唐明濤

（運城職業(yè)技術(shù)大學(xué)，山西 運城 044000）

0 引 言

通信電源作為通信系統(tǒng)中重要組成部分，一旦發(fā)生故障將給通信系統(tǒng)運行帶來嚴(yán)重問題。故障隱患發(fā)生后沒有迅速采取有效措施進(jìn)行處理將導(dǎo)致電源系統(tǒng)輸出中斷甚至癱瘓，從而造成不可估量的損失[1]。為確保電源系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，首要任務(wù)是了解通信電源系統(tǒng)的配置情況，恰當(dāng)處理所發(fā)生的故障，保證通信設(shè)備運行順暢。

1 通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成

通信電源系統(tǒng)是指給不同類別通信設(shè)備提供電力裝置的總稱，其組成主要包括交流配電屏、直流配電屏、不間斷供電系統(tǒng)以及蓄電池組等部分，具體如圖1所示[2]。

圖1 通信電源系統(tǒng)組成框圖

交流供電系統(tǒng)中還包括備用油機，當(dāng)市電無法供電時備用油機將對通信系統(tǒng)供給應(yīng)急電力。不間斷供電系統(tǒng)是為交流用電設(shè)備提供后續(xù)電力的主要保障。直流供電中包括整流模塊、蓄電池組以及配電屏等，為通信設(shè)備提供-48 V直流電。

2 通信電源中常見的故障與分析

2.1 交流配電故障

通信系統(tǒng)要求電能的輸入安全穩(wěn)定，交流配電出現(xiàn)故障將直接引起通信系統(tǒng)無法工作甚至通信局站癱瘓的重大事故。輸入端電壓、頻率或波形畸變超出規(guī)定范圍，持續(xù)時間大于電源極限值時，交流配電系統(tǒng)進(jìn)入保護狀態(tài)[3]。通信電源系統(tǒng)穩(wěn)定運行需引入兩路市電，設(shè)置兩路市電倒換柜，并配備柴油發(fā)電機作為備用。

2.2 開關(guān)電源故障

開關(guān)電源主要由C級防雷模塊、交流配電模塊、整流模塊、監(jiān)控模塊、直流配電模塊以及蓄電池組組成，采取正極接地給通信設(shè)備提供-48 V直流供電。日常工作運行中，開關(guān)電源的故障點主要集中在監(jiān)控模塊和整流模塊[4]。開關(guān)電源結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖

2.2.1 電源設(shè)備告警

開關(guān)電源在生產(chǎn)時已在電源監(jiān)控模塊中配置了市電接入電壓、整流器輸入輸出電壓以及負(fù)載電流等各項參數(shù)限定值，非特定情況不需要修改配置參數(shù)。由于每個通信基站的供電情況不一致，個別偏遠(yuǎn)地方的交流電壓波動范圍大，時常導(dǎo)致電源整流模塊處于低壓保護狀態(tài)，無電流輸出，蓄電池組放電虧損，影響電池使用壽命[5]。通過設(shè)置開關(guān)電源增大交流電壓輸入變化范圍的限定值可以消除故障。在供電環(huán)境特別差的基站，建議安裝電源穩(wěn)壓設(shè)備或者安裝補償柜來減小線路壓降。

2.2.2 監(jiān)控模塊故障告警

監(jiān)控模塊發(fā)出直流接觸器斷開告警，此類故障的出現(xiàn)分兩種情況。其一是誤告警，應(yīng)對策略是通過儀表檢測接觸器兩端的電壓差值進(jìn)行判斷，如無電壓差則判定是誤告警，反之是確切告警。造成此類故障的原因是直流接觸器端側(cè)二極管短路或蓄電池低壓保護等[6]。其二是直流接觸器自身故障導(dǎo)致監(jiān)控模塊發(fā)出切離告警，分析故障原因后應(yīng)先做到將接觸器兩側(cè)母牌安全短路，確保電源輸出到通信用電設(shè)備。通過監(jiān)控模塊下發(fā)接觸器閉合或者切離指令操作，無動作反應(yīng)可判斷出直流接觸器損壞，隨后更換直流接觸器后告警消除。

