電力通信電源設備使用中的常見問題及解決方案

胡一凡，劉智強，張奉祥

（1.31401 部隊140 分隊，遼寧 錦州 121000；2.31604 部隊，江蘇 無錫 214000）

0 引 言

國家電網規模的不斷擴張，推動國家通信科技的進步，促進國家電力通信產業的繁榮。但在電力系統運行過程中，電力通信電源設備經常會發生各種失效，降低電流通信的可靠性。因此，需要有關部門主動探索相應的對策，以便有效地進行處理。

1 電力通信電源概述

1.1 電力通信電源概念

電力通信電源是電網運行的關鍵支柱，由交流供電系統、直流供電系統構成。而交流供電系統可以進一步劃分為交流配電屏、交流不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統。交流配電屏的作用是連接電源、變壓器、換流設備及其他負荷，監測供電系統，并提供相應的保護；交流UPS 是一種功率控制設備，由各種不同的電流通路構成，可以按照具體的環境來進行傳輸。直流供電系統包括高頻開關電源（見圖1）、蓄電池組、直流配電設備以及監測裝置，基本作用是按照切換控制的方式進行電力輸出，并對電力的輸出進行控制[1]。

圖1 高頻開關電源工作原理

1.2 電力通信電源組成

電力通信電源由基礎電源、引入電源、不間斷電源及變換器電源等4 個部分構成，各部分之間相互獨立又相互關聯，各部分的運行狀態與系統的工作狀況有著密切的聯系。其中一個部分出現問題，就會造成不同的影響，相關技術人員需要根據各部件的特性，進行檢修，并根據可能發生的問題采取相應的對策，了解裝置的運轉情況，降低安全風險。

2 電力通信網中電力通信電源常見故障

2.1 蓄電池故障

電力通信網絡中，電池失效是最易出現的一種故障形式，會導致電力通信電源設備出現某種程度的阻塞或通信中斷。目前的電力通信電源系統大部分以單側的方式進行供電，造成電池電量短缺，導致通信中斷。另外，蓄電池的內部發生一些不正常的現象時，會引起電池爆裂等問題，導致電池的內部發生短路，造成線路故障，損壞線路上的絕緣體。另外，儲藏架一般與地面相連，如果電池被短路，就會對地放電，電池電線迅速升溫，引發火災[2]。

2.2 高頻開關電源故障

在高頻開關功率裝置中，交流電（Alternating Current，AC）接觸器發生故障的情況較少見。當出現AC 接觸器故障時，會導致AC 輸入不能切換或吸和不到位，使高頻開關電源整流模塊失去電。裝置電源由電池群提供，長期的交流失電會造成電池負荷較大。

3 電力通信電源設備技術故障排除方法

3.1 外觀觀察法

針對電力通信電源設備的技術性故障，可將其外表觀察方法分成2 種，即不接電觀察和接電觀察。不接電量觀測方法是指全方位地檢查裝置插件接觸狀況、短路狀況、熔絲熔斷狀況及變焦變色情況，并分析儀器中的元件情況，確定其沒有任何問題后，才能進行通電觀測。在觀測期間，主要檢查裝置是否出現不正常的聲音，有沒有點火現象。檢測時可通過輕敲儀器外殼，觀察內部零件有無接觸不良現象。另外，可以通過觸摸元件來確定元件是否出現過熱的情況[3]。

3.2 設備測量法

借助各種測試手段，診斷電力通信電源設備故障，并分析故障產生的原因和影響，提出相應的對策。一般包括電壓測量、電阻測量、電流測量等方法。電壓測量法是使用測量設備測量通信設備元器件工作電壓，對比正常工作狀態下電壓值，查明故障部件；電阻測量是使用測量設備測量元器件電阻或對地電阻，能夠查明通信設備短路和開路等故障；電流檢測法是將電流表和通信設備串聯，從而檢測設備工作電流。

在使用各種儀器進行測試時，要特別關注以下3個方面：一是要重視串點、串線問題，若電力通信電源設備發生故障，則有可能會造成絕緣的破壞，從而出現造成高壓串點、串線等現象；二是要保證檢測線路的絕緣狀況；三是測試階段使用單手法進行測試，避免2 只手同時與帶電的結構接觸，從而對人體造成危害。

3.3 時間序列診斷法

采用基于時序數據的故障診斷技術診斷電力通信電源設備的故障。時間序列診斷法的原理是指利用觀測數據建立時序模型，借助模型分析通信系統整體運行情況，利用時序模型收集通信設備運行數據，將數據參數輸入模型，輔助故障判斷，確保所得到的參數與裝備的工作狀態之間存在著一一對應的關系，幫助工作人員開展通信設備故障診斷工作[4]。

從數理角度來看，可以將無法用數值來表達的信息假定為一種形態，借由辨識模式來協助系統剖析，歸類需要偵測的狀態，再由時間序列來判斷電力通信電源設備是否存在故障。在探測過程中，應注重對特征信息的選取、構成模態矢量、構建鑒別函數等方面的研究，并構建一個模式識別體系。針對通信系統的特點，選取理想的特性，進行特征信息的處理，構建鑒別功能的特征信號，從而實現對信息的辨識。

