發電機移動應急啟動裝置的研究

郭彥軍

（中國移動通信集團河南有限公司周口分公司，河南周口466000）

隨著移動通信網絡規模的不斷擴大，通信核心機樓備用發電機組的供電功率也在不斷增大。這種情況下，如果出現大面積停電，發電機組作為能長時間提供交流后備電源的設備，能否及時成功啟動顯得尤為重要。正如我們常說的：“養兵千日，用兵一時”，啟動蓄電池作為保障發電機組成功啟動的關鍵環節，具有極其重要的作用。如果平時維護不當導致蓄電池容量下降，造成發電機組不能正常啟動，緊急情況下只有更換啟動蓄電池，才能保證發電機組正常啟動。通常情況下動力機房只有一人值班，若需要更換備用蓄電池，在高度緊張中短時間完成備用啟動電池拆卸、搬運到位、拆卸原啟動蓄電池、再重新安裝備用電池四個環節，非常容易出錯，并且短時間很難完成，這就使得核心局通信設備交流停電故障歷時延長，存在較大的供電安全風險。

根據《河南移動通信電源、空調維護規程 （2008版）》要求，核心機樓停電后需在15分鐘內正常啟動供電。在放電機組啟動蓄電池失效的緊急情況下，使用常規手段很難在15分鐘內完成備用啟動電池的更換，怎樣才能將備用啟動蓄電池組快速接入啟動機，并安全、可靠地將油機啟動，一直是一個亟待解決的難題。

1 發電機移動應急啟動裝置概述

為了徹底消除油機啟動蓄電池失效的安全隱患，周口移動分公司成立課題研究小組，重點研究核心局機房固定發電機組在啟動電池失效的情況下，如何快速接入備用啟動蓄電池，實現發電機組快速啟動供電，保障機房供電安全。

所研究的發電機移動應急啟動裝置的關鍵技術：制作油機快速啟動通用接口，能夠快速接入備用啟動電池啟動油機，解決應急情況下1人值班更換備用啟動電池耗時長的難題。該裝置能夠提高操作效率，縮短故障歷時，確保發電機組快速啟動，避免核心局因油機延時啟動造成網絡癱瘓和不良的社會影響。

憑借多年的維護經驗，通過長時間的研究和現場試驗，周口移動分公司課題組發明自制了移動應急啟動裝置。該裝置能兼顧啟動多臺固定發電機組、移動電源車和汽車使用，在緊急情況下，僅需一人用時1分鐘就能將備用啟動蓄電池接入，正常啟動發電機組。目前該研究成果已獲得國家專利，專利號：ZL2012 2 0468000.0。

該發電機組移動應急啟動裝置由兩個關鍵部分組成：一部分為應急啟動快速接口，另一部分為移動應急電源車。裝置接入效果如圖1所示。

2 應急啟動快速接口

應急啟動快速接口固定在發電機底座上，采用較為成熟的螺旋式凹槽子母接口，配置不銹鋼防護外殼和防震措施，操作簡單，插拔方便安全。其外觀及視圖如圖2、圖3所示，主要構件包括：不銹鋼防護罩、DKJ母頭、歐式母頭、倒T字形絕緣膠木、絕緣減震膠墊、銅排、連接螺絲、絕緣橡膠圈等。

（1）不銹鋼防護罩。用于固定子母接口和接線銅排，外觀長寬高：360 mm×90 mm×125 mm，采用1.5 mm厚的不銹鋼材料。

圖1 應急啟動快速接口整體外觀

圖2 應急啟動快速接口整體外觀

圖3 快速接口內外、視圖

（2）DKJ母頭、歐式母頭。包括內芯和絕緣層，內芯為銅材料，絕緣層為環氧樹脂材料，絕緣層經過內部和外部嵌套后與不銹鋼防護罩隔離，通過內芯固定牢靠。紅色DKJ母頭與銅牌相連，通過電纜連接到發電機組啟動機正極，負極采用藍色歐式母頭與銅牌相連，通過電纜連接到發電機組啟動機負極。

（3）倒T字形絕緣膠木。采用500 mm×100 mm×12 mm絕緣膠木材料制成，用于隔離快速接口內部正負極銅排，隔離快速接口與發電機組底座，起絕緣作用。

（4）絕緣減震膠墊。在倒T字形絕緣膠木與發電機組底座之間，用于緩沖發電機組運行期間的震動，同時具備絕緣功能。

3 移動應急電源車

移動應急電源車配置12 V 200 Ah啟動蓄電池4只，先串后并構成啟動電池組，并聯后增加啟動蓄電池容量，可以輸出直流24 V／12 V兩種電壓，可滿足各種發電機組啟動需求。如圖4所示，電源車主要由移動小推車、啟動蓄電池、充電機、DKJ公頭、歐式公頭、絕緣膠墊等組成。