2.2.3 整流模塊故障

電源容量不足，整流模塊高負(fù)荷運行，相較之前開關(guān)電源更加小型化，單位空間內(nèi)電子元件密度劇增，加之器件質(zhì)量參差不齊，電源內(nèi)部熱量消散困難，諸多原因致使整流模塊故障率大增。一些早期建立的機房仍舊在使用自散熱電源，面對高溫氣候，電源輸出保護后蓄電池進(jìn)入異常放電狀態(tài)。分析電源所處環(huán)境和電源自身配置，應(yīng)充分考慮開關(guān)電源系統(tǒng)的容量大小，條件允許的情況下先替換掉自散熱形式的整流模塊，使用風(fēng)冷型整流模塊。在開關(guān)電源模塊插槽有空余位置時，應(yīng)當(dāng)將模塊間隔開插接，在條件相對較好的地方使用空調(diào)降低環(huán)境溫度[7-10]。

2.3 蓄電池故障

蓄電池在供電系統(tǒng)中是最后的保障，閥控式鉛酸蓄電池的電壓為2 V，由24節(jié)組成一組。蓄電池的定期維護是保證通信電源系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)，目前通信電源系統(tǒng)普遍使用免維護蓄電池，但并非不需維護。電源處于市電工作狀態(tài)下，蓄電池組處于浮充狀態(tài)，單體電池電壓的測量值應(yīng)不低于2.18 V。檢測中如果發(fā)現(xiàn)電池電壓低于2 V，則需要電池進(jìn)行均充，利用高壓低電流形式激活電池記憶效應(yīng)，理想溫度25℃下蓄電池組的電壓保持在56.4 V。單體電池的均充電壓為2.35 V，溫度補償系數(shù)設(shè)定為±3.5 （mV/℃，不同蓄電池品牌均充電壓不盡相同。

2.4 機房高溫告警

通信電源運行期間，當(dāng)環(huán)境溫度持續(xù)升高，電源運行溫度高于設(shè)定保護值后開關(guān)電源輸出將保護性地間斷。蓄電池在放電過程中，溫度超出規(guī)定工作范圍將極大影響蓄電池的使用壽命，極易引發(fā)火災(zāi)等安全事故。這時監(jiān)控模塊將會自動發(fā)出告警，待環(huán)境溫度和電源設(shè)備溫度恢復(fù)到正常值后，開關(guān)電源輸出正常，警告解除。目前機房都配置控溫空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)，空調(diào)高溫告警也時有發(fā)生，因此通信電源的日常維護除了要檢查電源系統(tǒng)設(shè)備外，還需著重檢查機房空調(diào)系統(tǒng)。

2.5 監(jiān)控通信中斷故障

通信基站對開關(guān)電源等各個通信設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控管理，不同設(shè)備廠家的監(jiān)控通信接口配置不同。為減少機房投入成本，不少邊際站和直放站都將通信機房的信息監(jiān)控掛載到電源監(jiān)控模塊上，通信電源系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)采集應(yīng)用RS-232C通信串口協(xié)議，此方式的特點是便捷成本較低，但缺點也非常明顯，時常發(fā)生通信數(shù)據(jù)接收不到的現(xiàn)象，且抗干擾能力弱、數(shù)據(jù)接口不支持熱插拔。此外，基站動力環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)包丟失嚴(yán)重，通信中斷時而發(fā)生，排查故障點較難，給現(xiàn)場維護和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集作業(yè)帶來了困擾。

3 通信電源系統(tǒng)故障出現(xiàn)的原因分析

3.1 機房環(huán)境有待進(jìn)一步提高

通信電源系統(tǒng)對運行環(huán)境質(zhì)量的要求較高，機房的溫濕度變化和灰塵量多少都影響電源設(shè)備的正常運行。新風(fēng)機在冬季干燥天氣中運行時需勤換空氣濾網(wǎng)。

標(biāo)準(zhǔn)的通信機房是一個密閉的空間，能有效控制灰塵。部分直放站和邊際站環(huán)境不慎理想，灰塵超標(biāo)或環(huán)境潮濕，電源設(shè)備極易引起短路甚至是火災(zāi)事故，導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)損失嚴(yán)重。

3.2 缺乏專業(yè)電源維護人員

通信電源巡檢維護人員身兼發(fā)電、巡檢以及搶修等數(shù)職。沒有對通信電源系統(tǒng)的構(gòu)成和常見故障等進(jìn)行深入研究，僅僅依靠自身經(jīng)驗進(jìn)行維護，缺少系統(tǒng)性的培訓(xùn)，在這樣的境況下工作很容易造成安全隱患。

