苗云釗

(中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 公主嶺市分公司，吉林 公主嶺 136100)

通信設(shè)備直流電源組成及維護(hù)

苗云釗

(中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 公主嶺市分公司，吉林 公主嶺 136100)

對(duì)現(xiàn)代通信直流電源的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了深入的研究和探討，并對(duì)通信設(shè)備直流電源實(shí)際使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹與分析。

通信;直流電源;維護(hù)

通信設(shè)備直流電源部分是保證通信設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，是電源的“心臟”，一旦通信直流電源部分發(fā)生故障，將造成通信設(shè)備供電中斷，造成無(wú)法正常通信。對(duì)通信直流電源維護(hù)提出了更高的要求，因此做好對(duì)通信直流電源的維護(hù)具有重要意義，直接影響著通信網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 通信設(shè)備供電系統(tǒng)的組成

現(xiàn)在通信設(shè)備供電系統(tǒng)由交流配電單元、蓄電池組、整流模塊、直流配電、監(jiān)控單元等部分組。如圖1所示。

圖1 電流系統(tǒng)示意圖

1.1 交流部分

交流部分的市電輸入一般為2路380V三相五線(xiàn)交流輸入，在電源容量較小時(shí)有時(shí)也使用2路220V單相交流輸入，以保證電源可靠供電。為防止雷擊和過(guò)電壓破壞，在市電輸入端應(yīng)加裝避雷器。;由于此處的防雷主要是對(duì)非直擊的感應(yīng)雷擊的浪涌電壓的防護(hù)，因此避雷器的通流量一般選擇在15-20KA，殘壓在1. 5KV左右，就可有效的保護(hù)電源設(shè)備。交流輸入分為整流器模塊輸入和交流分路輸出，交流分路輸出為機(jī)房其他交流用電設(shè)備提供電源，如計(jì)算機(jī)、UPS等。

1.2 整流器部分

整流器是通信直流電源的最重要的組成部分，它完成AC-DC變換并以并聯(lián)均流方式為通信設(shè)備供電，同時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行恒流限壓充電和監(jiān)控模塊的供電?，F(xiàn)在所有的通信直流電源均采用模塊化高頻開(kāi)關(guān)整流器，它具有其體積小、效率高、模塊化、功率因素高、輸入電壓范圍寬、噪聲低、可靠性高以及可帶電熱插拔等優(yōu)點(diǎn);通信直流電源所使用的高頻開(kāi)關(guān)整流器模塊一般為380/220V交流輸入，功率因素可達(dá)0.99以上，模塊容量一般為每塊20A/-48V～100A/-48V;在實(shí)際使用中，如果輸入的是380V三相五線(xiàn)交流電源，則應(yīng)注意將所有整流模塊平均分配到每一相;同時(shí)為了提高整流器工作的可靠性，模塊配置采用N+1冗余。系統(tǒng)正常工作時(shí)，監(jiān)控單元通過(guò)其輸入RS—485接口連接所有整流器模塊，對(duì)其各種參數(shù)，工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和控制。對(duì)整流器模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、檢測(cè)和顯示，若監(jiān)控模塊故障，整流器模塊轉(zhuǎn)為自主工作狀態(tài)，其輸出電壓電流服從初始的設(shè)定值。

1.3 直流分配部分

直流分配部分將整流器輸出的直流電壓進(jìn)行分配，二路給蓄電池組充電，其它分配給通信設(shè)備和其它直流用戶(hù)供電。直流分配部分決定了設(shè)備的最終分配容量，在給蓄電池組充電的分路開(kāi)關(guān)之前加裝欠壓保護(hù)繼電器，當(dāng)蓄電池組放電達(dá)到欠壓告警值時(shí)發(fā)出告警，放電到欠壓關(guān)斷值時(shí)控制自動(dòng)斷開(kāi)蓄電池組，保護(hù)蓄電池組不會(huì)因?yàn)檫^(guò)放電而導(dǎo)致?lián)p壞?，F(xiàn)在直流分路輸出開(kāi)關(guān)多采用空氣開(kāi)關(guān)，應(yīng)注意配置使用直流空氣開(kāi)關(guān)，因?yàn)橹绷骺諝忾_(kāi)關(guān)的滅弧能力很強(qiáng)，而不應(yīng)使用普通交流空氣開(kāi)關(guān)。

