通信电源的现状与维护

沈船，王青林

（1．商丘市联通公司，河南商丘 476000；2.商丘技师学院，河南商丘 476000）

通信电源是通信系统的“心脏”，它是构成各种通信形式必不可少的重要组成部分，对确保通信质量具有重要的影响。因为通信设备发生故障是局部的，而通信电源的故障，影响面会更大，会造成大面积通信瘫痪，以致造成国民经济的重大损失。

我国电信事业的飞速发展，带动了通信电源设备的更新换代和通信电源系统的优化、完善，新业务、新设备、新产品层出不穷。电源系统的可靠性大大提高，供电质量明显改善，系统配置更为合理，设备的智能化程度以及对系统的监控功能等都有了长足的进步。同时也给从事电源维护管理工作的人员提出了许多新的要求。

1 通信电源的现状

通信电源设备和设施主要包括：交流市电引入线路、高低压局内变电站设备、柴油发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器和交流逆变设备、以及各种交直流配电设备等。

1.1 交流供电系统

交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源（油机发电机组）、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。

主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电，采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信运营公司采用10KV高压市电，经电力变压器降为380V/220V低压后，再供给整流器、不

间断电源设备（UPS）、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局（站）则一般采用低压市电电源。

1.2 直流供电系统

直流供电系统由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。

按电信设备供电电压允许变动范围的不同要求，可分为窄电压和宽电压直流供电系统；按电源设备的安装地点不同，可分为集中直流供电系统和分散直流供电系统；按馈电线配线方式不同又可分为低阻配线直流供电系统和高阻配线直流供电系统（高阻配线又有一次高阻配线和二次高阻配线等方式）。组成直流供电系统的主要设备有：

1.2.1 变流设备

换流设备（converter）是整流设备、逆变设备和直流变换设备的总称。其中整流设备可将交流电变换为直流电。逆变设备则将直流电变换为交流电。直流变换设备可将一种电压的直流电变换成另一种或几种电压的直流电。

晶闸管（可控硅）整流器是老一代整流设备，由于电路中采用工频变压器，工作频率低，体积和重量都很大，效率也低，故逐步淘汰，而由高频开关型整流器代替。

高频开关整流器在技术上先进，具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大，机架上装有监控模块，与计算机相结合，组成新一代智能型电源设备，正在逐步替代晶闸管整流器。

随着电力电子学技术和电力半导体器件的发展，换流设备变换电路日趋完善，采用PWM脉宽调制或谐振技术的控制技术，提高变换频率，采用零电压或零电流开关电路，降低开关工作损耗，使换流技术达到新的水平。

1.2.2 蓄电池

在电信电源中电池作为备用能源使用。蓄电池可分为酸性电解液（即硫酸）的铅酸蓄电池和碱性电解液（即苛性钾）的碱蓄电池。

铅酸蓄电池自普兰特发明以来，已有140年的历史，由于它具有电压的稳定性和可以进行大电流放电，所以在电信局（站）内得到广泛使用，目前铅酸蓄电池已由防酸式铅蓄电池发展屋阀控式密封铅酸蓄电池。

阀控式密封铅酸蓄电池是一种新型的蓄电池，使用过程中无酸雾排出，不会污染环境和腐蚀设备，蓄电池可以和电信设备安装在一起，平时维护比较简便，不需加酸和加水。阀控式密封蓄电池体积较小，可以立放或卧放工作，蓄电池组可以进行积木式安装，节省占用空间，因此在20世纪80年代后，在我国电信局（站）得到迅速推广使用，并正在逐步取代防酸式铅蓄电池。蓄电池制造厂正在工艺结构设计上保证电池质量，防止电液渗漏，提高电池使用寿命，并研究开发有效而简便的电池容量测试器。

蓄电池正常情况下是与整流器并联工作的，所以它有两个作用：在交流电停电时，自动向直流负载供电，保证供电连续不间断；当交流电正常供电时，它可以等效为一个充分大的电容器，滤掉整流器输出的各种谐波（即杂音），保持直流电的纯度。蓄电池的容量越大，直流电的纯度越高。

1.2.3 直流配电屏

直流配电屏是连接和转换直流供电系统中整流器和蓄电池向电信负载供电的电源设备，屏内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保护等元器件。

直流配电屏按照配线方式不同，分为低阻和高阻两种，高阻配电屏是把馈线改用小截面电缆出线，每路出线的负线上加装上一定的电阻，如爱立信交换机为26毫欧。高阻配电的好处是：当任何一路负载发生短路时，供电母线上的电压变动较小，不足以影响其他分路供电，供电系统的可靠性相对较高。

除上述供电系统外，还有太阳能供电系统和混合供电系统等。太阳能供电系统由太阳能电池、蓄电池组、迭制配电设备组成，有光照时靠太阳电池供电，并对蓄电池充电，无光照时由蓄电池供电，它是直流供电系统的一种。如果由太阳电池、风力发电、市电或油机发电机等两种或两种以上发电设备供电的系统则称为混合供电系统。

2 通信电源的日常维护和保养

2.1 交流供电系统的维护

2.1.1 交流配电屏维护的内容

检查交流接触器、开关接触是否良好，信号指示、告警是否正常，测量熔断器温升或压降，功率补偿屏工作状态是否正常，测量闸刀、母排、端子、接点、线缆的温升是否符合要求，检查各接头处有无氧化、螺丝有无松动，检查避雷器是否良好，检查、调整三相电流不平衡度应小于25%，检查、测量供电回路电流不应超过线缆的额定值，测量地线电阻值，并对交流屏仪表进行校正。

