電力通信網(wǎng)中通信電源故障的分析與維護

成紫薇

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 東海縣供電分公司，江蘇 東海 222000）

0 引 言

電力通信網(wǎng)承擔(dān)著非實時的數(shù)據(jù)管理和為通信網(wǎng)的運行提供話音服務(wù)等任務(wù)，具有舉足輕重的作用。隨著通信設(shè)備的增多，對通信電源供電穩(wěn)定性的要求也隨之提高。通信電源受損將會嚴重地影響到通信的穩(wěn)定和安全。

1 電力通信電源構(gòu)成和故障分析

1.1 電力通信電源的基本構(gòu)成

現(xiàn)代電力通信網(wǎng)中通信電源結(jié)構(gòu)可分為4個部分：（1）基礎(chǔ)電源，基礎(chǔ)電源可以長時間穩(wěn)定地為電力通信網(wǎng)提供電力供應(yīng)；（2）引入電源，利用外接線路以及其他電源供應(yīng)設(shè)備，如刀閘、變壓器等，為電力通信網(wǎng)分配合理的電能供應(yīng)；（3）浮充電源，又可稱之為不間斷電源，可以為網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)設(shè)備提供持續(xù)電源；（4）交換器電源，協(xié)助電能量互換的變換器電源設(shè)備，如變壓、變頻器等。

1.2 高頻開關(guān)電源失壓故障

電力通信網(wǎng)絡(luò)中通信主干線路失壓的主要原因是高頻開關(guān)失壓。當(dāng)通信電源電路板相關(guān)控制元件發(fā)生松動時，使高頻開關(guān)電源交流器完成不了常規(guī)的閉合工作，導(dǎo)致線路失壓，失壓會造成整個電力通信網(wǎng)出現(xiàn)工作故障。判斷高頻開關(guān)電源的失壓標準是：電源的整流模塊電壓處于零電壓狀態(tài)時，可以認定高頻開關(guān)電源出現(xiàn)失壓故障。

1.3 告警形式

在目前的電力系統(tǒng)運行中，通信電源設(shè)備的告警有常見告警和故障告警2種。常見告警是根據(jù)設(shè)備在使用過程中所出現(xiàn)的問題進行分類，如通信網(wǎng)在負載不足的情況下，就會產(chǎn)生相應(yīng)的欠電壓告警。當(dāng)系統(tǒng)在高溫度下工作，或電池自身溫度高時，就會產(chǎn)生高溫告警。根據(jù)電力系統(tǒng)的基本運行狀況，適時發(fā)布相應(yīng)的告警信號。故障告警在電池電壓很低的情況下，很難保證系統(tǒng)的正常工作，會自動關(guān)機，顯示出告警的信號。

1.4 故障分析法

當(dāng)通信電源發(fā)生故障時，通常采用性能分析方法和儀器測量方法來進行故障診斷，從而確定故障的本質(zhì)和原因，為以后的故障處理提供可靠的理論基礎(chǔ)。性能檢測方法是對歷史數(shù)據(jù)進行細致的比較和分析，以確定故障的真實狀況，并對告警信息進行正確的判定。儀器測量方法是在無法精確判斷故障告警的時候，可以通過相應(yīng)的儀器來判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并根據(jù)儀器上的異常信號分析出故障的原因。

2 通信網(wǎng)中常見通信電源故障

2.1 蓄電池短路故障

蓄電池對通信網(wǎng)的穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。通信電源中蓄電池一旦短路會導(dǎo)致供電不正常，甚至導(dǎo)致電池爆炸。如果電池組中的電線絕緣層斷裂，那么它就會直接和地面相連，產(chǎn)生對地放電，導(dǎo)致電線過熱，很容易引發(fā)火災(zāi)。要注意的是，要經(jīng)常檢查和維護電池，并對電池支架進行重新布線，確保它們不會與地面直接接觸。

2.2 高頻開關(guān)電源失壓故障

2.2.1 無輸出，保險管正常

這種現(xiàn)象說明開關(guān)電源未工作或進入了保護狀態(tài)。首先要測量電源控制芯片的啟動腳是否有啟動電壓，若無啟動電壓或者啟動電壓太低，則要檢查啟動電阻和啟動腳外接的元件是否漏電，此時如電源控制芯片正常，經(jīng)上述檢查可以迅速查到故障。若有啟動電壓，則測量控制芯片的輸出端在開機瞬間是否有高、低電平的跳變，若無跳變，說明控制芯片壞、外圍振蕩電路元件或保護電路有問題，可先代換控制芯片，再檢查外圍元件；若有跳變，—般為開關(guān)管不良或損壞。