3.4 定性推斷法

定性推理是利用定性約束表示系統知識，針對通信系統運行設備信息，選擇定性推理方式，給予系統運行定性描述、定性解釋等。首先，驗證定性的診斷模式；其次，采用質的推斷方式；再次，進行質的模擬和研究；最后，運用象征圖像進行故障診斷。有關專家只需利用少量的故障信息就可以進行故障推斷。一般情況下，當電力通信電源設備失效時，系統的狀態會隨之變化。因此，在診斷過程中，檢修人員可以分析狀態量變化，如果狀態量增加，標記為“+”；如果變量值減少，可標記為“-”；如果狀態量不變，標記為0。定性推理法不僅能迅速地完成對該裝置的故障檢測，還能得到較好的診斷結果[5]。

3.5 插拔檢測法

采用插件插接或插件拔接的方法查找電力通信電源設備出現的問題，不僅操作簡便，而且效果較好，能很快地發現問題所在。測試人員將故障設備和連接設備的所有線路都斷開，然后關閉設備的電源，如果故障狀態消失，則檢查連接的設備或連接線是否存在插件相碰、短接和碰線等原因引起的短路現象。如果存在上述故障，要迅速采取相應的解決措施，并全面檢修故障設備。在探測過程中，重點檢查所有插件板，并觀察有無短路、相碰等故障。在檢驗過程中，主要是檢測全部的插件板有無出現短路、相碰等故障，用打開和關閉的方式來確定插件板的故障部位，找到插件板的故障的根源后，根據故障的表現和性質，分析電子元器件受損情況，并提出可靠的維修策略。

4 電力通信電源維護策略

電力通信電源是電力通信系統中保障通信網絡安全可靠運轉的核心器件。工作人員要科學地維修與管理電力通信電源，歸納和分析常見的故障，并制訂一套科學的解決方案，促進防范與處置工作的開展。

4.1 改良運行條件和環境

在電力通信電源的運轉中，電力通信電源設備會受外部的影響。如果溫度、濕度等方面存在一些不合理的地方，或是與電力通信電源設備要求的工作環境有較大的出入，那么電力通信系統會出現問題。因此，在電力通信系統的工作中，要按照現場的規模和設備工作需求溫度來調整房間的溫度。同時，在平時的管理中，需要有專門人員清掃電力通信電源設備的表面，特別是墻角的灰塵，減少主機的運行負擔。另外，使用現場監測裝置實時監測供電系統的工作狀況，并周期性地升級改造一些高負荷的通信供電。

4.2 做好電力通信電源系統的日常監控

第一，要重視電力通信電源設備的工作條件。電力通信電源的工作狀態與工作環境有著密切的聯系，因此要密切關注電力通信電源周邊的工作環境，如機房內的溫度、濕度、整潔度等，如果工作環境達不到電力通信電源的工作需求，就要采取措施進行處理。

第二，每天監測通信用電。對通信電力進行24 h 不間斷的例行監測，并針對出現的問題，提出相應的預警措施。

第三，要做好通信電力報警信號的傳輸工作。隨著科技的飛速發展，環境監測系統的智能程度也在不斷地提升。環境監測系統能夠按照預定的順序向電力調度站發送報警信息，同時將報警信息傳送到有關的工作人員，及時處理通信電力有關的問題。

第四，電力公司對測試人員進行常規的訓練，并建立完整的測試程序，測試人員在測試過程中要做好保護措施，防止出現任何的安全問題。另外，電力公司的管理者要不定期地對測試人員的工作狀況進行隨機抽查，主要測試流程是否規范，檢測故障是否能夠得到及時的解決。

4.3 構建健全溫控機制

電力通信電源失效的重要原因是溫度不正常。因此，電力公司的有關人員需要建設溫度控制體系，全面監測整個電網的溫度，降低失效帶來的不利影響。在電網網絡的各個環節上，實時監測各個環節的溫度變化，并對其產生的影響進行深入剖析，進而調控電網的溫度，保證電網的有關裝置及通信用電工作的良好工作環境。

4.4 提高電源設備安全性

電力通信電源設備涉及的電子元件較多且應用在電力工程中，對電力通信電源設備的避雷性能提出了更高的要求。因此，電力通信電源設備上加裝防雷裝置，并采取多層次的綜合防護，提高供電裝置的安全性與可靠性。直擊雷、感應雷通過電力線路輸入切換電源時，雷電的高電壓和強電流會產生瞬時電流，即雷沖擊電流，具有極大的幅值和短暫的持續時間，對電力系統和設備的破壞性巨大。為預防和減少電涌對開關電源造成的危害，可以采用在地線上加阻抗過沖電流或向地線傳輸的方法，使其免受沖擊。

一次側整流回路中裝有大容量的濾波電容器，啟動時，整流器會對大電容器進行充電，從而使整流器瞬時值超出設定范圍。為降低啟動時的限流（過流），一般在開關電源中配備防沖回路。晶閘管啟動限流保護如圖2 所示，啟動時，切換功率變壓器的線圈3 和線圈4 的電壓是0 V，VD6 截止，充電電流路徑如下：AC 220 V →VD1-4 正極→大電容C1→地→R2→VD1-4 負極。由于R2有阻礙大電流作用，所以可以有效地抑制啟動過電壓。

圖2 晶閘管啟動限流保護

5 結 論

隨著電網的不斷擴張，通信電源設備已經成為電網的主要組成部分，如果電力通信電源出現問題，則可能造成整個電網癱瘓，給人們的生產和社會的發展造成了很大的危害。因此，文章分析電力通信電源設備技術故障排除方法，提出電力通信電源維護策略，制定相應的措施，保障電力通信網中的電力通信電源的安全。