通信電源維護與管理研究

叢常地

（山東省信宇通信工程監理有限公司，山東 濟南 250021）

0 引 言

隨著社會經濟的發展，我國通信技術發展有了長足的進步，各個行業使用通信設備的數量和種類越來越多，通信設備的內部結構越來越復雜。通信設備的安全穩定運行離不開通信電源的輔助，因此通信電源是整個通信設備的關鍵環節和組成部分。如果在通信設備運行過程中通信電源出現問題，就會對通信設備的運行造成嚴重的影響，不僅會影響通信企業的正常運轉，而且會對正常的工業生產和生活造成影響。現代社會對于通信的要求越來越高，因此必須加大對于通信電源的維護與管理力度，充分認識到通信電源在運行過程中存在的問題并提出相應的改進措施，以保障通信電源安全穩定運行。

1 通信電源概述

1.1 常見的通信電源組成

作為通信工程的核心元件，通信電源起到了非常重要的作用。因此，一定要注重對通信電源的維護與管理，維護之前要充分了解通信電源系統的構成。通常，一個完整的通信電源系統包括直流通信電源設備、交流市電接入設備、不間斷交流電源UPS設備、交流配電屏和蓄電池等，如圖1所示。

圖1 通信電源系統組成

1.2 通信電源系統的運行要求

通信電源在通信設備運行中起到了關鍵的作用，因此，為了保障通信設備穩定運行，要求通信電源系統必須滿足以下要求。

1.2.1 通信電源的可靠性

通電電源供電必須可靠，才能確保通信通暢。在通信系統中，通信電源所起的作用就是對各種通信設備進行供電，讓設備能正常運行。因此，通信系統中如果單純只是某個設備出了問題，不會影響其他通信設備的運行，而如果通信電源出現問題，就會影響整個通信系統的運行，導致通信中斷、通信系統停止工作。因此，電源故障必須得到及時處理[1]。

1.2.2 通信電源的穩定性

通信電源對通信系統進行穩定供電，才能確保通信設備正常運行。各種通信設備對于運行電壓有明確的要求，如果設備運行電壓超過規定的電壓，就會影響設備的穩定性。尤其是設備運行中電壓過高，不但會損害通信設備，而且會造成安全事故。隨著信息化技術的發展，現在很多通信設備都由計算機進行控制，這對通信設備的電壓提出了更高的要求。

1.2.3 通信電源的集成化和小型化

隨著通信技術的發展，通信設備的體積越來越小，占用的空間也在不斷減少，因此通信電源也應向集成化和小型化方向發展，從而適應通信設備的發展趨勢[2]。

1.2.4 通信電源的高頻率

社會的進步使得通信設備的數量和種類不斷增加，導致通信電源的荷載越來越大，通信設備的電力消耗越來越多。因此，為了節約能耗，減少通信行業的成本損失，要求通信電源必須具有高頻率的特點。通信電源的開關總效率不能低于90%，這樣能減少通信設備自身的損害，從而解決通信設備增容和節能之間的矛盾。

2 通信電源維護和管理需注意的問題

首先，在通信電源使用過程中，必須根據通信電源承載的服務對象相關的使用要求和荷載功率，對通信電源的負載進行合理配置。如果通信電源滿載運行或者超載運行，會使電源設備的使用負載過高，進而使通信設備的使用出現問題，導致通信信號中斷。通常情況下，通信電源的輸出負載應控制在60%～70%，在這個范圍內的通信電源使用最為穩定，可靠性最高，達不到或者超出這個標準就會造成通信設備工作不穩定。

其次，要注意通信電源的充放電，避免過度充電或者過度放電的現象發生。雖然設計通信電源時一般都可以耐受較大電流的沖擊，但是在實際使用過程中還是要避免這種情況的發生，否則通信電源的極板易因為大電流而造成膨脹變形，導致電源極板中的活性物質產生脫落現象，極大地縮短了通信電源的使用壽命。在通信電源的使用過程中，要避免出現過充和過放的情況。通信電源的充電循環是有次數限制的，超過一定次數，電源的電量衰減程度會很高。電源的放電深，度越深使用壽命越短。通常情況下，通信電源在檢修或者容量實驗中電量保持在40%左右即可[3]。

最后，重視對通信電源容量的檢測和維護。通信電源使用鉛酸材質較多，其容量和電解液的比重呈正相關關系。通過對通信電源的電解質進行測量，可以了解電池的存儲能量情況。而通信電源使用的閥控式密封蓄電池屬于貧液電池，很難準確測量出電解液的比重。因此，對于判斷閥空式密封蓄電池的使用損耗及其質量，還沒有較好的解決辦法。在通信電源維護與管理過程中，不能僅僅局限在對電源的均充或者浮充上，也不能只把管理重點放在溫度補償等方面，而是應從更深層次的領域包括電源的充放電曲線、電源容量的測試和恢復等方面進行管理，確保通信電源使用安全。

