- 通信電源的管理及維護探討
- 使用高頻開關電源型充電裝置
- 利用網絡手段對偏遠通信站點的電源系統(tǒng)運行數據進行實時采集
通信電源是通信網絡的基本組成部分，是通信網上一個完整和不可替代的獨立專業(yè)。專業(yè)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。它作為通信網的“血脈”,是確保通信暢通的必要條件。要保證現(xiàn)代化通信網全程全網的暢通并做到高可靠、低電磁干擾,低功耗通信電源系統(tǒng)是基礎。對這些設備維護的好壞，不僅影響電源系統(tǒng)設備的壽命和故障率，而且直接涉及通信網絡的平穩(wěn)運行。
一、通信電源日常管理的要求
隨著通信網裝備水平的逐步提高,電源也同樣處在大量引進新設備、淘汰舊設備的時期,同時為配合維護體制全專業(yè)、大配套的改革,用了許多新的維護手段,出臺了許多新的維護管理辦法。所以在通信網的各級管理層次及建設、維護方面都應該有獨立的電源專業(yè)管理機構和人員。因為通信電源不僅是一個專業(yè),而且是一個包括多種系統(tǒng)和學科的大專業(yè),由其他專業(yè)的人員來兼管電源專業(yè)是不科學的,也是不專業(yè)的。因此,要管理和維護好現(xiàn)代化通信網,電源專業(yè)同其專業(yè)一樣存在著維護人員素質、水平亟待提高的問題。要解決這一問題可以采取以下一些措施:
1.1做好儀器儀表和備品備件的管理
專用的儀器儀表及器材應認真管理和合理使用并做到：集中管理；分級專人保管，物品放置整齊，帳、卡、物一致；定期校驗儀表、工具，不合格的工具儀表不得使用；工具儀表借出時應辦理相關手續(xù)，禁止私自領取做他用；儲備一定數量的易損備品備件，并根據消耗情況及時補充，為防止備品備件變質和性能劣化，存放環(huán)境應與機房環(huán)境要求相同。
1.2加強技術檔案和基礎資料的管理
原始資料各機房設備安裝平面圖，交直流系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖，設備技術說明書、操作維護手冊，各地線系統(tǒng)布置圖，竣工驗收資料，設備定巡檢記錄。設備運行維護資料：設備維修記錄，障礙分析記錄，設備運行資料，蓄電池測試記錄，交、配電停電、供電記錄，接地電阻測試記錄；規(guī)章制度部分：有關文件規(guī)章制度協(xié)議和守則，緊急故障處理流程圖，故障處理作業(yè)指導書，設備啟用、停運、大修、故障及重要測試數據及時填入設備技術檔案。
1.3新裝或大修改造后的設備，均應通過工程驗收，驗收合格辦理交接手續(xù)后，方可投入試運行。試運行合格后方可正式投入使用。不合格的設備部允許投產使用；在用備用或停運的設備，均應保持設備元件的技術資料完整，不能任意改變設備的結構電路或拆用設備部件。
1.4關注設備的使用年限和更新周期。設備應超出有效使用年限后其他原因，經維修達不到運行質量要求時應提出更新計劃。對于已超出有效使用年限仍繼續(xù)使用的設備，應相對縮短維護和檢測的周期。
二、通信電源維護的要求
通信電源安全可靠運行是由多種因素和環(huán)節(jié)所決定的,它與設備質量、工程勘察與設計、運行方式選擇、建設管理、運行維護管理等各環(huán)節(jié)相關。其中對于設備選擇、方案設計、工程管理等環(huán)節(jié)尤其要加強重視和管理。一個先天不足的通信電源系統(tǒng)將造成通信安全的巨大風險和后期人力、物力、財力的巨大重復投入。通信電源的維護重點應放在外部供電可靠性、整流模塊、蓄電池組和遠程供電數據采集和監(jiān)控上。
2.1電源設備供電可靠性及整流模塊的配置
動力電源設備是所有通信設備運行的動力之源,其運行狀態(tài)直接影響到通信業(yè)務能否有效提供。在日常設備運行中,常存在高壓電源單引入、逆變電源不穩(wěn)定、UPS應用不當等問題,為此應做好以下工作:
2.1.1機房的高壓宜采用雙回路供電,即兩路不同的變電站輸入,以確保供電不間斷。對于給機房通信設備供電的交直流電源列頭柜,也應采用雙路供電,以保障業(yè)務設備用電安全。
2.1.2逆變電源與整流電源應采用一體化設備,以保障安全供電,易于監(jiān)控,同時可減少設備投資,降低維護工作量。目前,一些通信機房為部分設備提供220V交流電時,采用2KVA～6KVA的UPS(另帶有220V蓄電池組)供電,單機工作不可靠,成本高。建議使用逆變且與整流功能一體化的電源設備,其結構為:在整流電源機架的空余子框中插入1KVA～1.5KVA逆變模塊,1個子框一般插3～4個,逆變模塊均流輸出,實現(xiàn)N+1容量冗余,這樣不會因某個模塊出現(xiàn)故障而影響正常供電。逆變模塊的運行監(jiān)控由整流電源的監(jiān)控模塊統(tǒng)一實現(xiàn),從而可節(jié)省機房空間。由于共用原有的-48V蓄電池組,省去了UPS必須另帶其他型號電池組的費用(以16個單體65AH電池為一組,約需1.5萬元)及其維護,并減少了動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)議轉換節(jié)點(約需0.4萬元),6KVA的逆變器(4個1.5KVA模塊)比同容量UPS少2萬元,因此1個機房就可減少建設投資及運行維護成本約4萬元,同時可大幅度減少維護工作量,設備運行也更安全可靠。同時建議在機房新建通信項目時,不應另購小的UPS/逆變器,而應使用機房原有的大UPS交流電源,以保障設備用電可靠,減少故障環(huán)節(jié)。
