電力通信網(wǎng)中通信電源故障及維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

陳 思，高 原，牧元利，王 瑾

（國(guó)家電網(wǎng) 鄭州供電公司，河南 鄭州 450000）

0 引 言

近年來(lái)，依托先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和信息化管理系統(tǒng)，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)水平日益提高。而在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)過程中，電力通信網(wǎng)是不可或缺的組成部分，其在通信領(lǐng)域具有非常顯著的作用，可以保證電力通信網(wǎng)的正常運(yùn)行，且有利于提高電網(wǎng)運(yùn)行的整體安全性和高效性。因此相關(guān)人員必須注重對(duì)通信電源的日常維護(hù)，采取相應(yīng)的技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)存在的故障問題，盡可能維護(hù)電力通信網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力通信網(wǎng)中通信電源構(gòu)成及配置現(xiàn)狀

1.1 通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成

電力通信網(wǎng)中通信電源的構(gòu)成主要包括3個(gè)部分。一是交流部分。該部分的市電輸入主要采用兩路380 V三相四線交流輸入，為避免雷擊和過電壓的破壞威脅，可在輸入端加裝避雷器。同時(shí)采用機(jī)械互鎖或電氣互鎖方式實(shí)現(xiàn)兩路輸入的交流電能夠?qū)崿F(xiàn)通斷互鎖與自動(dòng)切換。二是整流器部分。以并聯(lián)均流方式為相應(yīng)通信設(shè)備進(jìn)行供電，并對(duì)蓄電池組實(shí)施恒流限壓充電。當(dāng)前采用模塊化高頻開關(guān)整流器，具有體積小、效率高且輸入電壓范圍廣等優(yōu)勢(shì)。三是蓄電池組。采用閥控式密封鉛酸蓄電池組作為通信設(shè)備的備用電源，組合安裝形式有立式、臥式、單層及多層等。對(duì)蓄電池組容量的選擇主要依據(jù)負(fù)載大小和放電時(shí)間。

1.2 通信電源配置現(xiàn)狀

目前，我國(guó)對(duì)于電力通信網(wǎng)的電源配置主要是在電力通信系統(tǒng)的中心機(jī)房及模塊直流系統(tǒng)中應(yīng)用蓄電池，這是由于蓄電池具有體積較小和重量較輕的特點(diǎn)，可以在有序供電的基礎(chǔ)上充分保障其處于滿電備用狀態(tài)，便于及時(shí)應(yīng)用。電力通信網(wǎng)的通信站主要包括光纖通信站各級(jí)調(diào)度中心和微波通信站等，其中光纖通信已經(jīng)覆蓋了電力生產(chǎn)和日常辦公的各個(gè)領(lǐng)域，并完全取代了傳統(tǒng)載波通信方式的主要手段[1]。對(duì)于微波通信來(lái)說(shuō)，其經(jīng)常用于光纖通信的備用。在該模式下，通信電源的配置主要是由傳統(tǒng)AC和DC混合使用轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏腄C模式。同時(shí)因?yàn)橹行恼揪哂邢鄬?duì)較多的網(wǎng)管設(shè)備，對(duì)交流均有一定需求，所以對(duì)通信電源的配置采用USP。通信電源的組成部分包含有整流屏、直流配電屏以及蓄電池，在電源輸入和輸出方面以雙路方式為主，另外在電源保護(hù)方面則是由交流經(jīng)過整流模塊對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電，此時(shí)能夠?qū)π铍姵剡M(jìn)行浮充[2]。此外，當(dāng)出現(xiàn)交流失壓后可利用備用的蓄電池組進(jìn)行穩(wěn)定供電。具體的通信電源系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 電力通信網(wǎng)中通信電源系統(tǒng)方框圖

2 電力通信網(wǎng)中通信電源常見故障

2.1 蓄電池故障

電力通信網(wǎng)中通信電源較為常見的故障是蓄電池故障，其主要表現(xiàn)為通信站發(fā)生一定的通信障礙或通信中斷等。由于現(xiàn)階段的通信電源設(shè)計(jì)中大多采用一路交流供電的形式，因此蓄電池很容易因供電不足而導(dǎo)致通信中斷[3]。同時(shí)如果蓄電池內(nèi)部出現(xiàn)異常，可能會(huì)導(dǎo)致電池爆裂等，這情況下就有可能因蓄電池內(nèi)部短路而促使電路激增，破壞接線位置的絕緣體。此外，由于蓄電池的存放架子通常是與地面直接連接的，一旦蓄電池發(fā)生短路，則會(huì)出現(xiàn)對(duì)地放電的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致蓄電池的電源線溫度快速升高，從而引發(fā)火災(zāi)。

