通信電源設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新思維應(yīng)用研究

鄭曉蘭，伊 林

（1.民航貴州空管分局，貴州 貴陽 550012；2.貴州交通信息與應(yīng)急指揮中心，貴州 貴陽 550003）

0 引 言

在通信行業(yè)中，人們常常把通信電源系統(tǒng)比作通信系統(tǒng)的心臟。近年來，民航通信網(wǎng)絡(luò)持續(xù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量急速增長，通信電源的質(zhì)量將直接影響民航通信網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行，甚至關(guān)系到民航的持續(xù)發(fā)展和航空安全。通信電源功率各異，對(duì)供電質(zhì)量要求不同，需通過設(shè)計(jì)增強(qiáng)通信電源的可靠性。一般直流電壓主要為24 V和-48 V，交流電壓為220 V和380 V。通信電源種類較多，存在一定的冗余，客觀上加大了設(shè)計(jì)難度?；诖?，為提高通信電源可靠性、穩(wěn)定性和高效性，更好地滿足民航通信業(yè)務(wù)發(fā)展的各種需求，探析通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用方略顯得尤為重要。

1 通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用的必要性

1.1 增強(qiáng)通信電源運(yùn)維管控的有效性

當(dāng)前，通信電源在創(chuàng)新思維加持下朝著數(shù)字化、信息化和智慧化方向改進(jìn)，可運(yùn)用計(jì)算機(jī)測(cè)控通信電源。將監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置在通信基站電源設(shè)備所在系統(tǒng)內(nèi)，運(yùn)用IT技術(shù)對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行遙控、遙信、遙測(cè)，實(shí)時(shí)了解通信電源設(shè)備運(yùn)行動(dòng)態(tài)，整合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為科學(xué)處理通信電源故障、保障電信系統(tǒng)安全穩(wěn)定提供依據(jù)，使通信電源運(yùn)維管控更為高效，凸顯通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用的必要性。

1.2 減少通信電源成本費(fèi)用

為提高通信服務(wù)質(zhì)量，滿足社會(huì)各界通信需求，電信系統(tǒng)不斷擴(kuò)展。在有關(guān)系統(tǒng)改建、擴(kuò)延過程中，需投入較多通信電源設(shè)備。在通信電源設(shè)計(jì)中應(yīng)用創(chuàng)新思維，遵循因地制宜、科學(xué)高效理念，立足系統(tǒng)本身，踐行總電規(guī)定，運(yùn)用電源設(shè)備自由組態(tài)，盡量減少電源設(shè)備數(shù)量，避免電信系統(tǒng)存在冗余，同時(shí)可降低運(yùn)維成本，在新設(shè)備、新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用前提下實(shí)現(xiàn)無人值守、少人值守目標(biāo)，降低人力成本，推動(dòng)通信電源設(shè)計(jì)朝著低耗高效方向可持續(xù)發(fā)展。

1.3 為通信行業(yè)未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)

通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的應(yīng)用可滲透在監(jiān)控、管理等各個(gè)方面。在研究創(chuàng)新思維應(yīng)用情況時(shí)，可積累“三遙”功能、集中監(jiān)控以及設(shè)備研發(fā)等技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮IT技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)通信電源供電穩(wěn)定性、有效性和效益性，為助推通信電源設(shè)計(jì)管理對(duì)策推陳出新指明了方向。同時(shí)，創(chuàng)新思維的應(yīng)用可提升通信行業(yè)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，繼而引領(lǐng)通信行業(yè)不斷發(fā)展，為更多新型創(chuàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用給予支持[1]。

