电力用微波设备故障判定及处理方法

祝 丹

（孝感供电局，湖北 孝感 432000）

微波通信在电力系统中的应用从模拟微波阶段至中、小容量数字微波阶段，直到今天的大容量数字微波阶段，经历了20多年的历程。模拟微波PDH系统，一般采用编码调制数字电话终端机，它还包括二次群和高次群复接器、保密机及其他数字接口设备，按工作性质不同，可以组成数字终端或数字分路终端机。数字微波SDH系统，则采用SDH数字复用设备(简称SDH设备)，它由一些基本功能块灵活地组成不同类型的总设备。SDH微波传输设备所采用的基本技术大致与PDH相同，但由于传输方式的特点又决定了两者有所不同。

当前微波通信在电力系统通信主干线上的应用规模仅次于光纤通信。

1 常见故障现象及判定

中心站维护人员可以通过网管计算机查询各站设备的详细数据，在故障发生时，通过分析告警信息进行故障定位，从而有效地处理故障。网元设备维护人员可以通过设备指示灯的状态结合用户反馈、仪表测量值等对故障进行分析、定位和处理。

1.1 网元设备的故障分析、识别

网元设备维护人员可通过设备指示灯工作状态所反馈的告警信息进行故障分析。在设备出现故障时，经常会出现较多部件同时告警的情况。这时故障分析的一般原则为，先检查中央处理单元，再分析支路单元。从分析高级别告警开始，再分析低级别告警的单板。维护中，首先从整体上观察设备是否有高级别告警，即中央处理单元上的告警，再观察设备支路板的指示灯告警情况，同时结合用户反馈，一般情况下就可以初步判定故障点。

网络维护人员通过网管计算机对设备进行监控，可以看到很多细节性的信息，包括告警信息和性能参数，从而可以对全网有一个整体的观察。这样对于故障分析、定位是极有利的。有时出现告警信息繁多的情况，此时应当抓住其中几个基本告警，并通过这些基本告警直接定位出故障点。因为一些告警是由这些基本告警衍生出来的，因此不能通过它们定位出故障点。如某站接收端出现了AIS等告警，不能说明本站接收出现故障，相反可能是因为发信端或传输链路故障，而向本站传送的对告信息。

1.2 信道机的故障分析、识别

信道传输设备由收信部分和发信部分组成。收信部分可分为收信机、解调器及切换单元；发信部分可分为发信机、调制器及切换单元。为保证其安全稳定，一般都配置有主、备用2个波道，所以当1个波道出现告警时，不会引起通信中断。微波信道机设备出现故障时，可以从设备发出的告警指示来判断是设备中哪一部分发生故障。

1.2.1 发信部分告警判定

发信机告警表示发信机部分有故障发生或发信机输入中频信号中断。若发信机故障，应及时更换发信机。如告警是由中频信号中断引起的，则要进一步检查调制器部分有无告警，以及调制器与发信机之间的连接电缆是否有断线或有接触不良现象。若是连接电缆松动或断线，应更换连接电缆。若是调制器告警，则应进一步检查是调制器部分故障还是调制器输入信码中断。若是调制器故障，应及时更换调制器。若告警是由输入信码中断引起，则要进一步检查切换部分有无告警，以及调制器与切换之间的连接电缆是否断线或接触不良。若是切换单元故障，则有可能会引起整个电路的中断。处理故障时，应首先设法维持一个波道的收发信号畅通，从而保证主信道不致中断。主信道是否中断，可以通过检查群路复接设备有无告警来加以判别。

1.2.2 收信部分告警判定

收信机告警表示收信机部分有故障或收信机输入微波信号中断。若是收信机故障，应及时更换收信机。如果告警是由微波信号中断引起的，则在更换备件后收信机依然告警，且收信场强无指示或很低。此时应检查对方站该波道发信机输出是否正常。如果对方站没有问题，则要进一步检查2个站的波道分合路系统和天馈线系统。需要注意的是：天馈线系统有问题时通常会同时影响2个波道(空间分集站除外)。若收信机无故障而解调器告警，则很有可能是解调器故障，此时更换解调器即可。

