高原氣候?qū)νㄓ嵲O(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響

朱丹江　高明焱　劉軍

摘要：在高原氣候下，通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建開始實現(xiàn)快速發(fā)展，通訊對社會各方面的影響都非常顯著。但是，高原地區(qū)因為特殊的氣候和地理環(huán)境，對通訊設(shè)備的穩(wěn)定性造成了嚴重影響，并進一步提高了對通訊設(shè)備的維護要求。據(jù)此，本文主要對高原氣候?qū)νㄓ嵲O(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞：高原氣候；通訊設(shè)備；結(jié)構(gòu)設(shè)計；影響

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）19-0290-02

1 高原氣候?qū)νㄓ嵲O(shè)備的影響分析

1.1 對通訊設(shè)備和材料的影響

高原地區(qū)的氣溫非常低，日照時間比較長，紫外線輻射十分強烈，而且晝夜溫差比較大，氣候太過干燥，正是由于這些特殊性，導致通訊設(shè)備的性能明顯下降，材料在不斷老化，并發(fā)生著物理化學反應(yīng)，從而導致材料的絕緣性能明顯下降，甚至還會失去作用，從而引發(fā)嚴重的安全隱患。長期在低溫環(huán)境下運轉(zhuǎn)，通訊設(shè)備在外力作用下，很容易由于材料發(fā)生冷脆現(xiàn)象，被嚴重損壞。高原地區(qū)的晝夜溫差太大，因為設(shè)備結(jié)構(gòu)的接口材質(zhì)和膨脹系數(shù)大不相同，導致外部通訊設(shè)備承受著內(nèi)部與外部受熱不均的壓力，極易發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，從而使得接口間隙接觸不良，信號不穩(wěn)定，同時，還會加大設(shè)備安裝與拆卸的難度。而一旦溫度和設(shè)備運轉(zhuǎn)的最低溫之間相比較低，設(shè)備很有可能會停止運轉(zhuǎn)?？諝饷芏容^低，還會造成通訊設(shè)備內(nèi)部空氣流通緩慢，導致散熱難度增加，絕緣強度明顯降低，這樣一來，材料就會發(fā)生淤積，溫度則會不斷升高。風沙比較大，接頭盒的加固難度也會有所增加，晃動程度也會增大，這些問題的存在，都會造成通訊設(shè)備的光纜纖芯發(fā)生很大程度上的收縮，從而導致?lián)p耗明顯增加。另外，因為海拔比較高，地形多元化，大部分都是高山和陡坡，長期的凍土層會阻礙有線通訊架設(shè)工作的開展。有線通訊受地形影響，架設(shè)線路難度比較大，速度有所下降，線路的損耗也會增加，線路的維護難度也隨之加大。晝夜溫差較大，在溫度較低的時候，電離層也會處于比較低的狀態(tài)下，這樣就會直接干擾到無線通訊，導致其聯(lián)絡(luò)效能明顯降低。同時，無線通訊在地勢的影響下，通訊距離明顯縮小，甚至導致信號中斷，無法順暢聯(lián)絡(luò)。高原氣候所帶來的問題，會對通訊設(shè)備的穩(wěn)定性，以及其作用的發(fā)揮造成直接性影響，致使聯(lián)絡(luò)不穩(wěn)定，在發(fā)生意外的時候，甚至還會威脅到工作人員的生命安全。

1.2 對通訊電源的影響

高原地區(qū)的平均氣溫比較低，在冬天的時候，低溫現(xiàn)象十分明顯。因為氣候、地形、環(huán)境等因素的限制，導致通訊基站的供暖設(shè)施設(shè)備不充足，做不到有效的保暖工作，而且穩(wěn)定性比較差，基站的內(nèi)部溫度也非常低，工作環(huán)境十分惡劣。在環(huán)境因素中，溫度是影響電池性能的關(guān)鍵要素，長期工作在低溫狀態(tài)，會導致電池性能明顯下降。鋰電池與鋰聚合物電池主要利用電解液作為有機液體，就像是油類，在低溫狀態(tài)下，很容易發(fā)生凝結(jié)，以此促使其導電性明顯降低，物質(zhì)活性也明顯下降。電解液濃度差不斷增大，極化被明顯強化，而用于導電的鋰鹽，在內(nèi)部活動時，就會被限制，從而就會造成充電效率降低，甚至還會造成充電提前結(jié)束，放電也不例外，這樣勢必會縮短電池的使用壽命。高原地區(qū)大多數(shù)的通訊基站都是利用太陽能發(fā)電，遇到緊急情況的時候，才會使用柴油發(fā)電機。如果長期處于極端天氣條件下，使得光照明顯不足，就不能及時并有效進行蓄電池充電。惡劣天氣的持續(xù)時間太長，則會造成電池過度放電，進而直接報廢。蓄電池在高原地區(qū)的作用是不可置疑的，電池性能的不斷下降和失效，會對基站內(nèi)部人員的生活與工作造成直接影響，還會阻礙通訊設(shè)備的正常運行。

