通信電源系統(tǒng)的安全管理措施

馬 魁，周玉猛，曹亞輝

（中兵通信科技股份有限公司，湖北 武漢 430200）

0 引 言

通信機(jī)房的主要運(yùn)行動(dòng)力來(lái)源于電源系統(tǒng)，如果通信電源系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題則會(huì)造成安全隱患和威脅，從而影響通信電源系統(tǒng)的正常使用。為了保障通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須對(duì)電源系統(tǒng)制定有效的安全管理措施，以適應(yīng)各種環(huán)境，在任何復(fù)雜的情況下都能保證穩(wěn)定、安全的工作狀態(tài)。因此，必須引入先進(jìn)的通信電源設(shè)備，對(duì)電源安全系統(tǒng)進(jìn)行不斷優(yōu)化和改良，有效提升通信電源系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1 通信電源系統(tǒng)的概述

供電必須穩(wěn)定、可靠和安全，要有主備電力供應(yīng)。主用電源通常指兩路或一路市電電源；備用電源分成了2 種類型：一種是長(zhǎng)時(shí)間備用電源，另一種是短時(shí)間備用電源。長(zhǎng)期的后備動(dòng)力來(lái)自于柴油機(jī)或燃?xì)鉁u輪，一般條件下，通信電力系統(tǒng)對(duì)通信裝置的供電進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)換與調(diào)整，以保證通信裝置的供電穩(wěn)定性和可靠性。在主電源出現(xiàn)故障或者功率轉(zhuǎn)換及調(diào)整設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，首先通過(guò)臨時(shí)備用電源（通過(guò)存儲(chǔ)裝置直接或通過(guò)功率轉(zhuǎn)換裝置）進(jìn)行供電，在電網(wǎng)長(zhǎng)期停運(yùn)的情況下用自備發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。建立一套完備的電力系統(tǒng)，提高通信電力系統(tǒng)的可用性，以達(dá)到供電不中斷的目的，確保通信的安全。

通信電源系統(tǒng)包括了整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè)備以及相關(guān)的配電線路，其通常由10 kV 高壓雙回路系統(tǒng)、10 kV/380 kV 低壓變配電系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)、高頻開關(guān)電源系統(tǒng)（直流整流和配電系統(tǒng)）、不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、防雷接地系統(tǒng)以及集中監(jiān)視系統(tǒng)等組成。通信電力系統(tǒng)在通信業(yè)中所占比重不大，卻是通信網(wǎng)的重要組成部分之一。

2 通信電源安全管理的重點(diǎn)

通信電源安全管理的重點(diǎn)如下所述。

（1）抓源頭。抓源頭，就是要加強(qiáng)對(duì)通信供電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等方面的管理。

（2）重過(guò)程。注重流程，就是要注重常規(guī)和周期性維修，嚴(yán)格落實(shí)每日的維修工作計(jì)劃；根據(jù)新設(shè)備、新技術(shù)和新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，重新制定和完善各項(xiàng)規(guī)章制度和維修流程，并嚴(yán)格遵守。

（3）樹意識(shí)。樹意識(shí)就是要建立起一種安全的觀念，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致分析，及時(shí)整改，消除隱患；在電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作中，要提高員工的安全意識(shí)，保證安全生產(chǎn)。

（4）保安全。保安全就是要做好電力系統(tǒng)操作的緊急計(jì)劃，進(jìn)行排練，保證其可操作性；在出現(xiàn)故障的情況下，能夠迅速地對(duì)其進(jìn)行啟動(dòng)，適當(dāng)處置，使其迅速地回到正常的工作狀態(tài)。

3 通信電源系統(tǒng)中存在的安全問(wèn)題

3.1 物理層安全問(wèn)題

在外力作用下，或因不法之徒偷盜，而對(duì)光纖主干造成損害；對(duì)電磁波信號(hào)進(jìn)行干擾，阻礙了電磁波的正常通信；硬件設(shè)施和通信信道抗災(zāi)難的能力不夠強(qiáng)大，有些通信機(jī)房的防雷工作不夠充分，致使通信設(shè)備遭到雷擊；通信機(jī)房未嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)出管理制度，未建立健全的自動(dòng)報(bào)警及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，未建立嚴(yán)密的防火防盜等。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層安全問(wèn)題

在電力通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，有許多不同的操作系統(tǒng)，如果這些操作系統(tǒng)中出現(xiàn)各種安全缺陷，或者是系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)各種后門，都會(huì)使通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)入侵的事件。系統(tǒng)一旦遭受到外來(lái)者的入侵，就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中出現(xiàn)各種安全隱患，會(huì)通過(guò)某些惡意的攻擊，對(duì)電力通信造成威脅，如盜取、篡改信息，還會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前，各種電力通信網(wǎng)都會(huì)設(shè)計(jì)用戶身份驗(yàn)證的使用方式，最常見(jiàn)的便是口令驗(yàn)證方法，這種驗(yàn)證方式不夠強(qiáng)大，存在著安全隱患。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中，信息數(shù)據(jù)通常會(huì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或者是操作系統(tǒng)文件中，采用明文的存儲(chǔ)方式，并采用明文的傳輸方式，不具有高安全等級(jí)從而導(dǎo)致電力通信網(wǎng)中信息的儲(chǔ)存和傳送產(chǎn)生許多的危險(xiǎn)，其安全無(wú)法得到保障；在組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的安全防護(hù)措施沒(méi)有重視，對(duì)安全保護(hù)的認(rèn)識(shí)不夠深刻，保護(hù)裝置不夠完備，外部環(huán)境對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)的影響很大。