3.3 通信電源存在隱患

由于通信電源在系統(tǒng)設(shè)計中追求低重量、小體積、高功率因數(shù)以及低成本等諸多因素，致使設(shè)備用料和元器件配置等方面存在隱患，導(dǎo)致通信電源在運行中存在穩(wěn)定性差的安全隱患。在電源設(shè)計過程中確保了監(jiān)控通信的要求，應(yīng)急設(shè)計不足，當(dāng)前的通信電源大多是一路交流供電，如果出現(xiàn)電源故障或電源中斷的情況，蓄電池?zé)o法長時間維持供電，造成難以估量的損失。

4 通信電源系統(tǒng)故障的維護處理策略

4.1 電源管理應(yīng)加強重視程度

提高通信電源系統(tǒng)維護成效，減少故障，必須重視通信電源的管理，以滿足安全運行需求。在通信電源系統(tǒng)維護管理中，首要確保設(shè)備容量充足，完善主備用設(shè)備的建設(shè)方案，機房環(huán)境符合設(shè)備安裝要求，控制機房的溫濕度。運用先進(jìn)、科學(xué)的管理技術(shù)，使通信電源更加高效運行。當(dāng)前智能傳感控制技術(shù)發(fā)展迅速，環(huán)境傳感技術(shù)和進(jìn)程監(jiān)控技術(shù)等都可以在通信電源管理方面發(fā)揮優(yōu)勢，使得通信電源信息快速獲取。創(chuàng)造可靠、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境，提高電源管理工作的整體效果。

4.2 科學(xué)維護高頻開關(guān)電源設(shè)備

電源系統(tǒng)的日常維護主要體現(xiàn)在防塵和除塵工作。機房環(huán)境差，灰塵多沉積在電源整流模塊中，環(huán)境中濕度超標(biāo)，控制參數(shù)會出現(xiàn)跳變，發(fā)出電源告警信息，引發(fā)電源監(jiān)控模塊發(fā)出誤動作信息?；覊m過多也會影響電源模塊的散熱，因此需要定期對電源進(jìn)行除塵處理。除塵時拆解模塊裝回后要檢查各連接件和插件是否插接緊固，避免出現(xiàn)接觸不良，連接頭發(fā)熱現(xiàn)象。

高頻開關(guān)系統(tǒng)故障頻現(xiàn)時，監(jiān)控模塊能夠警示并記錄故障點和故障發(fā)生時間，維護人員可以依據(jù)信息對故障性質(zhì)進(jìn)行預(yù)判。由于當(dāng)前高頻開關(guān)電源的智能化水平一般，因此需要與電源維護人員的長期工作經(jīng)驗相結(jié)合進(jìn)行判斷并檢修。

4.3 電池組的維護應(yīng)該規(guī)范化科學(xué)化

依照蓄電池廠家標(biāo)準(zhǔn)周期均充，每年對蓄電池進(jìn)行周期性充放電檢測，及時更換容量不足和電壓異常的蓄電池。在進(jìn)行操作中，偶發(fā)的一些操作疏漏會對蓄電池的安全運行帶來巨大隱患。蓄電池出現(xiàn)短路情況將引起電源負(fù)載電流出現(xiàn)異常，導(dǎo)致電池出現(xiàn)鼓包甚至爆裂問題，此外蓄電池單體電壓不足和容量下降等問題也都會影響電源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

當(dāng)蓄電池釋放量超過總?cè)萘康?5%、電壓低于設(shè)定值、長期處于浮充狀態(tài)（電網(wǎng)狀態(tài)優(yōu)良，無停電發(fā)生）、更換了新電池以及存儲期超過3個月第一次啟用時都需要進(jìn)行均充，均充時應(yīng)設(shè)置充電時長。

運維人員必須加強自身責(zé)任意識，注意觀察開關(guān)電源設(shè)置的充電參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。在日常維護過程中，要對電池組進(jìn)行清潔，檢查極柱、安全閥周圍有沒有滲漏，電池外觀是否良好，電池兩側(cè)的電壓和溫度是否適宜，連接有沒有發(fā)生松動，有沒有腐蝕現(xiàn)象。

5 結(jié) 論

通信電源系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)的核心設(shè)備，其穩(wěn)定可靠運行是通信系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。當(dāng)通信電源出現(xiàn)老化、耗能增加以及故障率升高等情況，將難以滿足通信網(wǎng)絡(luò)的運行要求，因此工作人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識，采用規(guī)范科學(xué)的技術(shù)手段結(jié)合通信電源系統(tǒng)運行實際，分析總結(jié)常見故障的原因和處理措施，保證通信系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定與安全運行。