1.3 對設(shè)備性能的影響

高原地區(qū)的氣候因素影響比較大，尤其是通訊設(shè)備的測量類別儀表，很容易導致測量結(jié)果與實際值之間存在較大的誤差。溫度比較低，溫差過大，氣候干燥等因素，都很容易導致電氣元件發(fā)生故障，橡膠塑料配件發(fā)生老化，機件性能明顯下降。裝備儀表的儲存和運作環(huán)境過差，外界氣候因素就會更加容易導致通訊設(shè)備性能受影響。供電條件與相關(guān)規(guī)范不相符，很容易導致裝備發(fā)生故障，啟動或者停止等異常現(xiàn)場屢見不鮮。

2 高原氣候下通訊設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 通訊設(shè)備絕緣設(shè)計

隨著空氣壓力與密度的不斷降低，導致外絕緣強度明顯下降。在海拔到5km范圍以內(nèi)，每次升高1km，氣壓就會降低7.8-10.6kPa，外絕緣強度強度則降低8-13%。就相關(guān)規(guī)定而言，通過系統(tǒng)電壓、過壓等級、絕緣等級等因素，進一步確定需要的差距，并按照海拔高度加以適當修正。平均絕對濕度會隨著海拔不斷升高，而有所降低。在絕對濕度有所降低的時候，通訊產(chǎn)品外絕緣強度會明顯下降，所以，必須濕度修正對放電電壓和沖擊閃絡(luò)電壓的濕度。濕度修正主要是以0海拔的平均絕對濕度作為標準，具體地修正則應(yīng)該按照相關(guān)標準的明確規(guī)定。高原通訊設(shè)備嚴格按照規(guī)定進行審查，根據(jù)海拔4km進行審查。其中，布置結(jié)構(gòu)的時候，分項審查主要包括PCB改板；增加絕緣防護隔離帶；更換部分器件；所有通訊設(shè)備逐一分類審查。另外，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，進一步優(yōu)化導電體的形狀，嚴格按照相關(guān)標準，進行測試與驗證。

2.2 通訊設(shè)備散熱設(shè)計

空氣的壓力或者密度有所下降，會造成空氣介質(zhì)的冷卻效應(yīng)明顯降低。對于主要以自然對流、強迫通風、空氣散熱等作為主要散熱方式的通訊設(shè)備，因為散熱能力比較差，溫度會不斷升高。在海拔到5km范圍以內(nèi)，每次升高1km，平均氣壓就會降低7.8-10.6kPa，溫度升高則會增加3-10%。隨著海拔高度不斷增加，空氣溫度的最高值和平均值會明顯降低。高原氣候的空氣溫度降低，能夠局部或者全部補償，由于氣壓不斷降低，所造成的通訊設(shè)備溫度升高。環(huán)境空氣溫度的補償值是0.5K/100m。高原氣候?qū)Σ捎每諝饫鋮s方式的通訊設(shè)備的散熱有一定的好處，但是也有一定的壞處。因此，在進行散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，應(yīng)對雙方影響進行綜合考慮。其中，主要進行相關(guān)設(shè)計，即確保風道設(shè)計足夠完善，選擇可靠性良好的設(shè)備，選擇合適的散熱風機，合理布局設(shè)備，并適當增加內(nèi)部擾流策略。

2.3 通訊設(shè)備凝露處理設(shè)計

高原環(huán)境的溫度發(fā)生較大的變化，很容易發(fā)生凝露問題，對此，其一，加熱除濕，以加熱除濕裝置作為載體，確保內(nèi)部溫度明顯高于環(huán)境溫度，并對內(nèi)部溫度和濕度進行實時檢測，嚴格控制濕度在85%以內(nèi)。其二，適當增加安全柵格，保證通訊安全。其三，密封可能存在的放電位置，促使其與外部相隔離開來。其四，內(nèi)部擾流，增加擾流裝置，確保凝露發(fā)生幾率有所降低。其五，三防處理，噴涂三防漆。

2.4 通訊設(shè)備機械結(jié)構(gòu)件及材料設(shè)計

就設(shè)備內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)件，需要對高原溫度的變化，所導致的材料變形對公差的影響進行充分考慮。這些在進行設(shè)備設(shè)計的時候，應(yīng)全面考慮。合理選擇絕緣材料，選用不會受溫差變化太大影響，以及防老化程度比較高的，在確保高強度的基礎(chǔ)上，變形量和老化程度不斷縮小，適合對絕緣配合要求比較高的位置。

另外，還要加強對通訊設(shè)備機械結(jié)構(gòu)件的防護和強度設(shè)計。在高原氣候下，把通訊設(shè)備轉(zhuǎn)移到室內(nèi)溫度比較高的場地，加蓋被褥保溫，并加注防凍液，確保通訊設(shè)備的性能始終處于充分穩(wěn)定的狀態(tài)下，不會對正常的運作造成影響。在展開天線之前，應(yīng)選擇一個擋風的場所，避免大風突然襲擊，直接損壞通訊設(shè)備，同時，還要注意有效防止冰雪等各種自然災害。而對于通訊設(shè)備內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)部件脫落和元件接觸不良等現(xiàn)象，需要提前做好備用件。

3 結(jié)語

綜上所述，在高原氣候下，通訊設(shè)備發(fā)揮著非常重要的作用，在使用時，需要切實根據(jù)氣候狀況，全面加強對通訊設(shè)備的維護與管理，針對高原氣候特點，及時進行更新與優(yōu)化，尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須做好優(yōu)化工作。另外，還要對通訊設(shè)備做好防凍、防塵、防潮等工作，確保通訊裝備處于良好的工作狀態(tài)，從而更好地完成工作。

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