通信网的供电系统及其维护
2019-11-03 09:54:32
供稿：网友
通信网的供电系统及其维护（王改娥、李克民） 我国的通信网从技术、规模和容量方面与世界发达国家相比，已跃居先进行列。要保证现代化通信网全程全网的畅通，并做到高可靠、低电磁干扰（EMI），低功耗通信电源系统是基础。通信电源的基本任务是向通信设备提供不间断的、符合质量要求的电能。 本文就如何维护通信网的供电系统做一介绍。 我国通信电源的特点 我国通信电源有三大特点：防雷措施要完善、设备允许的交流输入电压波动范围大、多重备用以防电源系统发生故障。 我国是雷害多发地区，长江以南平均每年超过4O个雷电日，海南、雷洲半岛平均每年超过 120个雷电日。每年通信局站遭受雷害的事情频繁发生，已经造成严重的影响。所以我国的通信电源系统和设备，特别是微波站、移动通信基站等所用的设备必须具有完善的防雷措施。 由于电网的分布和利用市电的条件存在千差万别，许多地方的市电电压波动范围很大。特别是一些微波站、光通信中继站、移动通信基站、模块局等，有时交流电压的波动范围达±30％以上，需配置稳压、调压装置，从而必将增加投资和新的故障点。在许多情况下，如移动通信基站一般是不安装稳压、调压装置的。为提高市电的可用度，要求电源设备具有更宽的工作电压范围。 通信电源系统一旦发生故障，通信系统将全部中断，所以电源系统要有备份和非常可靠。 对通信电源的基本要求 可靠性保证 通信电源永恒的主题是可靠性，任何新技术、新设备未经充分验证、试运行前均不得进入供电系统。若直流系统不能输出规定电流，电压超出允许波动范围，杂音电压高于允许值时间持续10S以上者均判定为系统故障。老交流系统中的电压、频率或波形畸变超出规定范围持续时间大于60s者均判定为故障。要提高供电系统的可靠性，首先，要选用可靠性高的设备，合理配置备份设备。供电方式要大力推广分散供电，使用同一种直流电压的通信设备采用两个以上的独立供电系统。其次，为了尽量缩短设备的平均故障修复时间，要经常分析运行参数，预测故障的发生，并及时排除；设备宜采用模块化、热插拔式结构，便于更换；还要提高技术维护水平，大力推广集中维护体制。 实施集中监控管理 实施集中监控管理是技术发展的必然趋势，是现代化通信网的需要，是企业减员增效的有效措施。各种电源设备要智能化、标准化，符合开放式通信协议。系统要由有技术和经济实力的公司统筹考虑，逐步实施。在实施的过程中，三遥点的设置要合理，绝不是越多越好，要以可靠性、实用性为基本原则，宜简勿繁。在这一方面天津市话局花钱少、见效快、效果较好。早在1995年就已经实现了电源无人值守，值得借鉴。 通信电源的维护问题 阀控式密封电池容量的测定 铅酸蓄电池的容量和电解液的比重是线性关系，通过测量比重，可以了解电池的存储能量情况。阀控式密封蓄电池是贫液电池，且无法进行电解液比重测量，所以如何判定它的好坏，预测贮备容量已成为当今业界的一大难题。用电导仪测电池的内阻，是判定蓄电池好坏的一种有参考价值的方法，但尚不能准确测定电池的好坏程度。目前，最可靠的方法还是放电法。 业内对在充放电过程中的中间生成物有不同的看法。共涉及到落后电池的判定以及浮充电压与电池健康状况的关系问题。多数人认为，落后电池只有在放电状态下才能正确判定、浮充电压的高低与充入电能的多少有关，但其关系远不足以判定电池的容量和电池的健康状况。这就意味着现行的对以测量端电压为主的维护方式意义不大，因此传统的对落后电池进行充电处理的方法不一定是正确和有效的。 消雷和防雷 大气上的雷云产生的大量正负电筒（上正、下负），使大地及地面物体感应出大量异性电荷，这种雷电流产生的随机性很大，难以预测。防雷是一个系统工程，某种有效技术和器件的采用，只能降低雷击的概率，减少损害，目前还没有一种技术和设备可以完全避免雷害。只有对所有进出局的电缆电线进行防雷处理，采用完善的联合接地系统，按照规范要求严格接地，减少雷害。 建立在中和机理上采用半导体制成的消雷器，价格昂贵，其原理和作用在我国学术界一直有争论，多数人认为搞好防雷工作，还是要采用理论和实用方面比较成熟的避雷外、避雷带、避雷线、避雷网等，诱导雷电流通过接地线入地。事实证明，联合接地系统和进出线的防护处理好的系统已能大大降低雷击的概率。 