2 通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的應(yīng)用關(guān)鍵

2.1 選 址

通信機(jī)房設(shè)計(jì)需從電信系統(tǒng)整體發(fā)展角度出發(fā)應(yīng)用創(chuàng)新思維，不可隨意擺放電源設(shè)備，需考慮空調(diào)送風(fēng)、消防通道預(yù)留等問題，合理安排布局。到選址現(xiàn)場(chǎng)后，需先掌握市電引入情況，了解通信機(jī)房結(jié)構(gòu)、位置、樓間電源上下線路由等信息，從電源線走地槽和走豎井角度出發(fā)，提高設(shè)計(jì)的有效性。結(jié)合實(shí)際情況規(guī)設(shè)通信機(jī)房、油機(jī)房和電力主機(jī)房高度，確保線纜長度合宜。了解電信系統(tǒng)內(nèi)通信設(shè)備用電、空調(diào)用電、照明用電等情況，根據(jù)通信電源設(shè)備近期或計(jì)劃安裝需求估算機(jī)房直流和交流總負(fù)荷。記錄專業(yè)通信機(jī)房詳細(xì)情況，了解電源設(shè)備組成，保障常用設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定（見表1）。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用創(chuàng)新思維科學(xué)選址，滿足通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用需求。機(jī)房墻體需選用絕熱建筑材料，減少冗余通信電源設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，降低機(jī)房能耗。

2.2 布 線

為保障電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)高效，減少導(dǎo)線用量，需保障該系統(tǒng)與負(fù)荷中心距離較近。在線路較長的情況下，為滿足載流電壓需求，考慮優(yōu)化導(dǎo)線截面積，在運(yùn)維、性能、導(dǎo)線長度等因素共同作用下選擇敷設(shè)方式，提高布線設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的應(yīng)用質(zhì)量。以接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，需根據(jù)直流電壓降允許值域設(shè)計(jì)直流電源接地線截面積。通常情況下，多股銅導(dǎo)線截面積為35～90 mm2。在接地線兩端需加強(qiáng)電氣保護(hù)和防腐處理，切忌將熔斷器、開關(guān)加裝在交流中性線內(nèi)，僅能用電源設(shè)備敷設(shè)接地線，保障電氣連通效果較優(yōu)，使地下接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定（見圖1），為創(chuàng)新思維在通信電源設(shè)計(jì)中的妥善運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

圖1 通信電源工程地下接地網(wǎng)設(shè)計(jì)圖例

2.3 供 電

在通信電源設(shè)計(jì)過程中，混合供電、分散供電以及集中供電較為常用，需根據(jù)電源系統(tǒng)構(gòu)成差異妥善選擇供電模式。在通信樓內(nèi)電源設(shè)備不斷增多的背景下，供電容量、安裝電源設(shè)備面積隨之增加，供電方式需在創(chuàng)新思維加持下靈活應(yīng)用，賦予供電方式混合性、針對(duì)性、契合性，在應(yīng)用創(chuàng)新思維基礎(chǔ)上助推通信電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)朝著體系分散化、設(shè)備集中化方向發(fā)展，使供電系統(tǒng)更多元，優(yōu)化供電模式，落實(shí)通信系統(tǒng)節(jié)能降耗創(chuàng)新設(shè)計(jì)目標(biāo)[2]。

3 通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用原則

3.1 依 規(guī)

為保障通信電源設(shè)計(jì)科學(xué)可靠，需根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》展開實(shí)踐活動(dòng)，要求通信電源安裝設(shè)計(jì)遵循國家技術(shù)政策，執(zhí)行國家消防、防震、放空以及環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)，在保障設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上考慮維護(hù)、安裝和使用便捷性，保障極端惡劣條件下的通信安全。應(yīng)用創(chuàng)新思維設(shè)計(jì)的通信電源需符合電信設(shè)備信息產(chǎn)業(yè)入網(wǎng)要求，未經(jīng)許可設(shè)備不得參與設(shè)計(jì)活動(dòng)。根據(jù)抗震設(shè)防烈度特殊要求的地區(qū)，通信電源、交換、傳輸?shù)戎饕O(shè)備設(shè)計(jì)需要針對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)不合格的電源設(shè)備不得設(shè)計(jì)應(yīng)用。創(chuàng)新思維應(yīng)用方案需與通信電源系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)的長期發(fā)展目標(biāo)一致，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效果、發(fā)展動(dòng)態(tài)、設(shè)備壽命以及改建（擴(kuò)建）可能等因素，繼而選擇成本較低、技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)實(shí)用、切合實(shí)際的通信電源創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)策[3]。

