通信系统电源故障分析与维护探讨

唐 聪，胡拓宇

（煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230000）

1 通信电源系统的基本设计原理

通信系统中，从主要通信系统到分支通信系统，往往共用一个主电源。通信电源的运行主要依靠通信直流电和通信交流电两种供电方式。

1.1 通信交流供电系统

通信交流供电系统分为多个部分，主要由交流配电屏、交流屏及相关不间断电源设备组成。系统运行中，备用油机和移动油机等设备都是主要的提供交流电的备用设备。UPS系统的主要功能是为相关通信设备提供持续畅通的交流电。交流配电单元是通信电源系统的输入部分，一般由两路市电引入交流380 V或220 V。交流配电单元的输入端必须有防雷击、浪涌的保护装置，并有可自动或人工操作的切换装置，确保两路市电的不间断供电，并提供各种容量的交流输出。整流器是通信电源系统的核心部分，由交流配电单元提供电源，完成AC-DC的转换。整流器一方面将交流电转换为直流电，经滤波后提供给负载，另一方面对蓄电池以恒流限压方式充电。电力通信电源系统一般采用高频开关电源，具有积小、重量轻、模块化、功率因素高、可靠性高以及可带电热插拔等优点。一个高频开关电源系统，通常是几个高频开关整流器并联运行，各整流模块输出电流自动均衡[1]。直流分配单元是将整流器输出的直流电流汇集到直流母排，再进入直流配电，由直流配电将电压进行分配，一路给蓄电池组充电，其他分配给通信设备和其他直流用户供电。蓄电池组与整流器并联运行，组合成为浮充供电系统。通常由整流器作直流输出，蓄电池荷电待用，起到平滑滤波、降低整流器输出杂音及提高供电质量的作用。当整流器出现故障或交流电中断时，由蓄电池组对负载供电，确保供电不中断。目前使用的蓄电池组都是阀控式密封铅酸蓄电池（简称VRLA），采用密封结构，无酸雾、无毒、无有害气体溢出，不污染设备和环境，可与设备同室安装，无需加电解液维护。监控模块是通信电源系统的控制中心，可实时监测和控制电源系统各部分工作。

1.2 通信直流供电系统

直流供电系统主要由直流配电屏、整流器以及蓄电池等组成。根据相关行业标准，多数情况下使用的是DC 48 V的直流电。

2 通信电源常见故障分析

2.1 蓄电池短路故障

蓄电池在通信电源中最常出现故障，容易短路是电池最常出现的问题。蓄电池一旦短路就会使通信电源的供电发生异常，严重时还会有蓄电池爆炸的风险。蓄电池一旦爆炸，整个供电系统都将瘫痪。当蓄电池出现短路时，其中的负极绝缘层会出现损坏现象。绝缘层被破坏后，蓄电池利用蓄电池架的导电性不断地向地面放电，产生的电流会导致电源线不断升温发热，如果不及时解决，将发生火灾。

2.2 高频开关电源的失压故障

通信电源系统运行过程中，另一个容易出现的问题是主干网失压故障。主干网如果出现问题将导致整个网络通信中断。如果发生通信中断，要对高频电压开关中的电源整流模块进行检查，找到具体故障原因。如果高频电压开关显示为零电压，那么可直接判断是高频开关引起的问题。解决此类故障的办法是要求检修人员检查电源交流器是否可以正常闭合[2]。

3 常见的造成通信电源故障的原因

3.1 电源设计不完善，使用过程不规范

电源设计过程中，很多设计人员只关注电源运行的可靠性，忽略了故障预警系统和备用电源应急系统的有关设计，导致通信电源工作过程中因备用电源数量少而不能维持长时间对通信网的供电。此外，没有相应的应急系统，维修人员在故障维修时要花费更大的精力和更多的时间，时间过长则会导致通信网络瘫痪。通信网络施工过程中，存在施工单位为了追求更高经济利益，使用劣质材料，节约生产成本的情况。

3.2 机房设备不健全，机房环境恶劣

通信网络持续运行还有一个必不可少的条件，即良好的机房环境。如果机房环境过于恶劣会导致相关设备的使用寿命减短，从而影响部分电源设备的工作效率，影响电源系统的正常运行[3]。通信网络构建过程中，存在只配置机房主设备，不安装相应的备用设备。如果主设备发生故障而没有备用设备，那么整个电源系统都将瘫痪，给通信网络造成更大的损失。

4 解决通信电源故障的措施

4.1 电源模块故障处理流程

应该在监控板面上查看警告信息，分析警告信息所在的位置，分析实际参数寻找问题的根源，对问题根源进行排查，找到错误原件，更换原件或者重新设置元件的参数。

4.2 对操作方法进行规范

设立专门的管理部门，对整个通信系统进行管理。对管理人员和维修人员进行定期培训，更新专业知识。设计人员设计电源系统时要设计好监控系统。

4.3 加强维护工作

要做好以下日常维护工作。（1）对电源设备进行检查。需要检查机房的温度和各个设备是否正常运行。（2）电源巡视检查。观察模板配置是否合理、警报系统有无警告风扇的运行情况以及蓄电池是否出现异常等。（3）利用电源监控系统远程监控，了解故障现象，远程解决故障或安排人手到现场解决。（4）防尘网清理。为了避免电源在工作过程中发热、发烫，需安装排风扇。为保证排风扇的工作正常，一般都会在排风扇上安装防尘网。防尘网的作用是避免大量灰尘堆积在风扇上，所以要定期清理防尘网，便于排风扇工作。（5）定期巡检。梅雨季来临前要进行定期巡检，检查设备中存在的安全隐患。通过系统调整手段，减少设备的故障发生率。

4.4 安装防雷器单元

防雷器是由4个片状防雷单元组成，其中3个防雷单元具有状态显示功能，可以显示防雷单元是否处于完好状态。防雷单元窗口颜色为绿色时，表示防雷单元处于完好状态。某个防雷单元窗口颜色为红色时，则表示该防雷单元已损坏，应尽快更换防雷模块。

4.5 交换配电单元的故障处理

更换交流变送器的方法是必须先断开电源系统的交流电和关掉监控单元的电源，否则可能会对人身造成伤害或者烧坏交流变送器。更换时如果连接线上没有标识，那么在拆交流变送器前需要做好相应的标识，否则安装时会造成不便。需注意，安装好交流变送器后，需要检查连线无误后方可送上交流电，然后打开监控单元的电源。核实交流显示是否与实际测量电压相符。

4.6 电源的故障处理

通信电源发生故障需要解决时，要确保的第一准则是保证通信设备不间断电流，即一路交流电出现问题，应该确保另一路交流电正常供电。如果出现问题，应该分段排查，并核实熔丝是否断裂、整流模块是否过热及风扇是否正常运作等。

5 结 论

通信电源是系统的核心组成部分。若通信电源系统发生故障，则可能导致较大的连锁反应。例如，交流输入电压不稳定会引起开关电源模块工作失常或烧坏电源模块；开关电源输出电压过高会引起开关电源模块关机或蓄电池过充电而损坏；电池放电过深或内部短路会引起监控模块充电显示限流；开关电源监控参数和开关电源模块设置不正确会引起供电系统出现告警。

一定要做好通信电源的定期检查和日常检查，设计良好的监控系统，保证运行环境的整洁，做好工作人员的岗前培训。出现故障时，一定要先分析故障所在位置，再判断故障产生的原因，以更快地解决故障。