1.3 PCM的故障分析、识别

PCM终端设备故障产生的原因有：LOS(信号丢失)；LOF(帧丢失)；OOF(帧失步)。在网管上会出现的告警有：无收信码告警、AIS信号告警、子帧/复帧失步告警及相应的对告指示。一般情况由以下2个原因引起告警：上一级复接设备的2 M支路无输出或2设备之间的连接电缆有断线。具体分析如下。

(1) AIS信号告警。此告警表示收信码中断。出现此告警时应检查上级复接设备的收信部分是否正常、对端站PCM发信部分有无告警以及整个2 M收信链路是否中断。

(2) 子帧失步告警。此告警出现时表示PCM设备收信部分子帧同步未能建立，可能由误码引起，也可能是设备故障。检查时可先将PCM构造环路检测(简称自环)，以判定本端设备是否故障。在确认设备故障时，应替换有关同步部分的电路板。如果是通道误码，则需进一步检查上级设备及对端设备的工作情况。子帧失步时，整个PCM的话音通路全部阻断，对端站给出子帧对局告警指示。

(3) 复帧失步告警。此告警出现时表示PCM设备收信部分复帧同步未能建立，判别处理方法同上。复帧失步时，整个PCM的信令通路全部阻断，对端站给出复帧对局告警指示。

（4） 子帧对局告警。当对端站收信出现子帧失步告警或收信码无告警时，会在其发信帧的bit3位置发送一告警码，本站收到该码就给出子帧对局告警指示。本站发信部分故障，或本站发信至对端收信之间某处中断，也会导致此告警出现。当发现此告警灯亮时，应立即通知对端站协同检查。

（5） 复帧对局告警。当对方站收信出现复帧失步告警时，会在其发信帧bit6位置发送一告警码，本站收到该码就给出复帧对局告警指示。当发现此告警时，应立即通知对方站检查处理。

2 故障检测法

通过单板告警指示灯的状态或从网管计算机上观察到的告警信息，再结合告警信号流程表，可大致定位出故障点。这时就可采用具体的方法来精确定位和排除故障。通常故障检测方法有以下几种。

2.1 环路检测法

对PCM传输设备而言，设备故障定位时最常用的一个手段就是自环。设备的自环有多种，按自环的信号方向可分为设备外自环和设备内自环。前者用来检查对端站及传输链路是否有故障，后者用来检查本站设备是否有故障。按自环的信号等级可划分为：2 M bit／s自环(CU)、TU自环、单支路自环以及外围设备自环，不同的自环可分别检查各自的单元是否有故障。通过设备各种不同的自环，就可逐级地分离出故障点来，从而排除故障。比如整个系统不工作，怀疑某块CU板有故障时作2 M bit／s自环判定；某类支路(如数据或4 WEM用户)出现中断，怀疑该TU板故障时作单支路自环检测。值得注意的是，自环时还须注意接口特性，如4 WEM的收发电平是否一致，因此必要时须加衰减器。

2.2 替代法

替代法也是一种常用的PCM设备故障处理方法。所谓替代法，就是使用一个工作正常的物件替代一个被怀疑工作不正常的物件，从而达到定位故障、排除故障的目的。这里的“物件”，可以是一个设备、一块单板、一条支路、一段线缆等。替代法适用于故障定位到单站后，排除单站内单板或支路的问题。如2 M bit／s系统异常，怀疑某块CU板故障时可用该CU替代板(应先作相应的软件配置)；某类支路同时出现中断时可以更换该TU板；某支路发生故障时用另一支路替代(一般每块TU板上有6～10路不等)。替代单元板时须注意设置防静电措施。

2.3 仪表测试法

仪表测试法指采用各种仪表(如PCM综合测试仪或PCM性能分析仪、误码仪、选频表和振荡器、万用表等)检查传输故障。仪表测试法分析定位故障准确，说明力较强，但需要仪表配合工作，对维护人员技术水平要求高。用PCM综合测试仪可以检测音频话路(2 W、4 WEM)、数据链路(64 K bit/s以及n×64 K bit/s、2 M bit/s等);用性能分析仪分析帧的情况;用误码仪测试数据业务通道的通断、误码性能；用选频表、振荡器测试4 WEM话路；用万用表测试供电电压，比如检查SUB102板接口、4 WEM的M线电压是否为37 V等。