2.2 高頻開關(guān)電源故障

當(dāng)通信電源發(fā)生高頻開關(guān)故障時(shí)，通常表現(xiàn)為主干網(wǎng)設(shè)備的光端機(jī)發(fā)生失壓現(xiàn)象。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)先對(duì)電源開關(guān)進(jìn)行檢查，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)線路的交流接觸器出現(xiàn)不能完全吸合的狀況，并且對(duì)控制電路板的插件進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在松動(dòng)[4]。根據(jù)具體情況可判斷因?yàn)殡娐钒宀寮霈F(xiàn)松動(dòng)而導(dǎo)致高頻開關(guān)電源無(wú)法正常啟閉，進(jìn)而導(dǎo)致主干網(wǎng)設(shè)備光端機(jī)表現(xiàn)為失壓狀態(tài)，最終使電信網(wǎng)發(fā)生中斷。

3 電力通信網(wǎng)中通信電源故障解決措施

3.1 解決蓄電池故障措施

針對(duì)通信電源的蓄電池故障，應(yīng)當(dāng)采取有效的處理措施，盡可能將風(fēng)險(xiǎn)降至最低。在通信站開展建設(shè)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮蓄電池短路引發(fā)火災(zāi)的隱患，搭設(shè)蓄電池架子時(shí)應(yīng)當(dāng)避免與地面發(fā)生直接接觸，降低對(duì)地放電的可能性[5]。同時(shí)應(yīng)當(dāng)注重對(duì)蓄電池的性能進(jìn)行例行檢查，如果發(fā)現(xiàn)其存在異常或短路隱患，必須立即上報(bào)并采取有效處理措施，以此保證蓄電池能夠良好安全的運(yùn)行。

3.2 解決高頻開關(guān)電源故障

為有效解決高頻開關(guān)電源故障，應(yīng)當(dāng)在檢查過程中，及時(shí)將線路板的插件進(jìn)行有效加固，消除其松動(dòng)情況。當(dāng)光端機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)后，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行一段時(shí)間的觀察，保證異常情況被完全排除。相關(guān)人員可利用通信機(jī)房配備的交流配電屏，由于其具備兩路自動(dòng)切換單元，可引入市電，進(jìn)一步增強(qiáng)安全性和穩(wěn)定性。此外，應(yīng)用高頻開關(guān)時(shí)，相關(guān)操作人員需要注意的是不能隨意和盲目地增加大功率設(shè)備，盡可能避免長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行。一旦隨意增加高頻開關(guān)的負(fù)荷量，則可能會(huì)導(dǎo)致電源故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懻麄€(gè)通信系統(tǒng)的運(yùn)行效果[6]。

4 電力通信網(wǎng)中通信電源維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 電源交流部分的維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)階段,大部分通信電源系統(tǒng)普遍采用高頻開關(guān)電源和閥控式密封鉛酸蓄電池，在維護(hù)時(shí)具有一定的便利性。在實(shí)際操作時(shí)要注重對(duì)交流部分進(jìn)行有效維護(hù)，即在對(duì)通信電源進(jìn)行巡視維護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意檢查交流輸入所采用避雷器的運(yùn)行狀態(tài)。尤其是在雷雨天氣下，如果發(fā)現(xiàn)避雷器存在異?；蛳到y(tǒng)防雷模塊故障顯示窗的顏色從綠色轉(zhuǎn)為紅色時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換防雷模塊，確保避雷器能夠發(fā)揮良好的防雷性能[7]。此外，在維護(hù)過程中應(yīng)當(dāng)注意避雷器的老化問題，即便長(zhǎng)期無(wú)雷擊現(xiàn)象，也應(yīng)當(dāng)定期更換防雷器，保證交流輸入部分良好的防雷效果。