2.1.3通信電源的整流模塊的配置應科學合理。整流模塊是通信電源的重要組成部分，整流模塊在系統(tǒng)市電輸入正常的狀態(tài)下，一方面給通信電源輸出負載供電，另一方面給蓄電池組充電，所以整流模塊的數量和質量顯得尤為重要。每一塊整流模塊都有額定的最大輸出電流，所以系統(tǒng)全部整流模塊的輸出電流應能大于或等于系統(tǒng)所帶所有負載的總電流和蓄電池組滿充電時的電流之和120%。
2.1.4維護人員應該抓好電源系統(tǒng)的定巡檢工作。電源系統(tǒng)的定巡檢內容應包括：設備接地電阻的測試；系統(tǒng)的均充電壓和浮充的設置，均充周期的設置，均充電流及限流設置，電池基本信息設置，輸入輸出電流和電壓的測量檢查，負載及輸入電源電纜接線檢查，負載熔絲檢查，電源模塊的風扇除塵。
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2.2蓄電池組維護
蓄電池組作為直流(直流系統(tǒng))或交流(UPS系統(tǒng))不間斷供電的保證,在整個系統(tǒng)中最為關鍵。電池不但在交流系統(tǒng)或整流器出現(xiàn)問題時保證不間斷供電,而且還要在市電正常轉換時提供保證。如果電池喪失容量,即使對前端的交流高低壓系統(tǒng)、整流系統(tǒng)等配置管理得再好,在一次正常的市電轉換中,都可能造成失電而引致通信故障。因此,應把蓄電池的維護管理作為一項重點工作來抓。目前閥控式密封蓄電池以其體積小、電壓穩(wěn)定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等特點,而成為通信電源系統(tǒng)的首選電池。但在實際使用中,往往達不到預期的使用壽命。
2.2.1影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素
現(xiàn)在，通信網上用的多為閥控式鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上,理論上可到20年,但在實際使用中,影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多,主要有:
環(huán)境溫度。環(huán)境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命,長期運行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。
過度充電。長期過充電狀態(tài)下,正極因析氧反應,水被消耗,H+增加,從而導致正極附近酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險,從而影響蓄電池壽命。
過度放電。蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后,蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時,會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。
2.2.2閥控式蓄電池的使用和維護
蓄電池應放置在通風、干燥、遠離熱源處和不易產生火花的地方,安全距離為0.5m以上。在環(huán)境溫度為25℃～0℃內,每下降1 ℃,其放電容量約下降1%,所以電池宜在15℃～20℃環(huán)境中工作。
要使蓄電池有較長的使用壽命,應使用性能良好的自動穩(wěn)壓限流充電設備。當負載在正常范圍內變化時,充電設備應達到±2%的穩(wěn)壓精度,才能滿足電池說明書中所規(guī)定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間不要停止浮充。
必須嚴格遵守蓄電池放電后,再充電時的恒流限壓充電→恒壓充電→浮充電的充電規(guī)律,條件允許的最好使用高頻開關電源型充電裝置,以便隨時對蓄電池進行智能管理。
新安裝或大修后的閥控式蓄電池組,應進行全核對性放電實驗,以后每隔2～3年進行一次核對性放電實驗,運行了6年的閥控式蓄電池,每年作一次核對性放電實驗。若經過3次核對性放充電,蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上,可認為此組閥控式蓄電池壽命終止,應予以更換。
2.3遠程供電數據采集和監(jiān)控
在通信網急速發(fā)展的今天，利用網絡手段對偏遠通信站點的電源系統(tǒng)運行數據進行實時采集傳送已經成為可能。我們現(xiàn)在所用的采集監(jiān)控系統(tǒng)采集信息主要在兩方面，一方面對機房的門禁、溫濕度、水浸、煙感、空調狀態(tài)、交流電壓、直流電壓進行采集和數模/模數變換進行傳送上報。另一方面對通信電源系統(tǒng)的監(jiān)控模塊單元利用RS232口將電源系統(tǒng)本身的實時運行數據和告警信息傳送到管理后臺，再用廠家自己研發(fā)的電源監(jiān)控轉換協(xié)議將信息翻譯，以供運行維護人員掌握設備實時的運行信息，進行判斷分析。
三、結語
雖然通信電源不是通信網的主流設備,但它卻是整個通信網中最重要、最關鍵的設備。通信電源是整個通信網的能量保證,它的作用是整體性和全局性的。在多發(fā)生的通信事故中，電源故障占到了85%的比例，所以在日常維護工作中,我們要引起足夠的重視,明確工作重點,抓住工作重心,確保重點系統(tǒng)的安全運行,減少因電源引起的通信故障,降低故障的影響程度,從而確保通信網的安全暢通。
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