地铁通信电源系统的安全控制

李顺成

（中铁通信信号勘测设计(北京)有限公司，北京 100036）

地铁通信电源设备长期承担车站控制中心的设备供电工作，是完善系统技术保障作用的必要前提，如若电源系统因为突发事故而产生供电中断，其后果将不可估计。涉及电源相关问题包括雷击隐患和电压频率波动事故等，经常导致内部数据的混乱与丢失，严重时会令整个系统结构处于崩溃状态。所以，为了进一步完善该部门通信安全保障地位，必须联合中心电源系统的构造实现科学、安全的管制。

1 电源系统安全的控制点论述

地铁运营单位对通信电源的维护工作内容，按照原则要求定义，就是充分预设衍生故障的位置点，做到提前管控和防治，满足设备稳定、可靠运行基础力量。所以，有关部门需要事先结合机械运转性能实现细致隐患的清理和排查，制定科学的防护措施，进而达到稳定制备的效用。要真正贯彻这一指标实效，就需要联合某种科学的检修规章制度实现安全因素掌控，这就是人力资源、设备工具的综合调节理念。

(1)交流配电切换屏

此类设施主要根据电源切换基础设施、交流输出配电单元联系构成，实际安全控制要点在于配电屏的切换处理，当交流电控制环节中衍生出异常中断时，结构基础能够自动予以警告信号传输。按照这种原理对某种地铁切换设备状况进行检验，一旦输入交流电开始倒换时，经常蔓延失败隐患效应。具体原因是因为原型切换设备利用机械行程装置切换，其整体动力电源按照输出交流电进行灌输，一旦两路交流电经过频繁调动作用时，开关会不受控制并且长期停滞在空闲段位置，令交流供电工程实效地位下降。因此，要对其进行技术规模改造，配合智能交流控制系统和接触器加置，令两路电流配合互锁电路实现协调操控，确保配电屏的正常工作状态。

(2)UPS安全疏导原理

地铁通信电源大部分采取静止型在线式UPS实现整流器、静态开关、监控模块等细化结构的梳理，其安全控制工作范围在广泛吸收电压涌动抑制和蓄电池使用寿命保护基础之后。针对UPS可靠地位和蓄电池密切关系进行细致规划，这主要是因为UPS的结构故障四成左右是由蓄电池质量问题引发的。如果说这部分材质出现失效情况，任何延展功能都将不复存在。在日常维护工作过程中，关联UPS检测的项目内容包括:充电和放电电流监测和主体控制功能、深度放电保护潜力探究等。其中需要多加注意的细节是国外对这部分材质的输出功率提供两种方案，如果操作中存在错误搭配，会令后续设备遭受损坏。

(3)直流高频开关电源制备

直流高频开关电源结构主要由整流模块基础和直流配电单元组成，其机理内容与UPS基本一致，但是因为其蓄电池组的独立排列特性，能够保证在交流电突发状况环节中提供完善时限条件下的能量稳定补给功能。开关电源的安全控制部件主要利用整流模块和蓄电池组搭配，为全面保障电源运作的稳定地位，整流模块实际运用N+1进行备份调整。直流高频开关电源蓄电池组的维护控制机能原理也继续沿用UPS标准，这里就不做细致阐述了。

(4)蓄电池结构讨论

现阶段地铁通信基本利用阀控式密封铅酸蓄电池设备，按照以往搜集得到的电源设备事故资料进行追踪分析，蓄电池突发事故频率很高。因为部分密闭形态的电池未经过安全阀和防酸片的追加，而在自动调节结构内部电压过程中，防酸片借助阻液和防爆功能潜力，令整个蓄电池寿命容量得到保护。

另一方面，因为通信电源操作室内长期无人管理，部分城区为了方便内部职责调控，将轨道监控上的电源设备和环境监控部件联系起来，并设置车站场景监控固定系统，配合内部控制疏导中心对不同车站和通信房实施集中控制。具体职责内容包括低压配电柜综合参数提取和机房温度、湿度效应检验等。而机房环境监控系统主要利用网络适配装置等结构部件组成。

2 通信电源安全管控的外部支持条件分析

(1)通信电源的防雷接地措施

雷电在电源线、信号线等结构之间产生感应动作之后会将过电压瞬间扩张，在此条件下极易造成开关电源和设备烧毁，所以地铁电源设备必须经过多级加装和多种防护措施补充。

因为雷击电压效果主要是在大气与大地之间形成的高压放电反应，所以避雷器要配备完整的接地才能稳定控制。经过系统巡查细节分析发现，在实施方案之前需要对防雷设施完好程度实现校对，确保细节安装步骤排列正确。特别是在雷雨季节条件下，相关技术人员应该适当加大对精密地阻值的提炼，并以此稳定地阻值在规定范围内的波动效应;另外，联合防雷设备、防震地极进行现场检测验证，维持系统良好的工作状态。对于新添加的接地线应该尽量控制牵直，杜绝不必要的弯曲和迂回现象，这样能够有力减少接地线的电感作用，巩固最优异的防雷控制效应。值得注意的是:避雷地线直流通路上的电阻值应低于4 Ω，而实际接地在包揽整合交流零线复接地和屏蔽接地之后，对设备接地直流通路的电阻值做出低于1 Ω的规定。