4.2 電源整流器部分的維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

整流器是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)其開展維護(hù)工作是必要的。一般情況下高頻開關(guān)電源處于正常使用狀態(tài)，整流器主機(jī)的維護(hù)工作量相對(duì)較少，以防塵和定期除塵為主，避免潮濕環(huán)境下飛塵對(duì)主機(jī)工作產(chǎn)生較大的干擾。在實(shí)際維護(hù)工作中，通常是每隔一季度對(duì)主機(jī)進(jìn)行一次徹底清潔，在除塵過程中要注意各個(gè)連接件和插接件等是否存在松動(dòng)或接觸異常等問題[8]。另外，應(yīng)當(dāng)定期檢查通信電源的高頻開關(guān)設(shè)置參數(shù)，在使用時(shí)嚴(yán)禁隨意更改。由于通信直流電源基本處于不間斷的運(yùn)行狀態(tài)，如果盲目增加大功率負(fù)載或長(zhǎng)時(shí)間滿載工作，可能會(huì)導(dǎo)致整流器模塊發(fā)生嚴(yán)重故障，甚至損壞整個(gè)電源系統(tǒng)發(fā)生，因此在使用過程中需加強(qiáng)維護(hù)控制，不得隨意增加大功率設(shè)備，避免在滿負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。部分通信電源設(shè)定參數(shù)參考值如表1所示。

表1 通信電源設(shè)定參數(shù)參考值

4.3 蓄電池組部分的維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

通信電源出現(xiàn)蓄電池組故障的頻率和次數(shù)相對(duì)較多，且危害較大，因此相關(guān)人員必須注重對(duì)蓄電池的維護(hù)，關(guān)鍵技術(shù)包括5個(gè)方面。

第一，定期檢測(cè)蓄電池組的浮充電壓。當(dāng)浮充電壓超過蓄電池組自身要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取調(diào)整手段。一般對(duì)單個(gè)蓄電池可每月記錄一次，如電壓超過廠家的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)且觀察數(shù)月后仍無(wú)向均一方向發(fā)展時(shí)，可聯(lián)系蓄電池生產(chǎn)廠家進(jìn)行處理[9]。

第二，檢查電池溫度。當(dāng)前通信電源主要采用閥控式密封鉛酸蓄電池，根據(jù)其特性應(yīng)盡可能將環(huán)境溫度控制在20～25 ℃。當(dāng)日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)蓄電池有明顯發(fā)熱現(xiàn)象時(shí)，必須及時(shí)與生產(chǎn)廠家進(jìn)行聯(lián)系以進(jìn)行后續(xù)處理。

第三，避免蓄電池出現(xiàn)大電流充電或者過放電等情況。大電流充電會(huì)導(dǎo)致蓄電池極發(fā)生膨脹或變形，一旦出現(xiàn)活性物質(zhì)脫落，蓄電池內(nèi)部的溫度就會(huì)升高，致使電池報(bào)廢。而過放電會(huì)縮短蓄電池的循環(huán)壽命，維護(hù)人員需要在其放電后立即進(jìn)行充電，避免內(nèi)部硫酸鹽化，導(dǎo)致其容量難以恢復(fù)。

第四，詳細(xì)檢查蓄電池的連接部分，保證其不存在大壓降、松動(dòng)或腐蝕等現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即進(jìn)行緊固操作，防止發(fā)生蓄電池?zé)龤У葐栴}[10]。

第五，及時(shí)更換蓄電池。當(dāng)蓄電池存在無(wú)法修復(fù)的損壞時(shí)，必須要及時(shí)更換。這一過程中要嚴(yán)格把握蓄電池的容量、性能及生產(chǎn)廠家等與原電池一致，如采用其他蓄電池則會(huì)導(dǎo)致性能下降，甚至發(fā)生燒毀事故等。

5 結(jié) 論

隨著我國(guó)電力通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)通信電源技術(shù)的要求也越來(lái)越高。為充分保障電力通信網(wǎng)的安全有序運(yùn)行，需要深入分析其使用中出現(xiàn)的故障采并取有效的解決措施。相關(guān)人員應(yīng)注重對(duì)電源交流部分、整流器部分及蓄電池組進(jìn)行維護(hù)，保證電力通信網(wǎng)中通信電源的高效穩(wěn)定運(yùn)行，從而促進(jìn)通信電源系統(tǒng)的發(fā)展。