通信電源的現狀與維護

沈船，王青林

（1．商丘市聯通公司，河南商丘 476000；2.商丘技師學院，河南商丘 476000）

通信電源是通信系統的“心臟”，它是構成各種通信形式必不可少的重要組成部分，對確保通信質量具有重要的影響。因為通信設備發生故障是局部的，而通信電源的故障，影響面會更大，會造成大面積通信癱瘓，以致造成國民經濟的重大損失。

我國電信事業的飛速發展，帶動了通信電源設備的更新換代和通信電源系統的優化、完善，新業務、新設備、新產品層出不窮。電源系統的可靠性大大提高，供電質量明顯改善，系統配置更為合理，設備的智能化程度以及對系統的監控功能等都有了長足的進步。同時也給從事電源維護管理工作的人員提出了許多新的要求。

1 通信電源的現狀

通信電源設備和設施主要包括：交流市電引入線路、高低壓局內變電站設備、柴油發電機組、整流器、蓄電池組、直流變換器和交流逆變設備、以及各種交直流配電設備等。

1.1 交流供電系統

交流供電系統由主用交流電源、備用交流電源（油機發電機組）、高壓開關柜、電力降壓變壓器、低壓配電屏、低壓電容器屏和交流調壓穩壓設備及連接饋線組成的供電總體。

主用交流電源均采用市電。為了防備市電停電，采用油機發電機等設備作為備用交流電源。大中型電信運營公司采用10KV高壓市電，經電力變壓器降為380V/220V低壓后，再供給整流器、不

間斷電源設備（UPS）、通信設備、空調設備和建筑用電設備等。小型電信局（站）則一般采用低壓市電電源。

1.2 直流供電系統

直流供電系統由整流設備、直流配電設備、蓄電池組、直流變換器、機架電源設備和相關的配電線路組成的總體稱為直流供電系統。

按電信設備供電電壓允許變動范圍的不同要求，可分為窄電壓和寬電壓直流供電系統；按電源設備的安裝地點不同，可分為集中直流供電系統和分散直流供電系統；按饋電線配線方式不同又可分為低阻配線直流供電系統和高阻配線直流供電系統（高阻配線又有一次高阻配線和二次高阻配線等方式）。組成直流供電系統的主要設備有：

1.2.1 變流設備

換流設備（converter）是整流設備、逆變設備和直流變換設備的總稱。其中整流設備可將交流電變換為直流電。逆變設備則將直流電變換為交流電。直流變換設備可將一種電壓的直流電變換成另一種或幾種電壓的直流電。

晶閘管（可控硅）整流器是老一代整流設備，由于電路中采用工頻變壓器，工作頻率低，體積和重量都很大，效率也低，故逐步淘汰，而由高頻開關型整流器代替。

高頻開關整流器在技術上先進，具有小型、輕量、高效、高功率因數和高可靠性等顯著優點。高頻開關整流器機架的輸出功率大，機架上裝有監控模塊，與計算機相結合，組成新一代智能型電源設備，正在逐步替代晶閘管整流器。

隨著電力電子學技術和電力半導體器件的發展，換流設備變換電路日趨完善，采用PWM脈寬調制或諧振技術的控制技術，提高變換頻率，采用零電壓或零電流開關電路，降低開關工作損耗，使換流技術達到新的水平。

1.2.2 蓄電池

在電信電源中電池作為備用能源使用。蓄電池可分為酸性電解液（即硫酸）的鉛酸蓄電池和堿性電解液（即苛性鉀）的堿蓄電池。

鉛酸蓄電池自普蘭特發明以來，已有140年的歷史，由于它具有電壓的穩定性和可以進行大電流放電，所以在電信局（站）內得到廣泛使用，目前鉛酸蓄電池已由防酸式鉛蓄電池發展屋閥控式密封鉛酸蓄電池。

