì)南鐵路局濟(jì)南通信段 山東省濟(jì)南市 250001