3.3 管理層安全問(wèn)題

電力通信系統(tǒng)的建設(shè)，主要目標(biāo)就是促進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展。該程中沒(méi)有建立起統(tǒng)一的安全管理體系，如電網(wǎng)企業(yè)在建設(shè)過(guò)程中沒(méi)有足夠的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)安全意識(shí)，導(dǎo)致通信系統(tǒng)并沒(méi)有建立完整的安全管理?xiàng)l例，也沒(méi)有設(shè)計(jì)各種層次性的用戶使用權(quán)限，更沒(méi)有設(shè)計(jì)合適的口令防護(hù)措施。

4 通信電源系統(tǒng)的維護(hù)和管理

4.1 UPS 主機(jī)日常維護(hù)

（1）保證UPS 主機(jī)的工作環(huán)境整潔，避免粉塵侵入機(jī)殼，引起部分線路發(fā)熱，使元件受損。需要注意的是，UPS 必須在干燥、通風(fēng)、清潔的環(huán)境下工作，遠(yuǎn)離熱源和太陽(yáng)直接照射。

（2）停電時(shí)，盡量不要用較大的負(fù)荷來(lái)啟動(dòng)UPS，應(yīng)該首先關(guān)閉一部分負(fù)荷，待 UPS 開啟后才能打開負(fù)荷，不然負(fù)荷的波動(dòng)會(huì)造成 UPS 的瞬時(shí)過(guò)負(fù)荷。

（3）不間斷電源在選擇電源時(shí)，應(yīng)留出合適的裕度，不得過(guò)負(fù)荷，且負(fù)荷總量不得超過(guò)其額定電源。

4.2 蓄電池組的維護(hù)

（1）單節(jié)電池的浮動(dòng)充電電壓必須設(shè)定為13.5 ～13.8 V，若設(shè)定太高，極易造成電池的損傷，若設(shè)定太低，電池將會(huì)出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，加速電池的老化。另外，在使用時(shí)，要防止電池過(guò)放電和大電流快速充電，并且不能將不同容量、不同廠家、不同性能的電池串聯(lián)在一起，以免影響整個(gè)蓄電池的性能。

（2）電池使用時(shí)，對(duì)工作環(huán)境的溫度有很高的要求，通常需要在20 ～25 ℃范圍內(nèi)工作，遠(yuǎn)離熱源，不能接近會(huì)發(fā)生電弧的區(qū)域，且應(yīng)保持600 mm 以上，在電池前端留出1 000 mm 以上的空間，便于工作人員進(jìn)行維修，也便于電池內(nèi)部的散熱。

（3）電瓶應(yīng)經(jīng)常檢查和測(cè)量，并作好記錄。如果出現(xiàn)了電池電壓異常、物理?yè)p傷、電解液泄漏以及溫度異常等情況，就應(yīng)該找到問(wèn)題所在，并及時(shí)更換有問(wèn)題的電池，在電池的底部要增設(shè)一個(gè)托盤，以避免電池泄漏液體而導(dǎo)致短路。

（4）因?yàn)椴皇呛茴l繁的斷電，所以推薦每半年人工切斷一次 UPS 電源，將 UPS 電源保持在逆變器的工作模式中，避免電解質(zhì)的沉積，從而保持電池的充電和放電性能，提高電池的使用壽命。

4.3 電源系統(tǒng)的管理

（1）將通信供電系統(tǒng)按等級(jí)分類進(jìn)行管理；將直流系統(tǒng)和不間斷電源系統(tǒng)歸為一級(jí)系統(tǒng)，將交流高、低壓、電機(jī)、防雷接地以及動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)歸為二級(jí)系統(tǒng)。要根據(jù)不同層次的分級(jí)次序，保證重點(diǎn)局站、重點(diǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，使由電源設(shè)備造成的通信故障最小化和故障的影響范圍最小化。

（2）在通信設(shè)備的供電系統(tǒng)中，要建立一個(gè)備用的操作與維修機(jī)構(gòu)，并要有一個(gè)備用的配置。為確保一臺(tái)電力裝置出現(xiàn)故障，另一臺(tái)電力裝置可以立即進(jìn)行檢修，方便替換與維護(hù)。

（3）為最大限度地減少電力系統(tǒng)的平均維修時(shí)間，應(yīng)時(shí)常對(duì)電力裝置進(jìn)行比較，制訂出對(duì)應(yīng)的緊急處理方案，定期開展緊急處理演習(xí)，保證在電力裝置出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以迅速處理。