3 通信電源維護與管理對策

3.1 監控通信電源使用環境

通信電源的使用環境溫度對電源的使用壽命具有重要的影響。如果環境溫度過高，會明顯影響使用壽命。電源周圍溫度過高，會使通信電源電池的極板腐蝕變快，同時會消耗更多的水量，縮短電源的使用壽命。一般通信電源的使用環境溫度在25 ℃左右為宜。如果通信電源長期運行而沒有采取有效的降溫措施，將會影響電源的使用壽命。經研究，如果通信電源運行溫度提高10 ℃，使用壽命會降低1/2左右，因此在通信電源維護和管理中必須做好電源溫度的監測。對通信電源進行監測的系統原理如圖2所示。

圖2 通信電源監測系統原理圖

通信電源監測系統主要包括電壓濕度采集、溫度采集、89S51單片機、顯示電路、鍵盤控制、通信模塊和RS485總線。利用該系統可以同時監測6組以上的通信電源溫度，1路能對機房的溫度和濕度進行測量，2路能對直流電壓和交流電壓進行測量，數據的傳輸速度超過200 m[4]。

以電源監測采用的單片機89S51為例，這種單片機成本相對較低，同時功能有所改進，具備ISP在線編程的功能，工作頻率最高可以達到33 MHz，因此運算速度很快，具備UART串行通道、雙數據顯示器等功能，而且具有很強的向下兼容性。通信電源溫度的采集選擇DS18B20。采用這種設備只需要一根端口線就能實現雙通信功能，不用借助其他元器件。內部的寄生電源讓通信系統用來供電，或者采用VDD進行供電。設備的工作電壓為4.0～5.5 V，溫度數字轉換時的工作電流為1.5 mA，待機電流很小，僅為1 μA，功耗僅為5 mW，對通信電源的測量溫度為-55～125 ℃，工作中溫度測量的誤差不到0.5 ℃，因此可以有效實現對通信電源的溫度測量和管理。一根總線可以掛多個溫度傳感器，具備多點測溫的能力，同時具備負壓的特性。利用DS18B20與89S51單片機相連接可以使用VCC直接供電，末端采用1個4.7 kΩ的上拉電阻，利用DQ直接連接到89S51單片機的P1.0接口上，連接圖如圖3所示。

圖3 DS18B20與89S51單片機連接圖

3.2 閥控式通信電源維護管理的方式

通常，通信設備使用的電源應在干燥通風的環境中使用，有利于電源散熱，同時可以避免不必要的安全事故。當通信電源周圍的環境溫度為0～25 ℃時，環境溫度每下降1 ℃，放電的容量會下降1%左右，因此通信電源通常最適宜的工作溫度在25 ℃左右。在使用過程中要采用具有良好性能的自動穩壓限流充電設備。如果通信電源的負載變化范圍比較正常，則充電設備必須達到±2%的穩壓精度。對于新安裝的閥控式通信電源，初次使用要進行安全的充放電處理，使用一段時間后，每隔2年做一次電源的核對性放電實驗。運行6年以上的閥控式蓄電池，每年做一次核對性放電實驗。如果經過3次核對性放電實驗，蓄電池容量還不能達到其額定電量的80%，那么可以重新更換閥控式蓄電池。使用閥控式蓄電池時，應對每只單體電池的電壓及內阻數據進行準確測量，同時將這些資料作為原始數據進行保管，閥控式蓄電池每隔運行半年后，需要單獨提取一次數據并與原始數據進行比較，發現問題并及時處理。

3.3 高頻開關電源的維護

在通信電源維護與管理的過程中，對于高頻開關電源的維護也是一項重要的工作，如果在通信系統運行過程中出現了主干網失壓問題，要對高頻電源開關進行檢查。除了開關以外，還要檢查整理模塊。如果發現整理模塊中電壓較小或者沒有電壓，就要徹底檢查連接線路是否正常，同時查看電源的電路板是否出現松動現象。經過修復以后的通信電源使用不能掉以輕心，要繼續對通信電源進行持續觀察，避免電源出現其他異常問題。一般通信系統失壓發生后，必須對相應的控制插件進行全面排查，同時做好相應的加固管理工作，同一電源維修完畢后要及時觀察和處理關鍵插件。

3.4 通信電源系統的維護管理

通信設備都有一定的使用年限，一旦達到了使用年限，就有可能出現各種使用故障。但是，如果日常使用過程中注重對于通信設備的維護與管理，就能大大延長通信設備的使用壽命。例如，在通信電源正常使用過程中，對于主機的維護主要是防塵和保養等，要檢查通信電源電池兩端的電壓是否壓差過大，溫度是否過高，電池兩極是否發生腐蝕現象，檢查連接條的壓降情況，查看通信電源外觀是否完好無損、是否存在變形或者泄漏液體的情況，安全閥周圍有沒有酸霧溢出。總之，對于通信電源的維護要認真、細致、規范，確保通信設備能持續穩定運行，從而延長設備的使用年限。在維護過程中，直流母線必須保持合格的電壓和放電量[5]。

4 結 論

通信安全關系到國家的發展和人民的切身利益，而通信電源作為通信設備重要的組成部分，是確保通信系統能安全穩定運行的關鍵。為了提升通信電源的安全可靠性，必須在日常工作中重視通信電源的維護與管理工作，尤其是要加強通信電源系統關鍵部件的防護，更好地保障通信設備安全運行。