交流电源系统的维护保养主要是防过电压和防雷，同时注意备用交流电源（油机发电机组）的可靠性维护保养。

2.1.2 防雷

通信局站均应考虑防雷设施和接地，接地电阻值应不大于10Ω。接地系统均应采取联合接地。交流供电系统的高压引入线、高压配电柜、低压配电柜、调压器、UPS、油机控制屏设备均应安装避雷器，一个交流供电系统中应考虑多级避雷措施。基站内应在交流引入侧安装浪涌抑制器，其雷击告警应通过转换接点纳入到集中监控系统中。

电源的交流输入所采用的避雷器的状态在进行电源的巡视维护时应注意检查，特别是雷雨天气时，更应该注意检查避雷器的状态，发现问题及时更换，如当发现OBO防雷模块的故障显示窗的颜色由绿色变成红色时，就要对防雷模块进行更换，确保发生雷击时能够发挥其防雷作用。这里应注意普通氧化锌避雷器存在有一定的漏电流，长期使用容易老化，造成使用性能下降，所以即使长时间没有雷击发生，也要定期进行更换，确保其防雷效果。

2.1.3 备用交流电源（油机发电机组）保养要求

机组应保持清洁，无漏油、漏水、漏气、漏电（简称四漏）现象。机组上的部件应完好无损，接线牢靠，仪表齐全、指示准确，无螺丝松动。根据各地区气候及季节情况的变化，应选用适当标号的燃油和机油。保持机油、燃油及其容器的清洁，定时清洗和更换（机油、燃油和空气）滤清器。油机外部运转件，要定期补加润滑油。启动电池应经常处于稳压浮充状态，每月检查一次充电电压及电解液液位。市电停电后应能在15分钟内正常启动并供电。

维护周期及项目。每月：空载试机3～5min。对启动电池(开口式电池)添加蒸馏水并进行充电，检查充电电压及电解液液位、比重。每半年：带载试机15～30min。每年：清洁设备。检查启动、冷却、润滑、燃油系统是否正常。校正仪表。

2.2 直流供电系统的维护

2.2.1 变流设备维护

变流设备应安装在干燥、通风良好、无腐蚀性气体的房间。室内温度应不超过30℃。高频开关型变流电源设备宜放置在有空调的机房，机房温度不宜超过28℃。

变流设备维护一般要求：输入电压的变化范围应在允许工作电压变动范围之内。工作电流不应超过额定值，各种自动、告警和保护功能均应正常。宜在稳压并机均分负荷的方式下运行。要保持布线整齐，各种开关、熔断器、插接件、接线端子等部位应接触良好、无电蚀。备用电路板、备用模块应每年试验一次，保持性能良好。定期检查告警性能,检查接线是否良好，检查开关、接触器件是否可靠接触。

2.2.2 蓄电池维护

蓄电池与整流器并联工作可以保证供电连续不间断，但并不是高枕无忧，蓄电池放电时，随着放电时间的延长，端电压不断降低；蓄电池充电时，为了保证电池能充足电，充电电压必须提高。这就有供电系统的电压变动范围的问题。一方面，设计直流供电系统时，要充分保证直流负载能承受的电压变动范围；另一方面，通信设备设计时，也要考虑蓄电池固有的特性，给出一个合理的供电电压范围，使蓄电池尽可能延长使用寿命。

需要特别注意的是，当一套直流系统同时向不同电压范围的交换机供电时，蓄电池的工作方式需兼顾考虑，偏差太大时，需要分别重建直流供电系统，独立供电。

蓄电池应工作在清洁、通风、干燥的环境，并要配备有灭火器。周围无有机溶剂和腐蚀性气体。同时，也应避免空调或通风系统的通风口直接影响电池单体温度，造成电池电压不均匀。工作环境温度一般要求在摄氏15℃至30℃之间。

浮充电压：在环境温度25℃情况下的正常的浮充电压为2.23V～2.25V/单体。温度补偿系数为：-3.5mV/℃。当电池浮充运行时，蓄电池单体电压不应低于2.18V，如单体电压低于2.18V，则需要进行均衡充电。

均衡充电是一般采用恒压限流进行充电，充电电压按2.35V/单体（环境温度25℃）。温度补偿系数为：-5 mV/℃。均充频率一般为2月一次。

出现两组同样的电池组充放电电流不同，单体压差大，除了电池本身的原因外，就是连线与极柱接触不良所致，所以新装电池必须半年内就紧固一次，而经过二次紧固的电池后期一般不会出现严重的松动现象。

此外，也要注意定期对开关电源的电池管理参数进行检查，保证电池参数符合要求。

2.2.3 直流配电屏的维护

直流配电屏的维护与交流配电屏的要求基本相同，在此不在赘述。

3 结语

综上所述，电源技术的创新，促进了电源技术的迅速发展。全面、及时、准确掌握通信电源的工作状态和运行情况，就可以确保通信电源随时处于良好的工作状态，保证通信安全畅通。可以预言，通信电源技术将进入一个更加成熟的发展阶段。

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