地鐵通信電源系統的安全控制

李順成

（中鐵通信信號勘測設計(北京)有限公司，北京 100036）

地鐵通信電源設備長期承擔車站控制中心的設備供電工作，是完善系統技術保障作用的必要前提，如若電源系統因為突發事故而產生供電中斷，其后果將不可估計。涉及電源相關問題包括雷擊隱患和電壓頻率波動事故等，經常導致內部數據的混亂與丟失，嚴重時會令整個系統結構處于崩潰狀態。所以，為了進一步完善該部門通信安全保障地位，必須聯合中心電源系統的構造實現科學、安全的管制。

1 電源系統安全的控制點論述

地鐵運營單位對通信電源的維護工作內容，按照原則要求定義，就是充分預設衍生故障的位置點，做到提前管控和防治，滿足設備穩定、可靠運行基礎力量。所以，有關部門需要事先結合機械運轉性能實現細致隱患的清理和排查，制定科學的防護措施，進而達到穩定制備的效用。要真正貫徹這一指標實效，就需要聯合某種科學的檢修規章制度實現安全因素掌控，這就是人力資源、設備工具的綜合調節理念。

(1)交流配電切換屏

此類設施主要根據電源切換基礎設施、交流輸出配電單元聯系構成，實際安全控制要點在于配電屏的切換處理，當交流電控制環節中衍生出異常中斷時，結構基礎能夠自動予以警告信號傳輸。按照這種原理對某種地鐵切換設備狀況進行檢驗，一旦輸入交流電開始倒換時，經常蔓延失敗隱患效應。具體原因是因為原型切換設備利用機械行程裝置切換，其整體動力電源按照輸出交流電進行灌輸，一旦兩路交流電經過頻繁調動作用時，開關會不受控制并且長期停滯在空閑段位置，令交流供電工程實效地位下降。因此，要對其進行技術規模改造，配合智能交流控制系統和接觸器加置，令兩路電流配合互鎖電路實現協調操控，確保配電屏的正常工作狀態。

(2)UPS安全疏導原理

地鐵通信電源大部分采取靜止型在線式UPS實現整流器、靜態開關、監控模塊等細化結構的梳理，其安全控制工作范圍在廣泛吸收電壓涌動抑制和蓄電池使用壽命保護基礎之后。針對UPS可靠地位和蓄電池密切關系進行細致規劃，這主要是因為UPS的結構故障四成左右是由蓄電池質量問題引發的。如果說這部分材質出現失效情況，任何延展功能都將不復存在。在日常維護工作過程中，關聯UPS檢測的項目內容包括:充電和放電電流監測和主體控制功能、深度放電保護潛力探究等。其中需要多加注意的細節是國外對這部分材質的輸出功率提供兩種方案，如果操作中存在錯誤搭配，會令后續設備遭受損壞。

(3)直流高頻開關電源制備

直流高頻開關電源結構主要由整流模塊基礎和直流配電單元組成，其機理內容與UPS基本一致，但是因為其蓄電池組的獨立排列特性，能夠保證在交流電突發狀況環節中提供完善時限條件下的能量穩定補給功能。開關電源的安全控制部件主要利用整流模塊和蓄電池組搭配，為全面保障電源運作的穩定地位，整流模塊實際運用N+1進行備份調整。直流高頻開關電源蓄電池組的維護控制機能原理也繼續沿用UPS標準，這里就不做細致闡述了。

(4)蓄電池結構討論

現階段地鐵通信基本利用閥控式密封鉛酸蓄電池設備，按照以往搜集得到的電源設備事故資料進行追蹤分析，蓄電池突發事故頻率很高。因為部分密閉形態的電池未經過安全閥和防酸片的追加，而在自動調節結構內部電壓過程中，防酸片借助阻液和防爆功能潛力，令整個蓄電池壽命容量得到保護。

另一方面，因為通信電源操作室內長期無人管理，部分城區為了方便內部職責調控，將軌道監控上的電源設備和環境監控部件聯系起來，并設置車站場景監控固定系統，配合內部控制疏導中心對不同車站和通信房實施集中控制。具體職責內容包括低壓配電柜綜合參數提取和機房溫度、濕度效應檢驗等。而機房環境監控系統主要利用網絡適配裝置等結構部件組成。

2 通信電源安全管控的外部支持條件分析

(1)通信電源的防雷接地措施

雷電在電源線、信號線等結構之間產生感應動作之后會將過電壓瞬間擴張，在此條件下極易造成開關電源和設備燒毀，所以地鐵電源設備必須經過多級加裝和多種防護措施補充。

因為雷擊電壓效果主要是在大氣與大地之間形成的高壓放電反應，所以避雷器要配備完整的接地才能穩定控制。經過系統巡查細節分析發現，在實施方案之前需要對防雷設施完好程度實現校對，確保細節安裝步驟排列正確。特別是在雷雨季節條件下，相關技術人員應該適當加大對精密地阻值的提煉，并以此穩定地阻值在規定范圍內的波動效應;另外，聯合防雷設備、防震地極進行現場檢測驗證，維持系統良好的工作狀態。對于新添加的接地線應該盡量控制牽直，杜絕不必要的彎曲和迂回現象，這樣能夠有力減少接地線的電感作用，鞏固最優異的防雷控制效應。值得注意的是:避雷地線直流通路上的電阻值應低于4 Ω，而實際接地在包攬整合交流零線復接地和屏蔽接地之后，對設備接地直流通路的電阻值做出低于1 Ω的規定。

