通信網的供電系統及其維護
2019-11-03 09:54:32
供稿：網友
通信網的供電系統及其維護（王改娥、李克民） 我國的通信網從技術、規模和容量方面與世界發達國家相比，已躍居先進行列。要保證現代化通信網全程全網的暢通，并做到高可靠、低電磁干擾（EMI），低功耗通信電源系統是基礎。通信電源的基本任務是向通信設備提供不間斷的、符合質量要求的電能。 本文就如何維護通信網的供電系統做一介紹。 我國通信電源的特點 我國通信電源有三大特點：防雷措施要完善、設備允許的交流輸入電壓波動范圍大、多重備用以防電源系統發生故障。 我國是雷害多發地區，長江以南平均每年超過4O個雷電日，海南、雷洲半島平均每年超過 120個雷電日。每年通信局站遭受雷害的事情頻繁發生，已經造成嚴重的影響。所以我國的通信電源系統和設備，特別是微波站、移動通信基站等所用的設備必須具有完善的防雷措施。 由于電網的分布和利用市電的條件存在千差萬別，許多地方的市電電壓波動范圍很大。特別是一些微波站、光通信中繼站、移動通信基站、模塊局等，有時交流電壓的波動范圍達±30％以上，需配置穩壓、調壓裝置，從而必將增加投資和新的故障點。在許多情況下，如移動通信基站一般是不安裝穩壓、調壓裝置的。為提高市電的可用度，要求電源設備具有更寬的工作電壓范圍。 通信電源系統一旦發生故障，通信系統將全部中斷，所以電源系統要有備份和非常可靠。 對通信電源的基本要求 可靠性保證 通信電源永恒的主題是可靠性，任何新技術、新設備未經充分驗證、試運行前均不得進入供電系統。若直流系統不能輸出規定電流，電壓超出允許波動范圍，雜音電壓高于允許值時間持續10S以上者均判定為系統故障。老交流系統中的電壓、頻率或波形畸變超出規定范圍持續時間大于60s者均判定為故障。要提高供電系統的可靠性，首先，要選用可靠性高的設備，合理配置備份設備。供電方式要大力推廣分散供電，使用同一種直流電壓的通信設備采用兩個以上的獨立供電系統。其次，為了盡量縮短設備的平均故障修復時間，要經常分析運行參數，預測故障的發生，并及時排除；設備宜采用模塊化、熱插拔式結構，便于更換；還要提高技術維護水平，大力推廣集中維護體制。 實施集中監控管理 實施集中監控管理是技術發展的必然趨勢，是現代化通信網的需要，是企業減員增效的有效措施。各種電源設備要智能化、標準化，符合開放式通信協議。系統要由有技術和經濟實力的公司統籌考慮，逐步實施。在實施的過程中，三遙點的設置要合理，絕不是越多越好，要以可靠性、實用性為基本原則，宜簡勿繁。在這一方面天津市話局花錢少、見效快、效果較好。早在1995年就已經實現了電源無人值守，值得借鑒。 通信電源的維護問題 閥控式密封電池容量的測定 鉛酸蓄電池的容量和電解液的比重是線性關系，通過測量比重，可以了解電池的存儲能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池，且無法進行電解液比重測量，所以如何判定它的好壞，預測貯備容量已成為當今業界的一大難題。用電導儀測電池的內阻，是判定蓄電池好壞的一種有參考價值的方法，但尚不能準確測定電池的好壞程度。目前，最可靠的方法還是放電法。 業內對在充放電過程中的中間生成物有不同的看法。共涉及到落后電池的判定以及浮充電壓與電池健康狀況的關系問題。多數人認為，落后電池只有在放電狀態下才能正確判定、浮充電壓的高低與充入電能的多少有關，但其關系遠不足以判定電池的容量和電池的健康狀況。這就意味著現行的對以測量端電壓為主的維護方式意義不大，因此傳統的對落后電池進行充電處理的方法不一定是正確和有效的。 消雷和防雷 大氣上的雷云產生的大量正負電筒（上正、下負），使大地及地面物體感應出大量異性電荷，這種雷電流產生的隨機性很大，難以預測。防雷是一個系統工程，某種有效技術和器件的采用，只能降低雷擊的概率，減少損害，目前還沒有一種技術和設備可以完全避免雷害。只有對所有進出局的電纜電線進行防雷處理，采用完善的聯合接地系統，按照規范要求嚴格接地，減少雷害。 建立在中和機理上采用半導體制成的消雷器，價格昂貴，其原理和作用在我國學術界一直有爭論，多數人認為搞好防雷工作，還是要采用理論和實用方面比較成熟的避雷外、避雷帶、避雷線、避雷網等，誘導雷電流通過接地線入地。