电磁干扰 高频开关电源、步进式电力稳压器、补偿式电力稳压器等电源设备，在正常工作时都会产生无线电干扰，频率越高对通信的干扰就越大。特别是电源设备和通信设备同机房、同排、同列、同机架安装时，应更加重视电源设备产生的电磁干扰。评定电磁干扰主要有两个指标，一是电场干扰，用传导电流的大小来评定，另一个是磁场干扰，用电磁脉冲产生的场强报评定。电场干扰和磁场干扰是同时存在的，但哪一个是主要的，各有不同的看法，多数人认为磁场干扰是主要的。为了确保通信的安全，今后电源设备都应进行电磁干扰检测，特别是传导电流和场强，符合要求的设备方可进入供电系统。 三相四线制供电系统的维护 采用三相四线制输入的高频开关电源其零线电流的大小和影响，曾引起争论，对此有不同的看法。当功率因数不是1或三相负荷不平衡时，在三相四线制供电线的零线上就会有电流。三相四线制输入的高频开关整流器，经过功率因数校正网络后，谐波分量不可能是零，零线上就会有电流。IEC国际标准规定零线电流允许与相电流一样大，所以对三相四线制输入的高频开关整流器，输入电缆应选用线径相同的四芯电缆。也就是说存在零线电流是正常现象，国际标准已经认可。但对维护人员来说，一测量到在零线上有较大的电流，会感到不放心。因此多数人认为；三相三线制不用零线，就不存在零线电流，这对整流器本身及供电线路的可靠性均有用，宜于采用。 柴油发电机组 世界著名的柴油机厂和国内大的柴油机厂都生产四冲程的柴油机。以两冲程柴油机为原动机的油机发电机组有它的特点，体积小、启动快、运行平稳等。但是其结构比较复杂，必须有附加装置，其可靠性不如四冲程油机，且噪音大、污染大、价格比较高。四冲程油机结构简单，采用多缸均衡作功、增压等一系列成熟技术后，便适合于大容量机组的要求。认可靠性、经济性、可使用性、维护性等方面综合比较，今后仍应选用四冲程油机为原动机的油机发电机组。把机组产生的热量排到室外，保证机组周围环境湿度不超过指标要求。 我国通信电源的发展方向 今后通信电源行业应以能源转换与馈送技术为主，进一步提高通信电源设备和系统的高新技术含量，紧紧围绕以支撑现代化通信网的建设和运行为大目标。具体来说有以下几点。 1．电源设备要进一步提高可靠性，应更多地应用模块化、积木式和插拔式。这样便于扩容，减少初始投资，安装方便，维护简单快捷。 2供电系统的组成，特别是亘流不间断供电系统应有更大的灵活性、自由度，以满足各种设备对供电的要求。 3．由于高频开关电源的应用，阀控式密封蓄电池的逐步完善，实施分散供电方式已具备条件。这也是今后信息网快速发展、各种新业务引入的要求。另外，随着通信局站容量和规模的不断扩大，总耗电量在不断增加，推广分散供电方式已势在必行。 4．加快通信电源、机房空调集中监控管理的进度。它既是网管中心的一部分，又可以有相对的独立性。为确保通信电源系统和通信网的安全，应采用国产监控系统软件。 5．积极推进维护体制、维护方式的改革，既确保通信电源系统安全运行，全面实现通信局站电源无人值守，集中维护。要积极采用维护新技术，如阀控式密封蓄电池的维护可采用电池地导仪，虽不能直观地测量电池的容量，但可以定性地判定蓄电池的好坏，通过建立电池的电导（内阻）档案，分析出电池的容量情况。 6采用联合接地系统后，接地电阻的测量已成为建设和维护部门的一大难题，用辅助电极测量地线电阻的测量方法，已无多大意义，特别是对于市内通信局站更是无法使用。应积极探讨使用新的测量技术和测量设备。 7．柴油发电机组要进一步提高可靠性。环境保护工作会愈来愈受到重视，低噪声电站会逐步被广泛采用。 8．阀控式密封蓄电池的产品质量和容量检测技术要有较大的突破，否则易造成不间断电源供电的隐患。 9．保证通信用电，注意节约电能。降低运行费用是提高竞争能力的重要举措之一，电信企业注重总体节约用电很有潜力。 10．机房专用空调是局站的主要设备之一，现在基本上是通过经销商从美国、德国、意大利等国家引进的原装机组，这种现状必须设法改变。 11．随着通信设备的允许工作电压范围的放宽，使通信局站具备了采用碱电池作为储能设备的条件。碱电池的突出优点是：耐过充电、过放电性能强，使用寿命长，浮充使用寿命可达到15年以上。其突出的缺点是在充放电过程中电压变动范围大。摘自《通讯世界》
