通信工程中電源系統的穩定性與維護探究

秦昌浩

（中國移動通信集團廣西有限公司，廣西 南寧530000）

0 引 言

通信工程建設規模持續擴大，逐漸朝著自動化和智能化發展。通信電源作為重要組成部分，在其中占據的地位較高，可以為通信設備的正常運行提供支持，保障通信系統運轉平穩。需要注意的是，通信電源設備作為故障率較高的裝置，如果設計施工或維護不當，將會為通信網絡運行的穩定性埋下風險隱患，所以做好電源設計施工及維護十分必要。加強該方面的研究，有利于推動通信電源相關技術的創新優化，為后續工作開展提供支持和參考。

1 通信電源系統構成和供電方式

1.1 通信電源系統構成

通信電源是通信設備正常運轉的基礎保障，其中涵蓋直流供電系統和交流供電系統等部分。其中，通信直流供電系統由直流配電、蓄電池、整流設備以及電源監控等裝置構成，可以為通信設備運行提供48 V直流電源。監控單元接收交流配電單元、蓄電池以及整流模塊反饋的信息，并將收集到的監控信息反饋給集中監控中心[1]。通信電源蓄電池容量大、放電電流小且壽命長。通信交流供電系統包括不間斷電源設備、交流配電屏以及逆變器等裝置，用于為移動通信設備提供交流電源。

1.2 供電方式

通信電源的供電方式有兩種，一種是集中供電方式，另一種是分散供電方式。前者包括交流供電系統和直流供電系統，為通信設備提供所需的交流電源和直流電源，對機房設備集中供應[2]。集中供應方式較為傳統，有著設備集中、供電容量大、與通信設備分離以及專人維護等優勢。如果有部分通信設備發生故障，則會直接威脅其他設備的穩定運行，影響通信電源系統運行的穩定性。加之供電距離長，熱損大，一定程度上增加了基礎投資費用。后者設置總交流供電系統，結合通信機房分布位置、通信設備性質、類型以及穩定性等相關要求將交流電源送入到通信機房，在通信機房的配電屏、蓄電池組以及整流設備附近分散設置電源。分散供電方式的實際應用有助于改善集中供電方式穩定性不足的問題，逐步從完全直流模式朝著交流模式轉化，在提升供電可靠性的同時，最大程度上減少熱損耗[3]。

2 通信電源在設計規劃、施工中的有效實施方案

2.1 通信電源運行穩定的重要性

通信電源在通信工程中占據重要地位。如何保障電源穩定性，直接關乎到通信系統運行的安全可靠。通信系統如果出現電源故障，可能造成系統整體癱瘓，通信設備無法正常運轉。其他通信系統設備出現故障，很少會對通信系統帶來較大的影響。所以，保障通信系統電源可靠性，提升電源質量可以保障通信質量，維護工作人員的人身安全。電源系統多配備雙路輸出，交流電和直流電互為備用，一個電源出現故障問題無法運行時，另一個電源可以正常運行。由此看來，在通信系統中，電源占據著重要地位[4]。

2.2 通信電源在設計規劃和施工中存在的問題和解決方案

通信電源系統需要具備好的設備和規范標準的設計方案，才可保障通信電源運行的穩定性。對于通信電源的施工設計，在系統設計圖紙、設備以及施工材料等方面均須有完善的設計實施方案。目前，隨著大量通信局站的快速建立，需要設計人員充分測量和分析各局站的配置，對未來局站的擴容有清晰完善的設計預案。不合理的實際方案會增加后期施工和維護難度，無法保障電源運行的穩定性，同時也增加了通信系統的安全隱患[5]。通信容量增加導致的電纜發熱和壓降過大是設計規劃中必須充分考慮的因素之一，設計方案也必須從長遠角度考慮，確保電流系統能夠保持一個階段的穩定性。

在通信電源的設計和施工中，必須足夠重視電源系統的走線和電纜截面等問題，充分考慮暖氣管道與走線架的位置，避免因管道泄漏將水引入設備的問題，同時避免冬季供暖期間暖氣管道對電纜的影響，防止電纜外皮變質老化。對于蓄電池組的布線和擴容問題，需要在設計中為電纜預留擴容空間，便于更換電池組，簡化擴容過程，進一步保障通信系統整體的安全性和可靠性。

施工中對施工質量和安全隱患的監測和解決是保障通信電源穩定運行的必要條件。施工人員必須深入了解開關電源架，控制保險等位置的連接安全問題。對于一組蓄電池的斷開操作必須保持斷開兩個及以上的控制保險[6]，施工人員在操作過程中必須保持清醒，兼顧將來擴容和維護等后續操作的考量，杜絕發生一切安全事故。鑒于此，做好電源系統維護和管理，可以選擇整流器和電池并聯浮充方式供電，為通信系統穩定運行提供保障。此外，開關整流器選擇多個并聯整流模塊，即便有一個模塊發生故障，也不會對其他通信網絡的正常運行產生影響。