事實證明，聯合接地系統和進出線的防護處理好的系統已能大大降低雷擊的概率。 電磁干擾 高頻開關電源、步進式電力穩壓器、補償式電力穩壓器等電源設備，在正常工作時都會產生無線電干擾，頻率越高對通信的干擾就越大。特別是電源設備和通信設備同機房、同排、同列、同機架安裝時，應更加重視電源設備產生的電磁干擾。評定電磁干擾主要有兩個指標，一是電場干擾，用傳導電流的大小來評定，另一個是磁場干擾，用電磁脈沖產生的場強報評定。電場干擾和磁場干擾是同時存在的，但哪一個是主要的，各有不同的看法，多數人認為磁場干擾是主要的。為了確保通信的安全，今后電源設備都應進行電磁干擾檢測，特別是傳導電流和場強，符合要求的設備方可進入供電系統。 三相四線制供電系統的維護 采用三相四線制輸入的高頻開關電源其零線電流的大小和影響，曾引起爭論，對此有不同的看法。當功率因數不是1或三相負荷不平衡時，在三相四線制供電線的零線上就會有電流。三相四線制輸入的高頻開關整流器，經過功率因數校正網絡后，諧波分量不可能是零，零線上就會有電流。IEC國際標準規定零線電流允許與相電流一樣大，所以對三相四線制輸入的高頻開關整流器，輸入電纜應選用線徑相同的四芯電纜。也就是說存在零線電流是正常現象，國際標準已經認可。但對維護人員來說，一測量到在零線上有較大的電流，會感到不放心。因此多數人認為；三相三線制不用零線，就不存在零線電流，這對整流器本身及供電線路的可靠性均有用，宜于采用。 柴油發電機組 世界著名的柴油機廠和國內大的柴油機廠都生產四沖程的柴油機。以兩沖程柴油機為原動機的油機發電機組有它的特點，體積小、啟動快、運行平穩等。但是其結構比較復雜，必須有附加裝置，其可靠性不如四沖程油機，且噪音大、污染大、價格比較高。四沖程油機結構簡單，采用多缸均衡作功、增壓等一系列成熟技術后，便適合于大容量機組的要求。認可靠性、經濟性、可使用性、維護性等方面綜合比較，今后仍應選用四沖程油機為原動機的油機發電機組。把機組產生的熱量排到室外，保證機組周圍環境濕度不超過指標要求。 我國通信電源的發展方向 今后通信電源行業應以能源轉換與饋送技術為主，進一步提高通信電源設備和系統的高新技術含量，緊緊圍繞以支撐現代化通信網的建設和運行為大目標。具體來說有以下幾點。 1．電源設備要進一步提高可靠性，應更多地應用模塊化、積木式和插拔式。這樣便于擴容，減少初始投資，安裝方便，維護簡單快捷。 2供電系統的組成，特別是亙流不間斷供電系統應有更大的靈活性、自由度，以滿足各種設備對供電的要求。 3．由于高頻開關電源的應用，閥控式密封蓄電池的逐步完善，實施分散供電方式已具備條件。這也是今后信息網快速發展、各種新業務引入的要求。另外，隨著通信局站容量和規模的不斷擴大，總耗電量在不斷增加，推廣分散供電方式已勢在必行。 4．加快通信電源、機房空調集中監控管理的進度。它既是網管中心的一部分，又可以有相對的獨立性。為確保通信電源系統和通信網的安全，應采用國產監控系統軟件。 5．積極推進維護體制、維護方式的改革，既確保通信電源系統安全運行，全面實現通信局站電源無人值守，集中維護。要積極采用維護新技術，如閥控式密封蓄電池的維護可采用電池地導儀，雖不能直觀地測量電池的容量，但可以定性地判定蓄電池的好壞，通過建立電池的電導（內阻）檔案，分析出電池的容量情況。 6采用聯合接地系統后，接地電阻的測量已成為建設和維護部門的一大難題，用輔助電極測量地線電阻的測量方法，已無多大意義，特別是對于市內通信局站更是無法使用。應積極探討使用新的測量技術和測量設備。 7．柴油發電機組要進一步提高可靠性。環境保護工作會愈來愈受到重視，低噪聲電站會逐步被廣泛采用。 8．閥控式密封蓄電池的產品質量和容量檢測技術要有較大的突破，否則易造成不間斷電源供電的隱患。 9．保證通信用電，注意節約電能。降低運行費用是提高競爭能力的重要舉措之一，電信企業注重總體節約用電很有潛力。 10．機房專用空調是局站的主要設備之一，現在基本上是通過經銷商從美國、德國、意大利等國家引進的原裝機組，這種現狀必須設法改變。 11．隨著通信設備的允許工作電壓范圍的放寬，使通信局站具備了采用堿電池作為儲能設備的條件。堿電池的突出優點是：耐過充電、過放電性能強，使用壽命長，浮充使用壽命可達到15年以上。其突出的缺點是在充放電過程中電壓變動范圍大。摘自《通訊世界》