3.2 合 理

通信電源設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新思維的應(yīng)用需充分考慮建成投產(chǎn)5年左右效益，確保蓄電池組設(shè)計(jì)符合系統(tǒng)近期配置要求。整流設(shè)備設(shè)計(jì)能滿足該系統(tǒng)的近期配置需求，同時(shí)通信用交流配電設(shè)備和直流配電設(shè)備需分別與電信系統(tǒng)遠(yuǎn)期、近期配置實(shí)況高度契合，增強(qiáng)通信電源設(shè)計(jì)的合理性。以通信局站蓄電池配置為例，通常情況下規(guī)設(shè)2組容量相等蓄電池組，如小容量局站可規(guī)設(shè)100 Ah、200 Ah蓄電池。若選用200 Ah電池，可并聯(lián)使用同型號(hào)、同廠家、同容量、出廠日期差距小于1年的100 Ah蓄電池。在涉及替換既有電池組的情況下，若少數(shù)2 V電池存在老化問題，加之電池組使用不大于3年，其余電池質(zhì)量合規(guī)，可單獨(dú)替換老化電池，否則需全部替換。電池容量單組小于200 Ah時(shí)，可設(shè)計(jì)應(yīng)用12 V單體電池；若電池容量單組大于200 Ah，可設(shè)計(jì)應(yīng)用2 V單體電池。在創(chuàng)新思維應(yīng)用過程中，通信電源設(shè)計(jì)全新電池組可運(yùn)用閥控密封免維護(hù)電池。

表1 常用設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

3.3 高 效

基于影響通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用要素較多，如電信系統(tǒng)擴(kuò)建（改建）、設(shè)備穩(wěn)定性、設(shè)計(jì)成本等，需遵循科學(xué)高效原則，關(guān)注設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可行性，保障設(shè)計(jì)綜合效益。以交直流電源線配置為例，根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計(jì)規(guī)范》選用銅質(zhì)配線。若連接鋁質(zhì)架空電線，需用鋁芯電力電纜，避免不同金屬連接出現(xiàn)電化腐蝕現(xiàn)象。相同路徑內(nèi)直流電源線、交流電源線間隔大于100 mm時(shí)，為降低設(shè)計(jì)成本，在創(chuàng)新思維加持下，設(shè)計(jì)人員可用大線徑取代用量較少線徑以趨近線纜，同時(shí)簡化線纜系統(tǒng)，方便日后運(yùn)維，使通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用更高效[4]。

4 通信電源設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維應(yīng)用方略

創(chuàng)新是通信電源設(shè)計(jì)發(fā)展內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，為新技術(shù)、新理論、新模式的引入鋪平道路。實(shí)踐證明，只有通信電源設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，才能助推產(chǎn)品開發(fā)、系統(tǒng)管理、人才培養(yǎng)、國家規(guī)定等方面與時(shí)俱進(jìn)。創(chuàng)新思維并非完全摒棄既有思維，而是契合實(shí)際探尋更優(yōu)通信電源設(shè)計(jì)出路，提高通信系統(tǒng)綜合服務(wù)質(zhì)量，滿足新時(shí)代通信系統(tǒng)的發(fā)展需求。通信電源是通信系統(tǒng)心臟，是保護(hù)通信設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。歷經(jīng)多年改革，通信電源設(shè)備推陳出新，用智能系統(tǒng)取代傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)，支持著創(chuàng)新思維的廣泛應(yīng)用，使我國通信電源設(shè)計(jì)質(zhì)量不斷提高。

4.1 在蓄電池改進(jìn)中應(yīng)用創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)直流系統(tǒng)配置2組蓄電池，每組蓄電池正負(fù)極在獨(dú)立直流配電屏及線纜內(nèi)連接。改進(jìn)后的蓄電池組正負(fù)極可連接到一起，以公用線纜為依托，連接直流配電屏正負(fù)兩極。改進(jìn)后蓄電池若其中一組出現(xiàn)故障，可增加蓄電池直流配電屏與正極之間線纜截面積，繼而降低線纜電壓，確保蓄電池容量能得到充分應(yīng)用，在強(qiáng)化蓄電池使用性能的同時(shí)有效節(jié)約電能，落實(shí)提質(zhì)降耗蓄電池創(chuàng)新整改目標(biāo)[5]。