3 通信電源系統在施工及維護中故障調試解決方案

3.1 交流系統故障

交流系統故障是移動通信電源系統常見故障之一，具體表現為以下4點。

3.1.1 交流輸入缺相

后臺告警顯示交流輸入缺相時，如果三相交流電有缺相情況，可以檢查交流輸入端，結合相關數據全面判斷交流輸入電壓是否出現缺相情況。如果輸入端沒有此類問題，可以進一步檢查交流配電屏的內部結構，通常故障是空開和匯流排連接點不牢固導致。如果交流配電屏配備了專門的交流接觸器，那么可使用萬用表交流電壓檢測接觸器線圈兩側的電壓，分析接觸器運行情況是否安全可靠[7]。

3.1.2 交流輸入欠壓

如果出現交流輸入欠壓，那么應檢查交流配電屏的輸入情況，觀察交流電壓表數值和指示燈，以此來評估交流電供電質量。電壓穩定直接關系到是否符合通信電源設備輸入電壓標準，控制輸入電壓在-15～+10 V。出現交流輸入欠壓，但是交流正常時，多是電路故障導致。可以檢測交流變送器的輸入和輸出電壓，如果檢測數值為1∶60，則判斷為監控系統故障，及時更換即可。

3.1.3 接觸器不吸合

對于當前市場上常見的兩路市電自動切換交流屏，一個重要環節則是檢查交流接觸器線圈供電保險，以此為依據來判斷接觸器線圈的好壞。接觸器自身帶有高低壓保護裝置發生過電壓保護和接觸器電子互鎖裝置發生故障是誘發接觸器吸和不上的主要原因。

3.1.4 接觸器運行溫度較高

接觸器溫度過高，接觸電阻大。一旦有過大電流通過，則會導致接觸器溫度持續升高，需要結合實際情況及時更換交流接觸器[8]。

3.2 直流系統故障告警

直流系統故障的出現，表現在以下5點。

3.2.1 直流輸出電壓偏低

在炎熱的夏天，溫度較高，因此不可避免出現溫度補償效應。除了溫度因素，故障可能是由監控模塊故障或開關電源模塊輸出浮充電壓參數不合理導致的，前者更換或返廠維修即可，后者依據標準調整參數。

3.2.2 直流輸出顯示錯誤

這一問題的出現，表現為直流輸出顯示值較之實測值偏大，多是電流傳感器斜率選擇不合理導致的，應及時調整斜率。如果交流輸入檢測正常，那么可能是模塊故障導致，及時更換故障模塊即可解決。

3.2.3 整流模塊無輸出

發生故障，指示燈不亮時，可以停運電源模塊后檢查交流輸入電壓是否正常，檢查輸入熔絲有無斷裂情況，檢查交流配電屏。交流輸入數值正常時，判斷是否為模塊故障，及時更換故障模塊，同直流供電系統分離。更換電源模塊后控制直流供電系統正常運行。

3.2.4 整流模塊過熱

檢查整流模塊，主散熱器溫度在85 ℃以上，模塊輸出停止，在監控單元上即可發現。結合實踐經驗了解到，整流模塊溫度過高，可能是風扇老化導致，技術更換風扇模塊，確保風扇正常運行起到降溫作用。內部電路工作不良時，需及時檢修和維護電源模塊。直流電源系統設計中，還需控制整流模塊冗余，這樣即便有單一模塊故障，其他模塊仍然可以正常運行，滿足系統運行需要。

3.2.5 蓄電池組故障

蓄電池蓄的故障原因多樣，需要工作人員及時檢查蓄電池充電電壓是否在標準范圍。如果是處理閥控蓄電池組故障，可以將另一組正常蓄電池組并入供電系統提供穩定移動供應，退出故障蓄電池組即可。此外，電池端電壓異常，多是開關電源誘發的設備故障，及時判斷閥控蓄電池有無故障即可。

4 通信電源維護中存在的問題分析

通信系統中，加強電源維護和管理，目標是維護電源系統穩定性，確保通信設備可靠運行。通信網絡設備是否正常運轉，關乎到系統電壓。應將通信電源輸出電壓控制在穩定范圍內，為通信網絡的正常運行提供保障。

