通信設備帶電絕緣維護技術與應用研究

李 蓮，王詩雅，王慶瑋，余紅杰，崔 華

（1.安徽云德科技發展有限公司，安徽 合肥 230000；2.電子科技大學，四川 成都 611731； 3.中國聯合網絡通信有限公司商丘市分公司，河南 商丘 476000）

0 引 言

受內外部壞境的影響，長期帶電運行的通信設備積聚了大量粉塵、油污等，長時間不處理將造成設備電氣性能劣化、工作效率下降，甚至引發硬件故障、通信阻斷或安全事故。如何對正在運行的通信設備進行絕緣維護作業一直是困擾網絡運維部門的難題。通過聯合創新攻關，對通信設備帶電絕緣維護技術、產品、工藝等進行了探索，研究出了系列產品、適用場景、作業流程、評估指標及安全措施等。絕緣維護后的設備溫度、板卡污染程度、靜電值等指標明顯改善，設備運行效率、安全性提升，驗證了絕緣維護技術、產品和工藝的安全性、有效性。

1 維護必要性

通信設備運行過程中產生的電位差和靜電會引向性的吸附各類塵埃微粒，不可避免會吸附大氣環境中的灰塵、油污、潮氣、炭漬等污染物，污染物形成堆積將導致微電路性能退化：影響設備內各組件正常散熱，導致溫度升高；在潮濕條件下這些含有鹽、酸、堿性物質的污染物成為電解質，導電性增強，絕緣電阻降低，泄漏電流增大等。

微電路性能退化可導致通信設備的功能障礙：信噪比下降、信道堵塞、信號串音、信號延時、誤碼率升高、誤動作頻繁、下指令拒動作，形成超容限值的尖峰電流電壓、擊穿PN結，器件發生飛弧、打火現象、電暈效應導致元件銷毀、硬件損壞等。功能障礙直接或間接導致設備噪音增大、溫度升高、耗電增加、異常報警、通信阻斷事故、火災事故等，極大威脅著通信運行安全，影響著網絡效能和客戶口碑。

2 絕緣維護技術、產品和作業流程

2.1 絕緣維護技術

絕緣維護技術包含帶電絕緣清掃、帶電絕緣清潔和帶電絕緣保護。帶電絕緣清掃是在在不停電的前提下，通過清掃電機帶動相應的絕緣清掃刷頭，在高速轉動的情況下清除設備表面污穢的作業。帶電絕緣清掃刷頭由高絕緣、耐磨、耐高溫尼龍等材料制成。帶電絕緣清潔是在不停電的前提下，把具有高絕緣性、環保性、高體積電阻率和良好清潔性能的設備專用維護劑噴射到設備上，從而有效清除設備表面及深層次的污穢。帶電絕緣保護是在不停電的前提下，把具有高絕緣性、環保性、高體積電阻率和良好保護性能的保護劑噴射到設備上，有效提高設備的絕緣性能，改善或消除外絕緣泄漏電流，使設備恢復或接近其原設計安全性能水平。

2.2 帶電清洗劑產品

2.2.1 技術性能指標要求

按照通信維護規程和國家相關標準，通信設備絕緣維護用清洗劑產品應達到如表1所示生化、物理、環保和安全等多方面技術性能要求。

2.2.2 帶電清洗劑產品

遵照這些技術要求，以二丙二醇為主要原料，配以低分子二甲基硅氧烷、甲基硅油等其他化學試劑組分混合組成的通信絕緣清洗劑產品，對網絡和電力設備表面污染物清洗效果好，兼容性強，對塑料、油漆、金屬等材料不腐蝕，保證設備功能不受影響；不含破壞臭氧層物質，無鹵素，對環境無不良影響[1]研制的相關產品已通過工業和信息化部電子第五研究所、國網武漢高壓研究院檢測合格，并獲得多項國家專利授權。

2.3 絕緣維護作業流程

進行地電位清洗維護作業時，工器具應潔凈、干燥、帶絕緣柄，人員穿絕緣鞋和全棉工作服，戴手套，站在絕緣墊上；人身（含所持工器具）與帶電體之間的安全距離不得小于如表2所示的規定。

表1 帶電清洗劑產品技術性能要求

表2 電壓等級與對應安全操作距離

3 通信設備絕緣維護作業實例

3.1 高低壓配電設備

選擇運營商本地網端局相關通信電力設備進行了絕緣維護作業，實施前對油機、開關電源、高低壓配電設備、網絡設備等進行了指標測試、記錄及狀態檢查，做好充分準備和應急措施[2]。帶電絕緣維護作業步驟主要包括：學習安全須知和作業方案、現場測驗清洗產品、靜電消除、霧化清洗、絕緣清洗、防漏電保護作業。

3.2 通信網絡設備

選擇端局網點內固網OLT設備、分組傳輸接入設備、無線BBU等網絡設備進行了絕緣維護作業，具體步驟與通信電力設備相似。鑒于網絡設備更加重要、場景更復雜、板卡元器件密布，應安排在業務閑時實施，做好業務保障應急預案，維護操作應更加小心、精細，對于部分重要部件可采取離線清洗方式。

4 絕緣維護效果分析

4.1 高低壓配電設備絕緣維護效果對比

4.1.1 污染程度

設備表面由絕緣維護作業前的中度污染到維護作

業后的潔凈，如圖1、圖2所示。

圖1 維護前設備情況

圖2 維護后設備情況

4.1.2 表面溫度

設備表面溫度值由絕緣維護作業前的34.3 ℃降低到維護作業后的32.6 ℃。

4.1.3 表面阻抗

設備表面阻抗由絕緣維護作業前前107Ω提升到維護后的1011Ω。

4.2 網絡設備絕緣維護效果對比

4.2.1 污染程度

設備表面污染程度由絕緣維護前的重度污染到維護后的潔凈，如圖3、圖4所示。

圖3 維護前設備情況

圖4 維護后設備情況

4.2.2 靜電值

設備表面靜電值由絕緣維護前的0.14 kV降低到維 護后的0 kV。

4.2.3 表面溫度設備表面溫度值由絕緣維護前的31.3 ℃降低到維護后的25.9 ℃。

4.2.4 表面阻抗

設備表面阻抗由絕緣維護前的103 Ω提升到維護后的1012 Ω。

4.2.5 表面空氣風速

設備表面空氣風速由絕緣維護前的3.5 m/s增加 到3.9 m/s。

4.2.6 風扇噪音

設備風扇噪音由絕緣維護前的83.3 dB減少到維護后的79.8 dB。

5 結 論

通過規范化使用研制出的通信設備絕緣維護清洗產品，高效、便捷清除設備長期積累的粉塵、油污等污染物，消除靜電，顯著改善設備溫度、進出風量、表面阻抗、噪音等指標，降低板卡與設備故障率，提高設備運行效率和網絡維護效能。該創新項目解決了通信設備的在線深度清潔維護難題，實際案例檢驗了相關產品與作業工藝的有效性、安全性，在通信行業以及其他信息化部門有較好地推廣價值。