2.2.2 保險燒或炸毀

主要檢查300 V以上的大濾波電容、整流橋各二極管及開關(guān)管等部位，抗干擾電路出問題也會導(dǎo)致保險燒、發(fā)黑。需要注意的是：因開關(guān)管擊穿導(dǎo)致保險燒一般會把電流檢測電阻和電源控制芯片燒壞。負溫度系數(shù)熱敏電阻也很容易和保險—起被燒壞。

2.2.3 有輸出電壓，但輸出電壓過高

這種故障一般來自于穩(wěn)壓取樣和穩(wěn)壓控制電路。直流輸出、取樣電阻、誤差取樣放大器，如TL431、光耦、電源控制芯片等電路共同構(gòu)成—個閉合的控制環(huán)路，任何—處出問題就會導(dǎo)致輸出電壓升高。

2.3 電源模塊故障

單一的整流模塊在工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)整流模塊的失效，使其無法正常工作。造成這些問題的原因有：元器件質(zhì)量不高、產(chǎn)品使用年限長、高壓雷擊、電網(wǎng)運行條件差。目前的通信電源在正常工作時，通常都會預(yù)留一塊備用電源，以防止終端電壓失壓崩塌。

2.4 熔絲熔斷、輸出過壓、交流電壓的非正常告警

當(dāng)發(fā)生保險絲不正常告警時應(yīng)先對保險絲的斷路進行檢查，同時對 DC配電裝置進行仔細的檢查。當(dāng)發(fā)生過壓告警時，要檢查輸出電壓是不是過高，如果是正常的，則要把監(jiān)測裝置的輸出電壓警報量設(shè)定到最大，看看它設(shè)定的過壓告警值是否合理，設(shè)定不合理時要及時改正。若電壓真的太高，則必須立即切斷電源，并及時檢查浮充和平均充電電壓，對其進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)交流電壓告警時，要對監(jiān)控裝置的交流電壓進行檢測，確認其是否正確。當(dāng)電流與設(shè)定值不符時，應(yīng)先切斷交流電源，待通信電源正常后再進行測試[1]。

3 電力通信網(wǎng)中通信電源故障的原因分析

3.1 設(shè)計問題

很多生產(chǎn)廠家在進行電源設(shè)計的過程中過于關(guān)注其穩(wěn)定性，而對于其他方面的性能沒有深入研究，如在電源緊急預(yù)警和備用電池的應(yīng)用方面。部分電源告警信息無干接點輸出而不能接入調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)致無法實時監(jiān)控通信電源設(shè)備運行狀態(tài)。所以應(yīng)該完善設(shè)計，讓電源的本身性能全面完善，而不只是在某一個單獨的方面有卓越的表現(xiàn)效果。

3.2 設(shè)備問題

通信電源一般儲存在機房中。機房如果沒有合適的溫濕度、防塵等良好環(huán)境條件，就會增加通信電源設(shè)備運行的負擔(dān)，久而久之讓電源設(shè)備的性能受到破壞，影響正常的運行效果。所以必須對機房中的設(shè)備進行定期維護，提供良好的運行環(huán)境，保證通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[2]。

3.3 管理問題

我國在電力通信的管理方面仍然沒有較完善的制度，也沒有科學(xué)的政策引導(dǎo)。所以必須完善管理制度，將通信電源納入通信運行方式管理，推動通信電源管理由“簡單、粗放”向“規(guī)范化、精益化”轉(zhuǎn)變[3]。通過每年春（秋）季安全大檢和專項安全活動開展通信電源隱患排查、整改，才能減少因通信電源出現(xiàn)故障對電網(wǎng)帶來的影響和損失。

4 電力通信網(wǎng)中通信電源故障的維護措施

4.1 做好通信電源系統(tǒng)隱患的排查治理工作

通信電源系統(tǒng)進行管理和維護時要對其進行隱患排查和治理。（1）制定有關(guān)的管理體系。做好通信電源檢修現(xiàn)場和設(shè)備施工的安全管理，對直流供電的安全性和可靠性進行了全面的驗證，并對各蓄電池的接線進行了檢查，確保了蓄電池的容量滿足通信電源的要求，當(dāng)有2組蓄電池同時供電時，必須進行告警和傳輸測試。（2）系統(tǒng)管理和維護人員要有很強的責(zé)任感。對危險部位的識別、措施和方法進行全面的監(jiān)督與管理。同時，為了避免人為疏忽和管理缺失影響到整個系統(tǒng)的正常工作，必須事先制定好應(yīng)對措施，加強操作監(jiān)護和軟件監(jiān)控。（3）持續(xù)提高通信電源系統(tǒng)的安全性。要定期更新通信電源設(shè)備和系統(tǒng)，引進新的通信電源技術(shù)，改進告警監(jiān)控方法，規(guī)范相關(guān)的監(jiān)控內(nèi)容。（4）進行隱患整改。對通信電源設(shè)備的配置進行分析，包括“雙電壓”配置、電壓保護配置等，提高電池的性能，確保電池的容量達到一個穩(wěn)定的水平，并進行隱患排查，確保通信電源的安全[3]。