4.1 通信電源系統規劃不合理

電源是通信系統的基礎保障，在前期規劃和建設階段，對通信電源系統整體質量把控不當，將直接埋下安全隱患。部分單位在電源設計和規劃期間，僅僅考慮通信設備的電源可靠性因素，很少去探究其他因素對通信系統整體穩定性的不良影響。例如，部分傳輸匯聚機房僅僅設置了單一交流電用于供電，沒有其他的備用電源，加之未能定期檢修，長期高負荷運行下將不可避免出現故障問題。一旦電源故障無法運行，則會導致蓄電池供電不足，從而影響到移動通信設備的正常運轉[9]。此外，電源系統規劃和建造中缺少統一規范標準，應用材料和擺放位置等不規范，為后續使用埋下了一系列安全隱患。

4.2 移動通信電源系統維護力度不足

移動通信電源系統維護不當，主要表現在電源系統運行期間很多單位并未設立專門的崗位負責移動通信電源的運行維護。即便有相應人員負責，但所選擇的維護方法和技術較為滯后，具體工作未能契合通信電源特點和實際情況，針對性的維護和管控，因此出現了很多風險薄弱環節，增加故障率[10]。通過統計分析相關數據可知，70%以上的移動通信電源故障是由蓄電池組故障導致的，而高頻開關電源事故幾率為10%，高壓問題為20%。

5 通信工程中通信電源系統設計施工及維護的有效技術

5.1 對于電源模塊的設計施工和管控

為了確保通信工程電源系統的穩定運行，降低故障幾率，一個重要內容是加強電源模塊設計和管控。多數電源模塊為開關電源方式，智能高頻開關電源產品在更新換代下愈加成熟，可以大大提升產品運行可靠性，但是不會過高要求機房環境溫度和濕度。無論是風冷式電源模塊，還是自冷式電源模塊，都應該在設計和施工中做好防塵工作，便于后期清潔，避免灰塵堆積影響主機設備正常運行。另外，電源模塊散熱器件運行效果較差，可能為通信設備的正常運行帶來負面影響。因此，在設計電源模塊時，須在保證機房內部環境清潔基礎上，避免大量大功率額外設備的同時使用，避免機房設備長期處于超負荷運行狀態，降低故障率。電源系統長期不間斷運行，可能導致電源模塊磨損和老化，從而出現故障問題。開關電源相較于線性電源頻率有所不同，不同廠家生產的開關電源頻率同樣有所差異，如果忽視這一問題，可能出現負荷分配不均勻，從而影響系統穩定。因此，施工材料應統一選購同一廠家和同一型號的開關電源，實現負荷的均勻分配。

5.2 蓄電池設計施工及維護技術

蓄電池在通信電源系統中占據重要地位，也是通信電源系統設計和維護的重要內容。整流設備運行異常時，蓄電池應積極承擔系統運行負荷。市電供應正常，通過并聯運行蓄電池和整流設備可顯著提升供電質量，維護電源系統運行穩定。因此，設計中應充分考慮控制電壓的浮動范圍，大概在53.5～53.8 V[11]，如果數值過高可能會損壞蓄電池，過低可能導致蓄電池在缺點狀態，加快蓄電池組的破損進程。另外，要規避蓄電池過度放電，影響蓄電池組的使用壽命。在施工過程中應注重把控蓄電池組的運行溫度，將電池放電過程溫度控制在-15～+45 ℃，避免蓄電池組在高溫環境下運行，否則電池放電現象會嚴重。定期落實電源系統維護管理工作，觀察蓄電池組運行情況，保證蓄電池組運行穩定，規避出現裂縫和變形情況。以3～6個月為周期對蓄電池進行防電處理，如果電池容量下降到60%，就要將蓄電池組進行報廢處理，不允許再投入使用。

5.3 設計構建完善的通信電源維護制度體系和監控系統

為保障電源系統的穩定運行，需要改善通信電源維護管理制度體系滯后問題，為現代移動通信企業發展需求提供支持。如何有效提升通信企業市場競爭優勢，應摸索市場發展規律，設計并構建通信電源維護和管理系統。通信企業在發展中，完善配套電源管理制度體系，了解電源系統的運行情況，便于針對性改善移動通信企業經營管理中的電源故障問題。科技進步和發展下，通信電源監控系統的建立尤為必要[12]，應注重調整電源設備的運行參數，遠程檢測電源設備的運行情況。加強通信監控系統管理和監督，便于第一時間發現和改進電源故障問題。

6 結 論

通信電源在設計施工及維護過程中，應充分考慮多樣影響因素。為保證電源運行穩定性，應積極推動通信電源系統有關技術的創新，充分合理地設計和規劃系統。定期檢修和維護電源系統，并通過遠程監控模塊及時發現和解決故障問題，為通信電源系統安全穩定運行提供保障。