閥控式密封鉛酸蓄電池是一種新型的蓄電池，使用過程中無酸霧排出，不會污染環境和腐蝕設備，蓄電池可以和電信設備安裝在一起，平時維護比較簡便，不需加酸和加水。閥控式密封蓄電池體積較小，可以立放或臥放工作，蓄電池組可以進行積木式安裝，節省占用空間，因此在20世紀80年代后，在我國電信局（站）得到迅速推廣使用，并正在逐步取代防酸式鉛蓄電池。蓄電池制造廠正在工藝結構設計上保證電池質量，防止電液滲漏，提高電池使用壽命，并研究開發有效而簡便的電池容量測試器。

蓄電池正常情況下是與整流器并聯工作的，所以它有兩個作用：在交流電停電時，自動向直流負載供電，保證供電連續不間斷；當交流電正常供電時，它可以等效為一個充分大的電容器，濾掉整流器輸出的各種諧波（即雜音），保持直流電的純度。蓄電池的容量越大，直流電的純度越高。

1.2.3 直流配電屏

直流配電屏是連接和轉換直流供電系統中整流器和蓄電池向電信負載供電的電源設備，屏內裝有閘刀開關、自動空氣斷路器、接觸器、低電熔斷器以及電工儀表、告警保護等元器件。

直流配電屏按照配線方式不同，分為低阻和高阻兩種，高阻配電屏是把饋線改用小截面電纜出線，每路出線的負線上加裝上一定的電阻，如愛立信交換機為26毫歐。高阻配電的好處是：當任何一路負載發生短路時，供電母線上的電壓變動較小，不足以影響其他分路供電，供電系統的可靠性相對較高。

除上述供電系統外，還有太陽能供電系統和混合供電系統等。太陽能供電系統由太陽能電池、蓄電池組、迭制配電設備組成，有光照時靠太陽電池供電，并對蓄電池充電，無光照時由蓄電池供電，它是直流供電系統的一種。如果由太陽電池、風力發電、市電或油機發電機等兩種或兩種以上發電設備供電的系統則稱為混合供電系統。

2 通信電源的日常維護和保養

2.1 交流供電系統的維護

2.1.1 交流配電屏維護的內容

檢查交流接觸器、開關接觸是否良好，信號指示、告警是否正常，測量熔斷器溫升或壓降，功率補償屏工作狀態是否正常，測量閘刀、母排、端子、接點、線纜的溫升是否符合要求，檢查各接頭處有無氧化、螺絲有無松動，檢查避雷器是否良好，檢查、調整三相電流不平衡度應小于25%，檢查、測量供電回路電流不應超過線纜的額定值，測量地線電阻值，并對交流屏儀表進行校正。

交流電源系統的維護保養主要是防過電壓和防雷，同時注意備用交流電源（油機發電機組）的可靠性維護保養。

2.1.2 防雷

通信局站均應考慮防雷設施和接地，接地電阻值應不大于10Ω。接地系統均應采取聯合接地。交流供電系統的高壓引入線、高壓配電柜、低壓配電柜、調壓器、UPS、油機控制屏設備均應安裝避雷器，一個交流供電系統中應考慮多級避雷措施。基站內應在交流引入側安裝浪涌抑制器，其雷擊告警應通過轉換接點納入到集中監控系統中。

電源的交流輸入所采用的避雷器的狀態在進行電源的巡視維護時應注意檢查，特別是雷雨天氣時，更應該注意檢查避雷器的狀態，發現問題及時更換，如當發現OBO防雷模塊的故障顯示窗的顏色由綠色變成紅色時，就要對防雷模塊進行更換，確保發生雷擊時能夠發揮其防雷作用。這里應注意普通氧化鋅避雷器存在有一定的漏電流，長期使用容易老化，造成使用性能下降，所以即使長時間沒有雷擊發生，也要定期進行更換，確保其防雷效果。