3 判定及处理

3.1 PCM终端故障案例

3.3.1 案例1

行政小号及直通用户故障的判定及处理方法具体如下。

先检查两边微波站的设备到用户之间的电缆连接。可用万用表测量2根音频线的通断，并检查2线间是否存在短路或电阻很小，2线对地是否短路。如发现对地短路，则需更换保安配线架中已损坏的防雷元件。检查的线路区段应从PCM设备面板上的二线断路测试点直到最终用户的接线端子。

如果是由于设备问题引起话路不通，最简单的解决方法就是换一块同类型的话路板再试一试。若2站都换用了工作正常的话路板后仍不通，则应另换一个话路时隙再试，通常情况下都能够试通。如果一个PCM设备中的所有话路均无法开通，则应更换2 M复接板并检查有关话路时隙的设置。

此外，还需注意检查交换机和设备之间的接口配合，环路电流和铃流电压是否过低，以及在话路存在音频转接时的接口间配合，这需要根据具体情况作进一步的分析处理。

以刁东站微波设备为例，电话打不通可能有3种情况。

(1) 刁东站行政小号用户取机听不到拨号音。这种情况说明话音通路不通或是取机信令未能传递到中心站。一般情况下，前者出现故障的情况较为少见。信令通道故障常见的有：接口预置错误；铃流发生器中的48 V直流电源故障无环路电流送出；本端及对端话路板硬件故障。

(2) 中心站要刁东站时，刁东站话机不响铃。从中心站来说，有可能是FXO接口收到的振铃交流电压过低，难以驱动接口中的检测电路。此时，应检查交换机送来的振铃电压是否足够高。

在刁东站可将耳朵贴近PCM设备，仔细听话路板中是否有继电器的吸合声，如果能听到与对方振铃相一致的吸合声，说明信令已收到且收端FXS接口已动作向外送铃流。在此情况下，若确认话机没有问题，则故障出在铃流发生器及其连接线路，或者是FXS接口话路板中的铃流回路保险电阻烧坏。如果是前者有故障，则会影响到该PCM中的所有话路，同时也会影响到由此铃流发生器供应铃流的其他PCM设备。

(3) 中心站要刁东站时，听忙音。出现这种情况大都是由于刁东站二线间存在直流通路引起的。判别时，可让刁东站将设备上的二线断路点断开，再拨打一次，如能听到回铃音，说明刁东站用户侧存在短路点，应进一步查找。如果二线断路点断开后仍然听忙音，可让刁东站将该路话路板拔出；若拔出之后能听到回铃音，则说明此话路板有故障，需更换备件。

3.1.2 案例2

PCM 4 WEM盘中继接口中断时的故障判定及处理方法如下。

先与中调微波总站联系，把配线架上三楼端电缆用隔片隔开，让中调在四线发上送800 Hz信号，中心站在四线收上用话筒听。若听得到800 Hz信号，则表明对方发与本方收都正常，若听不到信号，则表明对方发或本方收有故障。同样，在本方四线发上送800 Hz信号，对方在四线收上听信号，判断本方发与对方收是否正常。若不正常，则更换话路盘，进一步判断是本方发的问题还是对方收的问题。若双方收发都没问题，再将本方配线架上EM线上有-48 V电压的一边与地相连，观察本方PCM上用户灯是否亮；同时，要求对方在EM线无电压一边与地之间用万用表电阻档测量，观察阻抗变化是否正常。若不正常，则更换双方信令盘，进一步判断是本方故障还是对方故障。同样，对方把EM线有-48 V电压的一边与地短接，本方用万用表电阻档测量无电压一边与地之间的阻抗变化，以此方法检查微波PCM 4 WEM盘是否正常。若双方话路盘、信令盘都正常，则要求双方的行政总机检查中继接口，查找出具体故障位，予以处理。

4 结束语

目前，电力系统通信除了满足生产调度需要外，还要为继电保护、自动远动、图像传送、数据交换和电子计算机控制等提供信息传输通道。微波通信技术因其传送的容量可观而且几乎不受电力系统本身干扰的影响，故在电力系统中得到了很大的发展和广泛的应用。因此，要求维护人员熟悉微波设备的原理、结构以及各项性能指标，以便能够及时、准确地对微波设备的故障进行判定及处理，确保微波设备继续为电力系统通信的安全稳定运行保驾护航。