4.2 在開關(guān)設(shè)計(jì)中應(yīng)用創(chuàng)新思維

為解決傳統(tǒng)通信電源設(shè)備開關(guān)設(shè)計(jì)問題，引入并聯(lián)開關(guān)。以UPS系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)在供電過程中需要更多蓄電池，確保UPS均有配套蓄電池組。若其中一臺(tái)UPS發(fā)生故障且需要檢修，相關(guān)蓄電池將無法運(yùn)用。應(yīng)用創(chuàng)新思維引入并聯(lián)開關(guān)，系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中開關(guān)斷開，不影響系統(tǒng)提供電能。在UPS出現(xiàn)問題進(jìn)入運(yùn)維狀態(tài)后，蓄電池并聯(lián)開關(guān)隨之閉合。此時(shí)與故障UPS相連的蓄電池可在并聯(lián)開關(guān)作用下接入通信電源系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上增加蓄電池容量，提高通信電源系統(tǒng)內(nèi)蓄電池利用率。

4.3 在直流遠(yuǎn)供技術(shù)優(yōu)化中應(yīng)用創(chuàng)新思維

以通信網(wǎng)絡(luò)固有DC -48 V為依托，發(fā)揮直流遠(yuǎn)供技術(shù)作用。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端供電設(shè)備選用高壓直流浮地輸電模式，應(yīng)用創(chuàng)新思維改進(jìn)直流遠(yuǎn)供方式，用局端配電取代遠(yuǎn)端配電，使遠(yuǎn)端配電功率損耗有所減少，節(jié)約供電傳導(dǎo)能耗，一定程度上降低了通信電源設(shè)計(jì)成本。同時(shí)，做好蓄電池組、開關(guān)電源以及UPS設(shè)備遠(yuǎn)端設(shè)置工作，針對(duì)基站塔進(jìn)行改善，提高直流遠(yuǎn)供技術(shù)的應(yīng)用有效性。根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，靈活選擇雙端供電模式。受電端、供電端均利用遠(yuǎn)供電設(shè)備，為此供電電壓可設(shè)計(jì)為DC 380 V，其傳輸電流約為交流供電量的1/2，約為遠(yuǎn)供單端供電量的73%，在此基礎(chǔ)上降低線纜截面積，降低通信電源設(shè)計(jì)成本。直流遠(yuǎn)供技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用范圍較廣，適用于各類遠(yuǎn)端電源設(shè)備，尤其是低功耗電源設(shè)備，以及ONU、RRU、WLAN、直放站以及基站等室外型電源設(shè)備。它在農(nóng)村、山區(qū)、地鐵沿線、高鐵、高速公路以及邊遠(yuǎn)遙控臺(tái)站等特殊場(chǎng)景內(nèi)應(yīng)用較為穩(wěn)定，同時(shí)可強(qiáng)化通信電源系統(tǒng)管理能力，提高特殊場(chǎng)景內(nèi)電源設(shè)備運(yùn)行效率及管控質(zhì)量[6]。

5 結(jié) 論

綜上所述，在通信電源設(shè)計(jì)中應(yīng)用創(chuàng)新思維對(duì)提升其工作安全性、提高通信電源設(shè)備管理及運(yùn)維效率具有積極意義。為有效運(yùn)用創(chuàng)新思維，需技術(shù)人員學(xué)習(xí)進(jìn)取、敢于實(shí)踐，結(jié)合通信電源系統(tǒng)發(fā)展實(shí)況，遵循國家規(guī)定合理選擇供電方式、合理布線和合理選址，在蓄電池改進(jìn)、開關(guān)設(shè)計(jì)及直流遠(yuǎn)供等技術(shù)優(yōu)化環(huán)節(jié)加強(qiáng)創(chuàng)新，繼而助推通信電源系統(tǒng)良性發(fā)展，以滿足民航通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健發(fā)展。