(2)环境稳定需求分析

通信电源系统对周围环境质量有严格的技术要求，例如设备需要经过长期的良好通风基础实现过渡交换，避免安装环节由于过热和过湿环境而产生不必要的耗损，影响后期经济指标的良性制备效能;其次是避免阳光的直射作用和水气粉尘杂质的过分覆盖，设备后面板位置以及侧板应该保证与墙体结构之间留出至少10 cm以上的距离;杜绝前面板进风口出现杂物遮盖现象，这样能够疏导风机排气阻碍效应，减少内部温度升高反应，令长期使用寿命维系和经济可持续发展指标得到细致贯彻。

通信设备实际温度范围在－5℃ ～40℃，储藏温度满足在－20℃ ～45℃，特别是VRLA蓄电池结构，主要是按照标准环境温度条件25℃进行补充的，其理想工作范围也精确到21℃ ～27℃。工作环境温度偏低时，VRLA蓄电池的放电容量会极易低于额定容量，备用放电时间自然会不足;而当工作环境温度过高时，VRLA蓄电池使用寿命就缩短，并且容易引发热失控作用。其工作机房温度也要准确掌控，如果环境温度高出标准限定条件10℃之后，整个系统设施使用时限就会减少五成左右。

(3)电源监控系统的追加

电源系统的不同设备利用监控系统和接口单元将动作过程遗留的信号经过系统设备传输给控制中心部门。在控制中心设置一套完整的监控系统，它在整合全线各站停车场的通信电源遥信基础方式内容之后，实时验证设备运行状态，并将已经处理完毕的数据资料和故障隐患实施对照，维持后期工序的紧密衔接。监控系统实现对交流配电柜、防雷器工作状态的全程监督，之后联系蓄电池组的充放电实况信息完成尾部职能交接。通信电源系统监控信号的数据格式和协议内容是相对开放的，并按照统一技术要求实现控制中心的集中管理。

在监控单元的系统性能上要下足工夫，首先是可靠性效用追加，具体做到监控系统硬件实际平均故障时间满足高于10000 h，整个系统的平均无故障时限维系在20000 h以上;对于细致的器材分布调整，主要是联合接地保护效能实现完整分析，选取抗干扰特性优良的铜网屏蔽和铝箔/铜网双屏蔽信号技术资源，必要时可采用国际标准要求的20 mA器材，电源信号就可达到最为准确的传输绩效。在此基础上结合光电隔离技术经验，完善传输信号的确实可靠交接任务。监控系统的上电、掉电等工作都需要监控系统的合理运行和人工操作配合，这样才能达到较强的容错管制水准，再不会因为用户的错误操作行为而衍生系统总体死机故障。涉及外部环境因素的干扰作用，监控系统也不会因为程序混乱而排斥报警灵敏度，利用硬件Watch Dog监视的自动复位管理功能以及软件程序的自我诊断特性完成界面修复。系统对于细化的设备监测以及信号数据传输基本采取CRC校验途径，之后接受方按照既定结果实现信息回应动作，并完善后续机理的安排活动，包括数据错误重发工作和执行循环模式。

其次是可扩充性，系统采用软硬件模块化结构进行维护，经过RS422/485总线连接分布式前端设备结构实现单元采集，例如:通用性质的采集模块和电池组采集模块等。因为这部分监控系统配备模块引导机制完善设计，令后续扩容机理变得十分简单，在此基础上完善组态化软件设定程序，即便是软件格式不经修改，也能收到较好的扩容功能。构成系统结构的计算机只要经过通讯口激活处理之后就可达到高效的外部通信能力。

在安全保障层面上，监控系统对被控设备实现总体参数认证和设定辅助，其实际控制值将始终稳定在安全极限范围之内，被监控设备无论在何种工作环境下都可以贯彻正常工作优势，并且设备自身不会因为电磁干扰现象而衍生节奏混乱反应;监控系统内部几乎所有的部件、连线都与金属产生屏蔽作用，而监控器材与被监控设施也都实现光隔离控制，这就令监控系统本身维持了较好的电磁兼容作用;监控系统能满足不同设备的接地要求。

3 结束语

通信电源系统自身存在故障隐患，作为通信电源运营专业技术人员必须掌握安全控制理念，自觉对设备实现长期的维护，将细致安全要素控制点梳理完整、清晰，同时制定相应的点检措施和应急处理方案，进而全面贯彻维护规程和技术条件，综合提高电源设备安全管理水平，这是阶段控制要务灵活转换、搭配的必经之路，应该得到内部人员的长期认同，这样才能满足新时代多元通信电源的可持续发展要求。

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