電力用微波設備故障判定及處理方法

祝 丹

（孝感供電局，湖北 孝感 432000）

微波通信在電力系統中的應用從模擬微波階段至中、小容量數字微波階段，直到今天的大容量數字微波階段，經歷了20多年的歷程。模擬微波PDH系統，一般采用編碼調制數字電話終端機，它還包括二次群和高次群復接器、保密機及其他數字接口設備，按工作性質不同，可以組成數字終端或數字分路終端機。數字微波SDH系統，則采用SDH數字復用設備(簡稱SDH設備)，它由一些基本功能塊靈活地組成不同類型的總設備。SDH微波傳輸設備所采用的基本技術大致與PDH相同，但由于傳輸方式的特點又決定了兩者有所不同。

當前微波通信在電力系統通信主干線上的應用規模僅次于光纖通信。

1 常見故障現象及判定

中心站維護人員可以通過網管計算機查詢各站設備的詳細數據，在故障發生時，通過分析告警信息進行故障定位，從而有效地處理故障。網元設備維護人員可以通過設備指示燈的狀態結合用戶反饋、儀表測量值等對故障進行分析、定位和處理。

1.1 網元設備的故障分析、識別

網元設備維護人員可通過設備指示燈工作狀態所反饋的告警信息進行故障分析。在設備出現故障時，經常會出現較多部件同時告警的情況。這時故障分析的一般原則為，先檢查中央處理單元，再分析支路單元。從分析高級別告警開始，再分析低級別告警的單板。維護中，首先從整體上觀察設備是否有高級別告警，即中央處理單元上的告警，再觀察設備支路板的指示燈告警情況，同時結合用戶反饋，一般情況下就可以初步判定故障點。

網絡維護人員通過網管計算機對設備進行監控，可以看到很多細節性的信息，包括告警信息和性能參數，從而可以對全網有一個整體的觀察。這樣對于故障分析、定位是極有利的。有時出現告警信息繁多的情況，此時應當抓住其中幾個基本告警，并通過這些基本告警直接定位出故障點。因為一些告警是由這些基本告警衍生出來的，因此不能通過它們定位出故障點。如某站接收端出現了AIS等告警，不能說明本站接收出現故障，相反可能是因為發信端或傳輸鏈路故障，而向本站傳送的對告信息。

1.2 信道機的故障分析、識別

信道傳輸設備由收信部分和發信部分組成。收信部分可分為收信機、解調器及切換單元；發信部分可分為發信機、調制器及切換單元。為保證其安全穩定，一般都配置有主、備用2個波道，所以當1個波道出現告警時，不會引起通信中斷。微波信道機設備出現故障時，可以從設備發出的告警指示來判斷是設備中哪一部分發生故障。

1.2.1 發信部分告警判定

發信機告警表示發信機部分有故障發生或發信機輸入中頻信號中斷。若發信機故障，應及時更換發信機。如告警是由中頻信號中斷引起的，則要進一步檢查調制器部分有無告警，以及調制器與發信機之間的連接電纜是否有斷線或有接觸不良現象。若是連接電纜松動或斷線，應更換連接電纜。若是調制器告警，則應進一步檢查是調制器部分故障還是調制器輸入信碼中斷。若是調制器故障，應及時更換調制器。若告警是由輸入信碼中斷引起，則要進一步檢查切換部分有無告警，以及調制器與切換之間的連接電纜是否斷線或接觸不良。若是切換單元故障，則有可能會引起整個電路的中斷。處理故障時，應首先設法維持一個波道的收發信號暢通，從而保證主信道不致中斷。主信道是否中斷，可以通過檢查群路復接設備有無告警來加以判別。

1.2.2 收信部分告警判定

收信機告警表示收信機部分有故障或收信機輸入微波信號中斷。若是收信機故障，應及時更換收信機。如果告警是由微波信號中斷引起的，則在更換備件后收信機依然告警，且收信場強無指示或很低。此時應檢查對方站該波道發信機輸出是否正常。如果對方站沒有問題，則要進一步檢查2個站的波道分合路系統和天饋線系統。需要注意的是：天饋線系統有問題時通常會同時影響2個波道(空間分集站除外)。若收信機無故障而解調器告警，則很有可能是解調器故障，此時更換解調器即可。