2.1.3 備用交流電源（油機發電機組）保養要求

機組應保持清潔，無漏油、漏水、漏氣、漏電（簡稱四漏）現象。機組上的部件應完好無損，接線牢靠，儀表齊全、指示準確，無螺絲松動。根據各地區氣候及季節情況的變化，應選用適當標號的燃油和機油。保持機油、燃油及其容器的清潔，定時清洗和更換（機油、燃油和空氣）濾清器。油機外部運轉件，要定期補加潤滑油。啟動電池應經常處于穩壓浮充狀態，每月檢查一次充電電壓及電解液液位。市電停電后應能在15分鐘內正常啟動并供電。

維護周期及項目。每月：空載試機3～5min。對啟動電池(開口式電池)添加蒸餾水并進行充電，檢查充電電壓及電解液液位、比重。每半年：帶載試機15～30min。每年：清潔設備。檢查啟動、冷卻、潤滑、燃油系統是否正常。校正儀表。

2.2 直流供電系統的維護

2.2.1 變流設備維護

變流設備應安裝在干燥、通風良好、無腐蝕性氣體的房間。室內溫度應不超過30℃。高頻開關型變流電源設備宜放置在有空調的機房，機房溫度不宜超過28℃。

變流設備維護一般要求：輸入電壓的變化范圍應在允許工作電壓變動范圍之內。工作電流不應超過額定值，各種自動、告警和保護功能均應正常。宜在穩壓并機均分負荷的方式下運行。要保持布線整齊，各種開關、熔斷器、插接件、接線端子等部位應接觸良好、無電蝕。備用電路板、備用模塊應每年試驗一次，保持性能良好。定期檢查告警性能,檢查接線是否良好，檢查開關、接觸器件是否可靠接觸。

2.2.2 蓄電池維護

蓄電池與整流器并聯工作可以保證供電連續不間斷，但并不是高枕無憂，蓄電池放電時，隨著放電時間的延長，端電壓不斷降低；蓄電池充電時，為了保證電池能充足電，充電電壓必須提高。這就有供電系統的電壓變動范圍的問題。一方面，設計直流供電系統時，要充分保證直流負載能承受的電壓變動范圍；另一方面，通信設備設計時，也要考慮蓄電池固有的特性，給出一個合理的供電電壓范圍，使蓄電池盡可能延長使用壽命。

需要特別注意的是，當一套直流系統同時向不同電壓范圍的交換機供電時，蓄電池的工作方式需兼顧考慮，偏差太大時，需要分別重建直流供電系統，獨立供電。

蓄電池應工作在清潔、通風、干燥的環境，并要配備有滅火器。周圍無有機溶劑和腐蝕性氣體。同時，也應避免空調或通風系統的通風口直接影響電池單體溫度，造成電池電壓不均勻。工作環境溫度一般要求在攝氏15℃至30℃之間。

浮充電壓：在環境溫度25℃情況下的正常的浮充電壓為2.23V～2.25V/單體。溫度補償系數為：-3.5mV/℃。當電池浮充運行時，蓄電池單體電壓不應低于2.18V，如單體電壓低于2.18V，則需要進行均衡充電。

均衡充電是一般采用恒壓限流進行充電，充電電壓按2.35V/單體（環境溫度25℃）。溫度補償系數為：-5 mV/℃。均充頻率一般為2月一次。

出現兩組同樣的電池組充放電電流不同，單體壓差大，除了電池本身的原因外，就是連線與極柱接觸不良所致，所以新裝電池必須半年內就緊固一次，而經過二次緊固的電池后期一般不會出現嚴重的松動現象。

此外，也要注意定期對開關電源的電池管理參數進行檢查，保證電池參數符合要求。

2.2.3 直流配電屏的維護

直流配電屏的維護與交流配電屏的要求基本相同，在此不在贅述。

3 結語

綜上所述，電源技術的創新，促進了電源技術的迅速發展。全面、及時、準確掌握通信電源的工作狀態和運行情況，就可以確保通信電源隨時處于良好的工作狀態，保證通信安全暢通。可以預言，通信電源技術將進入一個更加成熟的發展階段。

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