1.4 蓄電池組

蓄電池組是通信直流電源的不可缺少的組成部分，蓄電池組一旦發(fā)生故障，在市電輸入停電時(shí)，將造成所有使用該蓄電池組作后備電源的通信設(shè)備全部停止工作，造成通信中斷?，F(xiàn)在使用的蓄電池組都是閥控式密封鉛酸蓄電池(簡(jiǎn)稱(chēng)VRLA)，采用密封結(jié)構(gòu)，基本無(wú)酸氣泄漏，可與設(shè)備同室安裝，無(wú)需加電解液維護(hù);適用浮充工作制，使得供電系統(tǒng)電壓更穩(wěn)定;壽命、容量等受溫度影響較大。蓄電池組的容量決定了市電停電后通信設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，一般可根據(jù)負(fù)載大小和放電時(shí)間來(lái)選擇蓄電池組的容量，計(jì)算方法為：負(fù)載容量(A)×放電時(shí)間(h)÷放電時(shí)間小時(shí)率放電容量系數(shù)。

1.5 監(jiān)控模塊

監(jiān)控模塊對(duì)于通信直流電源來(lái)說(shuō)具有智能控制中心的作用，主要有監(jiān)測(cè)功能，包括監(jiān)測(cè)交流輸入電壓、電流，整流器模塊并聯(lián)輸出電壓值和每個(gè)整流器模塊的輸出電流，負(fù)載電流，蓄電池組充放電電流和電壓等;控制功能，包括電源系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)機(jī)，各整流器模塊的開(kāi)關(guān)機(jī)，直流輸出電壓、輸出電流極限值的設(shè)定，蓄電池組浮充、均衡充電電壓和充電電流的極限值設(shè)定，電池溫度系數(shù)的補(bǔ)償和蓄電池組欠壓保護(hù)設(shè)定等;告警功能，當(dāng)電源運(yùn)行過(guò)程中某些參數(shù)達(dá)到或者超過(guò)告警的設(shè)定值，監(jiān)控模式將發(fā)出聲光告警，并顯示故障部位和原因。此外，監(jiān)控模塊還應(yīng)可通過(guò)RS232/RS485接口與上級(jí)監(jiān)控中心聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。

2 通信直流電源的維護(hù)

由于目前通信直流電源均使用了高頻開(kāi)關(guān)電源和閥控式密封鉛酸蓄電池，這給電源系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)了許多便利，但是在維護(hù)方面還要注意按照使用維護(hù)要點(diǎn)做好維護(hù)工作，才能真正保證通信直流電源可靠、穩(wěn)定、不間斷地為通信設(shè)備供電。

(1)電源的交流輸入所采用的避雷器的狀態(tài)在進(jìn)行電源的巡視維護(hù)時(shí)應(yīng)注意檢查，特別是雷雨天氣時(shí)，更應(yīng)該注意檢查避雷器的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換，如當(dāng)發(fā)現(xiàn)防雷模塊的故障顯示窗的顏色由綠色變成紅色時(shí)，就要對(duì)防雷模塊進(jìn)行更換，確保發(fā)生雷擊時(shí)能夠發(fā)揮其防雷作用。本人在維護(hù)艾默生電源柜時(shí)，從監(jiān)控報(bào)上防雷器故障，現(xiàn)場(chǎng)防雷器正常，最后檢查出是防雷檢測(cè)線(xiàn)松動(dòng)緣故，引起上報(bào)告警信息。