1.3 PCM的故障分析、識別

PCM終端設備故障產生的原因有：LOS(信號丟失)；LOF(幀丟失)；OOF(幀失步)。在網管上會出現的告警有：無收信碼告警、AIS信號告警、子幀/復幀失步告警及相應的對告指示。一般情況由以下2個原因引起告警：上一級復接設備的2 M支路無輸出或2設備之間的連接電纜有斷線。具體分析如下。

(1) AIS信號告警。此告警表示收信碼中斷。出現此告警時應檢查上級復接設備的收信部分是否正常、對端站PCM發信部分有無告警以及整個2 M收信鏈路是否中斷。

(2) 子幀失步告警。此告警出現時表示PCM設備收信部分子幀同步未能建立，可能由誤碼引起，也可能是設備故障。檢查時可先將PCM構造環路檢測(簡稱自環)，以判定本端設備是否故障。在確認設備故障時，應替換有關同步部分的電路板。如果是通道誤碼，則需進一步檢查上級設備及對端設備的工作情況。子幀失步時，整個PCM的話音通路全部阻斷，對端站給出子幀對局告警指示。

(3) 復幀失步告警。此告警出現時表示PCM設備收信部分復幀同步未能建立，判別處理方法同上。復幀失步時，整個PCM的信令通路全部阻斷，對端站給出復幀對局告警指示。

（4） 子幀對局告警。當對端站收信出現子幀失步告警或收信碼無告警時，會在其發信幀的bit3位置發送一告警碼，本站收到該碼就給出子幀對局告警指示。本站發信部分故障，或本站發信至對端收信之間某處中斷，也會導致此告警出現。當發現此告警燈亮時，應立即通知對端站協同檢查。

（5） 復幀對局告警。當對方站收信出現復幀失步告警時，會在其發信幀bit6位置發送一告警碼，本站收到該碼就給出復幀對局告警指示。當發現此告警時，應立即通知對方站檢查處理。

2 故障檢測法

通過單板告警指示燈的狀態或從網管計算機上觀察到的告警信息，再結合告警信號流程表，可大致定位出故障點。這時就可采用具體的方法來精確定位和排除故障。通常故障檢測方法有以下幾種。

2.1 環路檢測法

對PCM傳輸設備而言，設備故障定位時最常用的一個手段就是自環。設備的自環有多種，按自環的信號方向可分為設備外自環和設備內自環。前者用來檢查對端站及傳輸鏈路是否有故障，后者用來檢查本站設備是否有故障。按自環的信號等級可劃分為：2 M bit／s自環(CU)、TU自環、單支路自環以及外圍設備自環，不同的自環可分別檢查各自的單元是否有故障。通過設備各種不同的自環，就可逐級地分離出故障點來，從而排除故障。比如整個系統不工作，懷疑某塊CU板有故障時作2 M bit／s自環判定；某類支路(如數據或4 WEM用戶)出現中斷，懷疑該TU板故障時作單支路自環檢測。值得注意的是，自環時還須注意接口特性，如4 WEM的收發電平是否一致，因此必要時須加衰減器。

2.2 替代法

替代法也是一種常用的PCM設備故障處理方法。所謂替代法，就是使用一個工作正常的物件替代一個被懷疑工作不正常的物件，從而達到定位故障、排除故障的目的。這里的“物件”，可以是一個設備、一塊單板、一條支路、一段線纜等。替代法適用于故障定位到單站后，排除單站內單板或支路的問題。如2 M bit／s系統異常，懷疑某塊CU板故障時可用該CU替代板(應先作相應的軟件配置)；某類支路同時出現中斷時可以更換該TU板；某支路發生故障時用另一支路替代(一般每塊TU板上有6～10路不等)。替代單元板時須注意設置防靜電措施。

2.3 儀表測試法

儀表測試法指采用各種儀表(如PCM綜合測試儀或PCM性能分析儀、誤碼儀、選頻表和振蕩器、萬用表等)檢查傳輸故障。儀表測試法分析定位故障準確，說明力較強，但需要儀表配合工作，對維護人員技術水平要求高。用PCM綜合測試儀可以檢測音頻話路(2 W、4 WEM)、數據鏈路(64 K bit/s以及n×64 K bit/s、2 M bit/s等);用性能分析儀分析幀的情況;用誤碼儀測試數據業務通道的通斷、誤碼性能；用選頻表、振蕩器測試4 WEM話路；用萬用表測試供電電壓，比如檢查SUB102板接口、4 WEM的M線電壓是否為37 V等。