(2)環境穩定需求分析

通信電源系統對周圍環境質量有嚴格的技術要求，例如設備需要經過長期的良好通風基礎實現過渡交換，避免安裝環節由于過熱和過濕環境而產生不必要的耗損，影響后期經濟指標的良性制備效能;其次是避免陽光的直射作用和水氣粉塵雜質的過分覆蓋，設備后面板位置以及側板應該保證與墻體結構之間留出至少10 cm以上的距離;杜絕前面板進風口出現雜物遮蓋現象，這樣能夠疏導風機排氣阻礙效應，減少內部溫度升高反應，令長期使用壽命維系和經濟可持續發展指標得到細致貫徹。

通信設備實際溫度范圍在－5℃ ～40℃，儲藏溫度滿足在－20℃ ～45℃，特別是VRLA蓄電池結構，主要是按照標準環境溫度條件25℃進行補充的，其理想工作范圍也精確到21℃ ～27℃。工作環境溫度偏低時，VRLA蓄電池的放電容量會極易低于額定容量，備用放電時間自然會不足;而當工作環境溫度過高時，VRLA蓄電池使用壽命就縮短，并且容易引發熱失控作用。其工作機房溫度也要準確掌控，如果環境溫度高出標準限定條件10℃之后，整個系統設施使用時限就會減少五成左右。

(3)電源監控系統的追加

電源系統的不同設備利用監控系統和接口單元將動作過程遺留的信號經過系統設備傳輸給控制中心部門。在控制中心設置一套完整的監控系統，它在整合全線各站停車場的通信電源遙信基礎方式內容之后，實時驗證設備運行狀態，并將已經處理完畢的數據資料和故障隱患實施對照，維持后期工序的緊密銜接。監控系統實現對交流配電柜、防雷器工作狀態的全程監督，之后聯系蓄電池組的充放電實況信息完成尾部職能交接。通信電源系統監控信號的數據格式和協議內容是相對開放的，并按照統一技術要求實現控制中心的集中管理。

在監控單元的系統性能上要下足工夫，首先是可靠性效用追加，具體做到監控系統硬件實際平均故障時間滿足高于10000 h，整個系統的平均無故障時限維系在20000 h以上;對于細致的器材分布調整，主要是聯合接地保護效能實現完整分析，選取抗干擾特性優良的銅網屏蔽和鋁箔/銅網雙屏蔽信號技術資源，必要時可采用國際標準要求的20 mA器材，電源信號就可達到最為準確的傳輸績效。在此基礎上結合光電隔離技術經驗，完善傳輸信號的確實可靠交接任務。監控系統的上電、掉電等工作都需要監控系統的合理運行和人工操作配合，這樣才能達到較強的容錯管制水準，再不會因為用戶的錯誤操作行為而衍生系統總體死機故障。涉及外部環境因素的干擾作用，監控系統也不會因為程序混亂而排斥報警靈敏度，利用硬件Watch Dog監視的自動復位管理功能以及軟件程序的自我診斷特性完成界面修復。系統對于細化的設備監測以及信號數據傳輸基本采取CRC校驗途徑，之后接受方按照既定結果實現信息回應動作，并完善后續機理的安排活動，包括數據錯誤重發工作和執行循環模式。

其次是可擴充性，系統采用軟硬件模塊化結構進行維護，經過RS422/485總線連接分布式前端設備結構實現單元采集，例如:通用性質的采集模塊和電池組采集模塊等。因為這部分監控系統配備模塊引導機制完善設計，令后續擴容機理變得十分簡單，在此基礎上完善組態化軟件設定程序，即便是軟件格式不經修改，也能收到較好的擴容功能。構成系統結構的計算機只要經過通訊口激活處理之后就可達到高效的外部通信能力。

在安全保障層面上，監控系統對被控設備實現總體參數認證和設定輔助，其實際控制值將始終穩定在安全極限范圍之內，被監控設備無論在何種工作環境下都可以貫徹正常工作優勢，并且設備自身不會因為電磁干擾現象而衍生節奏混亂反應;監控系統內部幾乎所有的部件、連線都與金屬產生屏蔽作用，而監控器材與被監控設施也都實現光隔離控制，這就令監控系統本身維持了較好的電磁兼容作用;監控系統能滿足不同設備的接地要求。

3 結束語

通信電源系統自身存在故障隱患，作為通信電源運營專業技術人員必須掌握安全控制理念，自覺對設備實現長期的維護，將細致安全要素控制點梳理完整、清晰，同時制定相應的點檢措施和應急處理方案，進而全面貫徹維護規程和技術條件，綜合提高電源設備安全管理水平，這是階段控制要務靈活轉換、搭配的必經之路，應該得到內部人員的長期認同，這樣才能滿足新時代多元通信電源的可持續發展要求。

［1］孔文龍.地鐵通信傳輸系統方案分析［J］.科技資訊，2008，13(11):95-96.

［2］汪曙明.地鐵通信電源電磁干擾分析及其抑制［J］.現代城市軌道交通，2009，21(05):51-52.

［3］趙 倩.電力通信網中通信電源故障的分析與維護［J］.通信電源技術，2009，(04):58-59.

［4］曾自怡.通信高頻開關電源雙重化改造方案［J］.電力系統通信，2010，22(05):69-71.

［5］徐金壽.電力通信電源系統運行模式探討［J］.常州工學院學報，2010，21(06):58-60.