(2)高頻開(kāi)關(guān)電源在正常使用的情況下，整流器主機(jī)的維護(hù)工作量很少。當(dāng)模塊輸出過(guò)壓：。當(dāng)負(fù)載電流低于單個(gè)模塊容量時(shí)，某一模塊輸出過(guò)壓將造成系統(tǒng)過(guò)壓，所有模塊過(guò)壓保護(hù)，并且不能自動(dòng)恢復(fù)。處理方法為：關(guān)掉所有模塊的交流開(kāi)關(guān)，然后，逐一打開(kāi)模塊，當(dāng)打開(kāi)某一模塊系統(tǒng)再次出過(guò)壓保護(hù)時(shí)，關(guān)掉該模塊，打開(kāi)其它模塊，系統(tǒng)恢復(fù)正常。

(3)通信高頻開(kāi)關(guān)電源監(jiān)控單元設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變。

(4)作為后備電源的蓄電池組維護(hù)，通信直流電源的維護(hù)工作中占有非常重要的地位，這也是電源維護(hù)工作的一個(gè)難點(diǎn)。由于現(xiàn)在使用的閥控式密封鉛酸蓄電池實(shí)現(xiàn)了密封，免除了以往開(kāi)口鉛酸電池的測(cè)比、配比、添加蒸餾水等工作，大大減少了維護(hù)工作量，因此有些維護(hù)人員認(rèn)為其是免維護(hù)電池，在使用中不去維護(hù)，結(jié)果造成維護(hù)不當(dāng)，發(fā)生問(wèn)題。在對(duì)閥控式密封鉛酸蓄電池的維護(hù)工作中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下問(wèn)題：

定期檢查整個(gè)蓄電池組的浮充電壓，如果其浮充電壓超出了蓄電池組的要求，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。浮充電壓過(guò)高將增加水的損耗，加速電池正板柵的腐蝕，可能?chē)?yán)重影響蓄電池的壽命;過(guò)低則可能不能使蓄電池充足電。對(duì)單只蓄電池每月應(yīng)記錄一次它的浮充電壓，若電壓超過(guò)廠(chǎng)家的指標(biāo)，觀(guān)察幾個(gè)月后無(wú)向均一方向發(fā)展的趨勢(shì)，應(yīng)與廠(chǎng)家聯(lián)系進(jìn)行處理。

閥控式密封鉛酸蓄電池的日常運(yùn)行對(duì)溫度要求較高，它要求的環(huán)境溫度最好是20～25℃，如不然，應(yīng)對(duì)浮充電壓采取溫度補(bǔ)償，每升高1℃，浮充電壓應(yīng)降低3～4mv，但即使對(duì)浮充電壓進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償，溫度仍對(duì)蓄電池的壽命影響較大，如壽命為10年的蓄電池在30℃下運(yùn)行，無(wú)溫度補(bǔ)償壽命僅為5年，有溫度補(bǔ)償壽命也縮短為8年。因此閥控式密封鉛酸蓄電池應(yīng)安裝在有空調(diào)的房間，安裝方式要有利于散熱。在日常巡視維護(hù)中發(fā)現(xiàn)蓄電池有明顯發(fā)熱現(xiàn)象應(yīng)立即與廠(chǎng)家聯(lián)系進(jìn)行處理。

閥控式密封鉛酸蓄電池的自放電極低，而且電池內(nèi)部不會(huì)形成電解液分層現(xiàn)象，因此無(wú)需定期進(jìn)行高壓均衡充電，定期均衡充電只能增加水的損耗，增大正板柵的腐蝕，在對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)盡量減少或取消均衡充電。

應(yīng)避免閥控式密封鉛酸蓄電池的大電流充電和過(guò)放電。大電流充電可能使蓄電池極板膨脹變形，活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大且溫度升高，造成電池報(bào)廢。過(guò)放電將使蓄電池的循環(huán)壽命變短，放電后應(yīng)立即充電，否則易引起蓄電池內(nèi)部硫酸鹽化現(xiàn)象，導(dǎo)致容量不能恢復(fù)。因此在進(jìn)行容量試驗(yàn)或放電檢修中，通常放電達(dá)到蓄電池組容量的30%～50%即可。