3 判定及處理

3.1 PCM終端故障案例

3.3.1 案例1

行政小號及直通用戶故障的判定及處理方法具體如下。

先檢查兩邊微波站的設備到用戶之間的電纜連接。可用萬用表測量2根音頻線的通斷，并檢查2線間是否存在短路或電阻很小，2線對地是否短路。如發現對地短路，則需更換保安配線架中已損壞的防雷元件。檢查的線路區段應從PCM設備面板上的二線斷路測試點直到最終用戶的接線端子。

如果是由于設備問題引起話路不通，最簡單的解決方法就是換一塊同類型的話路板再試一試。若2站都換用了工作正常的話路板后仍不通，則應另換一個話路時隙再試，通常情況下都能夠試通。如果一個PCM設備中的所有話路均無法開通，則應更換2 M復接板并檢查有關話路時隙的設置。

此外，還需注意檢查交換機和設備之間的接口配合，環路電流和鈴流電壓是否過低，以及在話路存在音頻轉接時的接口間配合，這需要根據具體情況作進一步的分析處理。

以刁東站微波設備為例，電話打不通可能有3種情況。

(1) 刁東站行政小號用戶取機聽不到撥號音。這種情況說明話音通路不通或是取機信令未能傳遞到中心站。一般情況下，前者出現故障的情況較為少見。信令通道故障常見的有：接口預置錯誤；鈴流發生器中的48 V直流電源故障無環路電流送出；本端及對端話路板硬件故障。

(2) 中心站要刁東站時，刁東站話機不響鈴。從中心站來說，有可能是FXO接口收到的振鈴交流電壓過低，難以驅動接口中的檢測電路。此時，應檢查交換機送來的振鈴電壓是否足夠高。

在刁東站可將耳朵貼近PCM設備，仔細聽話路板中是否有繼電器的吸合聲，如果能聽到與對方振鈴相一致的吸合聲，說明信令已收到且收端FXS接口已動作向外送鈴流。在此情況下，若確認話機沒有問題，則故障出在鈴流發生器及其連接線路，或者是FXS接口話路板中的鈴流回路保險電阻燒壞。如果是前者有故障，則會影響到該PCM中的所有話路，同時也會影響到由此鈴流發生器供應鈴流的其他PCM設備。

(3) 中心站要刁東站時，聽忙音。出現這種情況大都是由于刁東站二線間存在直流通路引起的。判別時，可讓刁東站將設備上的二線斷路點斷開，再撥打一次，如能聽到回鈴音，說明刁東站用戶側存在短路點，應進一步查找。如果二線斷路點斷開后仍然聽忙音，可讓刁東站將該路話路板拔出；若拔出之后能聽到回鈴音，則說明此話路板有故障，需更換備件。

3.1.2 案例2

PCM 4 WEM盤中繼接口中斷時的故障判定及處理方法如下。

先與中調微波總站聯系，把配線架上三樓端電纜用隔片隔開，讓中調在四線發上送800 Hz信號，中心站在四線收上用話筒聽。若聽得到800 Hz信號，則表明對方發與本方收都正常，若聽不到信號，則表明對方發或本方收有故障。同樣，在本方四線發上送800 Hz信號，對方在四線收上聽信號，判斷本方發與對方收是否正常。若不正常，則更換話路盤，進一步判斷是本方發的問題還是對方收的問題。若雙方收發都沒問題，再將本方配線架上EM線上有-48 V電壓的一邊與地相連，觀察本方PCM上用戶燈是否亮；同時，要求對方在EM線無電壓一邊與地之間用萬用表電阻檔測量，觀察阻抗變化是否正常。若不正常，則更換雙方信令盤，進一步判斷是本方故障還是對方故障。同樣，對方把EM線有-48 V電壓的一邊與地短接，本方用萬用表電阻檔測量無電壓一邊與地之間的阻抗變化，以此方法檢查微波PCM 4 WEM盤是否正常。若雙方話路盤、信令盤都正常，則要求雙方的行政總機檢查中繼接口，查找出具體故障位，予以處理。

4 結束語

目前，電力系統通信除了滿足生產調度需要外，還要為繼電保護、自動遠動、圖像傳送、數據交換和電子計算機控制等提供信息傳輸通道。微波通信技術因其傳送的容量可觀而且幾乎不受電力系統本身干擾的影響，故在電力系統中得到了很大的發展和廣泛的應用。因此，要求維護人員熟悉微波設備的原理、結構以及各項性能指標，以便能夠及時、準確地對微波設備的故障進行判定及處理，確保微波設備繼續為電力系統通信的安全穩定運行保駕護航。