圖4 移動應急電源車

（1）移動小推車。用于承載啟動電池和充電機，用于快速搬運啟動電池，采用500 mm×500 mm×5 mm角鋼制作小車底盤，上鋪環氧樹脂板和絕緣膠皮，環氧樹脂板起絕緣功能，絕緣膠皮防滑和絕緣功能，小車前方安裝兩個定向輪，后方安裝兩個萬向輪，便于控制方向，方便移動。

（2）啟動蓄電池。采用4只12 V 200 Ah啟動蓄電池，先串后并構成啟動電池組，增加啟動蓄電池容量，輸出電纜為1×95 mm2銅芯電纜，并壓接銅鼻子，電纜另一端連接快速接頭。

（3）充電機。采用12 V／24 V自適應開關電源充電機，具有充電限流等功能，制作托盤，并焊接到小推車上，用于放置充電機，便于充電。

（4）DKJ公頭、歐式公頭。與應急啟動快速接口上對應的母頭對接后，沿內側螺旋式凹槽順時針擰緊。

4 與傳統更換啟動蓄電池操作時長對比

4.1 常規緊急更換備用啟動電池步驟

在發電機組啟動電池失效的緊急情況下，常規方式備用啟動電池連接到一起充電，值班人員需先將備用蓄電池拆卸、搬運到位、然后再拆卸原啟動蓄電池、再重新安裝備用蓄電池四個環節，一個值班人員操作很難完成，再者電池較重（單體電池約60 kg），值班人員在高度緊張的情況下，短時間內無法完成上述操作。

4.2 利用移動應急啟動裝置的操作步驟

利用應急啟動裝置，使得原本多人完成的應急工作，一人快速便利完成，大大提高了應急操作效率，具體操作步驟如下：

（1）值班人員迅速把移動電源車推到發電機旁；

（2）擰下故障啟動電池接口，使得故障啟動電池斷開；

（3）移動應急啟動電源車正極快速接頭接入快速接口正極插座，順時針擰緊；

（4）移動應急啟動電源車負極快速接頭接入快速接口負極插座，順時針擰緊；

（5）正常啟動發電機；

（6）整個過程操作方便、簡單快捷，歷時1分鐘。

二者的操作時長對比見圖5。

圖5 移動應急電源車整體情況

5 經濟效益及應用情況

河南移動率先在某地市核心局進行了啟動裝置推廣，該局現有固定發電機組6臺，若每臺發電機配置2組啟動電池，共需配置備用啟動電池6組和外置充電機6套，切換開關6套，需電池費用1 200元×4×6＝28 800元，充電器1 000元／臺，切換開關及電纜1 000元／套，共計費用約40 800元。該移動應急電源裝置制作簡易方便，小推車制作費用共900元，快速接口1 000元，啟動蓄電池費用1 200元×4＝4 800元，合計費用約6 700元，一次投入，可兼顧多臺固定發電機組、移動電源車和各種移動油機啟動，用途廣、成本小，可節約大量資金。

該裝置具有普遍適用性，可廣泛應用于通信行業、銀行、醫院、證券等對供電可用度要求較高的企事業單位，采用通用標準接口，技術成熟，性能安全可靠、操作方便快捷，投入成本低，易制作、易推廣。

6 結束語

若通信核心局機房停電，機房空調停止工作，機房溫度上升加快，高度集成化的核心網設備將處在高溫環境中運行，隨時可能停機，通信UPS設備由備用蓄電池逆變供電，由于UPS后備時間短，設備供電存在風險。

在一人值班的情況下，更換備用啟動電池，短時間內無法完成，發電機組每延遲1分鐘供電，核心局通信設備正常運行就多一份風險，如果出現核心網設備重大故障，將會造成不可估量的損失。采用本移動應急啟動裝置，在應急情況下，原本需要多人完成的工作，目前一個人短時間內可順利完成，縮短障礙歷時，減少應急人員數量，提高發電機組應急供電保障能力，防患于未然。

［1］ 中國移動通信集團河南有限公司.河南移動通信電源、空調與監控系統維護管理規定［Z］.2008.

［2］ 信息產業部通信行業職業技能鑒定指導中心.通信電力機務員［Z］.2002.