檢查蓄電池連接部分有無(wú)大壓降、腐蝕、松動(dòng)等現(xiàn)象，如有應(yīng)及時(shí)緊固，否則極有可能引起燒毀電池等事故。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)蓄電池組內(nèi)有損壞且無(wú)法修復(fù)的蓄電池時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，更換時(shí)不得把不同容量、不同性能、不同廠(chǎng)家的蓄電池連在一起，否則將對(duì)整組蓄電池帶來(lái)不利的影響。

閥控式密封鉛酸蓄電池屬于貧液電池，無(wú)法進(jìn)行電解液比重測(cè)量，因此它的好壞和容量判斷不容易，日常維護(hù)中判斷其好壞，但最可靠的方法還是放電法。

要注意閥控式密封鉛酸蓄電池的壽命期限，對(duì)壽命已過(guò)期限的蓄電池組要及時(shí)進(jìn)行更換，這樣即保證供電后備電源的可靠，又可避免因蓄電池組影響到整個(gè)通信直流電源的運(yùn)行。

(5)電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是電源本身，是整流器還是蓄電池組。高頻開(kāi)關(guān)整流器模塊的輸入輸出主回路由于有輸入過(guò)壓和輸出限流保護(hù)，因此發(fā)生故障的可能性較小，其內(nèi)部控制電路、顯示電路、保護(hù)電路等發(fā)生的故障相對(duì)較多，而且這些電路中只要有一個(gè)元器件發(fā)生故障，就可能導(dǎo)致整流模塊停止工作，處理這些故障時(shí)只需更換有故障的電路板便可排除故障。本人在維護(hù)工作中就遇到過(guò)高頻開(kāi)關(guān)整流器通電后顯示正常，測(cè)量輸出電壓正常，就是不能帶負(fù)載檢查無(wú)電流輸出，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)就是內(nèi)部控制電路電路板問(wèn)題造成了該模塊無(wú)法正常工作。

(6)通信設(shè)備在接入直流配電分路輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，要注意通信設(shè)備上的電源總輸入開(kāi)關(guān)的容量不得大于其接入的直流配電分路輸出的開(kāi)關(guān)容量，否則將引起越級(jí)跳開(kāi)關(guān)，可能造成通信直流電源系統(tǒng)故障

(7)地線(xiàn)的重要保護(hù)地，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源屬于大漏電流設(shè)備，如果不可靠接地是會(huì)有人身安全的，所以正規(guī)廠(chǎng)家的設(shè)備上都有大漏電流標(biāo)簽，這也是為什么電源系統(tǒng)不能使用漏電保護(hù)器的原因。防雷地，為了C、D級(jí)、直流防雷器在受到雷擊時(shí)正常泄放雷電流。工作地，主要是為了維持0V的基準(zhǔn)電壓，兩方面的作用，一是減少電話(huà)串音，另外一個(gè)某些設(shè)備需要穩(wěn)定的-48V電位，在運(yùn)行中確實(shí)出現(xiàn)過(guò)由于不接工作地導(dǎo)致設(shè)備不工作的情況。

［1］ YD/T799-2002，通信用閥控式密封鉛酸蓄電池［M］.北京：人民郵電出版社，2002.

［2］ 許文龍，胡信國(guó).現(xiàn)代通信電源技術(shù)［M］.北京：人民郵電出版社，2000.

［3］ 劉輝，等.通信技術(shù)在移動(dòng)教育系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(12)：50-53.

［4］ 胡海峰.網(wǎng)絡(luò)安全通訊與標(biāo)準(zhǔn)SSL協(xié)議［J］.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(4)：27-29.

責(zé)任編輯：吳旭云

The composition and maintenance for DC power supply of communication equipment

MIAO Yun-zhao
(Gongzhuling Branch of China Unicom Co.Ltd.，Gongzhuling 136100，China)

This article deeply analyzes and discusses the structure and composition of DC power supply in modern communication.It also introduces the practical experience about the maintenance for DC power supply of communication equipment.

communication;DC power supply;maintenance

TN86

A

1009-3907(2010)08-0057-03

2010-06-16

苗云釗(1972-)，男，吉林公主嶺人，助理工程師，主要從事通信工程研究。