（4）實(shí)行中央監(jiān)視和管理，既是技術(shù)發(fā)展的必然，也是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的要求，能對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)視。該系統(tǒng)可以對(duì)各個(gè)地區(qū)的電力設(shè)施，如UPS 電源系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等，進(jìn)行全方位、集中的綜合管理；對(duì)各類設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)及運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)與之相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，也可以利用聲音方式、短信等，采用多元化的方法向用戶傳遞報(bào)警信號(hào)，并將其及時(shí)告知維護(hù)管理責(zé)任人。

5 提高通信電源系統(tǒng)安全性的措施

通信設(shè)備的正常運(yùn)行，必須要有穩(wěn)定的電源，即不中斷、無(wú)瞬變等，所以對(duì)各類電源設(shè)備（包括交直流配電、 UPS 模塊、蓄電池、備用發(fā)電機(jī)）以及其他配電設(shè)備都要求十分可靠，有很高的平均無(wú)故障工作時(shí)間（Mean Time Between Failure，MTBT）指標(biāo)。然而，如何確保通信裝置的可靠性，卻不是一件容易的事情。為增強(qiáng)通信電源系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性,具體方法和措施如下[1]。

5.1 高低壓供電系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中高壓供電系統(tǒng)的作用是為高壓雙回路供電[2]。高壓電源最好是由多個(gè)變電所同時(shí)接入，以便在某條變電所發(fā)生故障時(shí)，可以在其他變電所接通，以確保裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電纜鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)將交流、直流線及信號(hào)/數(shù)據(jù)線分別鋪設(shè)，不能捆綁在一塊，從而最大限度地避免電磁干擾和火災(zāi)的發(fā)生。

5.2 UPS 系統(tǒng)

UPS 系統(tǒng)是一類以電網(wǎng)為輸入源，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)換與調(diào)整，為重要負(fù)荷提供穩(wěn)定、可靠的交流供電的電力。在軌道交通通信電源系統(tǒng)中，UPS 一般使用的是2 路市電輸入，是一種在線式雙變換工作模式，利用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（Automatic Transfer Switch，ATS）模塊來(lái)進(jìn)行市電切換，在切換的過(guò)程中 UPS 還可以由蓄電池進(jìn)行供電，以確保負(fù)載供電不中斷。在電網(wǎng)停電的情況下，通過(guò)其內(nèi)部的儲(chǔ)能裝置（蓄電池）作為輸入能源，對(duì)重要負(fù)載持續(xù)供電[3]。UPS 在工作時(shí)要注意空氣流通，以利于散熱。為了保證 UPS 系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，其負(fù)荷應(yīng)控制在60%以上。當(dāng)蓄電池釋放了約80%的電能后，就有可能導(dǎo)致電池的深度放電，從而影響了電池的使用壽命。若蓄電池長(zhǎng)時(shí)間在浮充，需要對(duì)電池進(jìn)行適度的放電，以促進(jìn)電池的激活。人工放電可每個(gè)季度進(jìn)行一次，從而延長(zhǎng)蓄電池的壽命，防止電池由于過(guò)度的自放電而引起損壞，并且 UPS 在放電后要及時(shí)充電，以免電池由于深度放電而引起損傷，放電時(shí)利用蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀對(duì)蓄電池進(jìn)行測(cè)試。

5.3 發(fā)電機(jī)組

由于電池的容量有限制，不可能長(zhǎng)期為通信裝置提供電力，因此通信電力系統(tǒng)中還需要配備發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)是把燃油的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能[4]。在使用時(shí)，發(fā)電機(jī)組和機(jī)房要始終保持干凈整潔，有良好的空氣流通，對(duì)4 漏（漏油、漏水、漏氣、漏電）進(jìn)行經(jīng)常的檢查，對(duì)濾清器進(jìn)行定期的清洗，并及時(shí)進(jìn)行更換，還要對(duì)各個(gè)儀表進(jìn)行檢查，觀察讀數(shù)是否正常。固定機(jī)組的啟動(dòng)電池應(yīng)該是在浮充狀態(tài)下，要定期對(duì)啟動(dòng)電池的狀況進(jìn)行檢查，讓油機(jī)室內(nèi)面積充足、進(jìn)出風(fēng)通暢[5]。

5.4 通信電源的安全防護(hù)管理

為保證網(wǎng)絡(luò)的安全，必須對(duì)通信電源進(jìn)行安全防護(hù)管理。一是，加強(qiáng)工作人員的管理，對(duì)通信電源系統(tǒng)的管理人員進(jìn)行定期的訓(xùn)練，提高他們的專業(yè)能力和責(zé)任心；二是，加強(qiáng)技術(shù)的管理，通信系統(tǒng)的管理人員，要學(xué)會(huì)一些基本的安全防護(hù)技術(shù)，運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)對(duì)通信電源進(jìn)行安全管理[6]。

6 結(jié) 論

要提高通信電源系統(tǒng)的安全性能，必須引入具有一定安全性和可靠性的通信設(shè)備。維護(hù)和管理好通信電源設(shè)備的運(yùn)行，能有效保障通信電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行。