4.2 完善機房設(shè)備，優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境

通信電源的故障與設(shè)備的質(zhì)量、性能有關(guān)。隨著科技的進步，各種設(shè)備也越來越多，為了提高電力通信網(wǎng)的效率，需要對老化、損壞的設(shè)備進行更新。一方面，設(shè)備的更新和功能的提高對提高通信網(wǎng)的工作效率非常重要，也可以有效降低電力系統(tǒng)的故障。要促進電力工業(yè)的健康發(fā)展，就需要不斷更新和改進設(shè)備，以適應(yīng)新形勢下的電力工業(yè)發(fā)展需要。另一方面，在實際維護時對其操作環(huán)境進行進一步的優(yōu)化，以防止其周圍的濕度太高，增加發(fā)生故障的概率。同時，還要對主機進行清洗，避免產(chǎn)生大量的粉塵，從而影響到設(shè)備的工作效率。除了要確保電源室的環(huán)境干凈外，還要對電源室的溫度、濕度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以確保通信電源的正常工作狀態(tài)[4]。

4.3 優(yōu)化預(yù)警體系

考慮到電源在通信網(wǎng)中的重要地位，各電力企業(yè)應(yīng)采用最優(yōu)告警系統(tǒng)，也可使相關(guān)人員及時、準確地獲得故障資料，并進行有效的維護。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能、5G移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、自動化等前沿技術(shù)在各行各業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，電力企業(yè)要與時俱進，把先進的技術(shù)應(yīng)用到通信網(wǎng)的運行環(huán)境和控制系統(tǒng)中去。對故障的原因進行及時的分析、控制，再由人工進行故障診斷，幫助有關(guān)人員迅速地通過遙控來解決通信電源的問題，有效保證了通信電源的穩(wěn)定安全運行。

4.4 規(guī)范設(shè)備使用方法

在通信電源的維護中，要想降低人為的影響，就需要對設(shè)備的使用方式作出明確的規(guī)定。在設(shè)備使用過程中，要求有關(guān)員工嚴格遵守技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)范。特別要正確地設(shè)置電源的安裝步驟，減少發(fā)生電源故障的概率。另外，為了提高通信電源的穩(wěn)定性，還必須對材料的選用進行嚴格的審核。在進行通信電源故障檢修時，應(yīng)著重解決其電纜接口問題。為保證通信網(wǎng)的正常工作，必須科學(xué)、合理地進行應(yīng)急供電，以便在突發(fā)情況下保證線路的正常運轉(zhuǎn)，減少對通信網(wǎng)的影響[5]。

在建設(shè)通信網(wǎng)時，工作人員要嚴格地按照通信網(wǎng)的實際情況和運行要求安裝通信設(shè)備，在安裝完畢之后還要對設(shè)備的安裝進行嚴格檢查，做到萬無一失，保證安裝的準確度和精度，這樣才能降低通信電源故障的發(fā)生率。

4.5 蓄電池故障及維護

大部分變電所的事故都是由蓄電池內(nèi)部的短路引起的。一旦電流發(fā)生異常，就會導(dǎo)致電池爆炸，而電池的外部絕緣層也會受到損傷。電池架和地面相連，一旦發(fā)生故障，就會引發(fā)對地放電，從而引發(fā)火災(zāi)。工作人員在安裝電力通信基站時要注意，電池架不能靠地太近，要盡量遠離地面，以免發(fā)生火災(zāi)。同時，工作人員要對蓄電池進行定期的檢測，發(fā)現(xiàn)有損傷，必須及時更換，以保證電池的性能達到最基本的要求。國內(nèi)的蓄電池都是采用閥控型鉛酸蓄電池，這種蓄電池比傳統(tǒng)的蓄電池性能好很多，可以大幅度降低維護工作量。

5 結(jié) 論

通信電源是電力通信網(wǎng)的一個重要組成部分，是通信網(wǎng)安全運行的關(guān)鍵。通信電源電壓不穩(wěn)、電路短路等嚴重影響了電力通信網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性，分析電力通信網(wǎng)中通信電源故障原因，提出了相應(yīng)的維護措施, 保障了通信電源的穩(wěn)定運行。