- 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。專業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是基礎。對這些設備維護的好壞，不僅影響電源系統設備的壽命和故障率，而且直接涉及通信網絡的平穩運行。
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、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管理機構和人員。因為通信電源不僅是一個專業,而且是一個包括多種系統和學科的大專業,由其他專業的人員來兼管電源專業是不科學的,也是不專業的。因此,要管理和維護好現代化通信網,電源專業同其專業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，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，存放環境應與機房環境要求相同。
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，交直流系統供電系統圖，設備技術說明書、操作維護手冊，各地線系統布置圖，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；規章制度部分：有關文件規章制度協議和守則，緊急故障處理流程圖，故障處理作業指導書，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節所決定的,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節相關。其中對于設備選擇、方案設計、工程管理等環節尤其要加強重視和管理。一個先天不足的通信電源系統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,其運行狀態直接影響到通信業務能否有效提供。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N+1容量冗余,這樣不會因某個模塊出現故障而影響正常供電。逆變模塊的運行監控由整流電源的監控模塊統一實現,從而可節省機房空間。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,并減少了動力環境監控系統的協議轉換節點(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,減少故障環節。
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，整流模塊在系統市電輸入正常的狀態下，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，所以系統全部整流模塊的輸出電流應能大于或等于系統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的定巡檢工作。電源系統的定巡檢內容應包括：設備接地電阻的測試；系統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)或交流(UPS系統)不間斷供電的保證,在整個系統中最為關鍵。電池不但在交流系統或整流器出現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、整流系統等配置管理得再好,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:
環境溫度。環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%的穩壓精度,才能滿足電池說明書中所規定的要求。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控
在通信網急速發展的今天，利用網絡手段對偏遠通信站點的電源系統運行數據進行實時采集傳送已經成為可能。我們現在所用的采集監控系統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、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的監控模塊單元利用RS232口將電源系統本身的實時運行數據和告警信息傳送到管理后臺，再用廠家自己研發的電源監控轉換協議將信息翻譯，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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