通信设备带电绝缘维护技术与应用研究

李 莲，王诗雅，王庆玮，余红杰，崔 华

（1.安徽云德科技发展有限公司，安徽 合肥 230000；2.电子科技大学，四川 成都 611731； 3.中国联合网络通信有限公司商丘市分公司，河南 商丘 476000）

0 引 言

受内外部坏境的影响，长期带电运行的通信设备积聚了大量粉尘、油污等，长时间不处理将造成设备电气性能劣化、工作效率下降，甚至引发硬件故障、通信阻断或安全事故。如何对正在运行的通信设备进行绝缘维护作业一直是困扰网络运维部门的难题。通过联合创新攻关，对通信设备带电绝缘维护技术、产品、工艺等进行了探索，研究出了系列产品、适用场景、作业流程、评估指标及安全措施等。绝缘维护后的设备温度、板卡污染程度、静电值等指标明显改善，设备运行效率、安全性提升，验证了绝缘维护技术、产品和工艺的安全性、有效性。

1 维护必要性

通信设备运行过程中产生的电位差和静电会引向性的吸附各类尘埃微粒，不可避免会吸附大气环境中的灰尘、油污、潮气、炭渍等污染物，污染物形成堆积将导致微电路性能退化：影响设备内各组件正常散热，导致温度升高；在潮湿条件下这些含有盐、酸、碱性物质的污染物成为电解质，导电性增强，绝缘电阻降低，泄漏电流增大等。

微电路性能退化可导致通信设备的功能障碍：信噪比下降、信道堵塞、信号串音、信号延时、误码率升高、误动作频繁、下指令拒动作，形成超容限值的尖峰电流电压、击穿PN结，器件发生飞弧、打火现象、电晕效应导致元件销毁、硬件损坏等。功能障碍直接或间接导致设备噪音增大、温度升高、耗电增加、异常报警、通信阻断事故、火灾事故等，极大威胁着通信运行安全，影响着网络效能和客户口碑。

2 绝缘维护技术、产品和作业流程

2.1 绝缘维护技术

绝缘维护技术包含带电绝缘清扫、带电绝缘清洁和带电绝缘保护。带电绝缘清扫是在在不停电的前提下，通过清扫电机带动相应的绝缘清扫刷头，在高速转动的情况下清除设备表面污秽的作业。带电绝缘清扫刷头由高绝缘、耐磨、耐高温尼龙等材料制成。带电绝缘清洁是在不停电的前提下，把具有高绝缘性、环保性、高体积电阻率和良好清洁性能的设备专用维护剂喷射到设备上，从而有效清除设备表面及深层次的污秽。带电绝缘保护是在不停电的前提下，把具有高绝缘性、环保性、高体积电阻率和良好保护性能的保护剂喷射到设备上，有效提高设备的绝缘性能，改善或消除外绝缘泄漏电流，使设备恢复或接近其原设计安全性能水平。

2.2 带电清洗剂产品

2.2.1 技术性能指标要求

按照通信维护规程和国家相关标准，通信设备绝缘维护用清洗剂产品应达到如表1所示生化、物理、环保和安全等多方面技术性能要求。

2.2.2 带电清洗剂产品

遵照这些技术要求，以二丙二醇为主要原料，配以低分子二甲基硅氧烷、甲基硅油等其他化学试剂组分混合组成的通信绝缘清洗剂产品，对网络和电力设备表面污染物清洗效果好，兼容性强，对塑料、油漆、金属等材料不腐蚀，保证设备功能不受影响；不含破坏臭氧层物质，无卤素，对环境无不良影响[1]研制的相关产品已通过工业和信息化部电子第五研究所、国网武汉高压研究院检测合格，并获得多项国家专利授权。

2.3 绝缘维护作业流程

进行地电位清洗维护作业时，工器具应洁净、干燥、带绝缘柄，人员穿绝缘鞋和全棉工作服，戴手套，站在绝缘垫上；人身（含所持工器具）与带电体之间的安全距离不得小于如表2所示的规定。

表1 带电清洗剂产品技术性能要求

表2 电压等级与对应安全操作距离

3 通信设备绝缘维护作业实例

3.1 高低压配电设备

选择运营商本地网端局相关通信电力设备进行了绝缘维护作业，实施前对油机、开关电源、高低压配电设备、网络设备等进行了指标测试、记录及状态检查，做好充分准备和应急措施[2]。带电绝缘维护作业步骤主要包括：学习安全须知和作业方案、现场测验清洗产品、静电消除、雾化清洗、绝缘清洗、防漏电保护作业。

3.2 通信网络设备

选择端局网点内固网OLT设备、分组传输接入设备、无线BBU等网络设备进行了绝缘维护作业，具体步骤与通信电力设备相似。鉴于网络设备更加重要、场景更复杂、板卡元器件密布，应安排在业务闲时实施，做好业务保障应急预案，维护操作应更加小心、精细，对于部分重要部件可采取离线清洗方式。

4 绝缘维护效果分析

4.1 高低压配电设备绝缘维护效果对比

4.1.1 污染程度

设备表面由绝缘维护作业前的中度污染到维护作

业后的洁净，如图1、图2所示。

图1 维护前设备情况

图2 维护后设备情况

4.1.2 表面温度

设备表面温度值由绝缘维护作业前的34.3 ℃降低到维护作业后的32.6 ℃。

4.1.3 表面阻抗

设备表面阻抗由绝缘维护作业前前107Ω提升到维护后的1011Ω。

4.2 网络设备绝缘维护效果对比

4.2.1 污染程度

设备表面污染程度由绝缘维护前的重度污染到维护后的洁净，如图3、图4所示。

图3 维护前设备情况

图4 维护后设备情况

4.2.2 静电值

设备表面静电值由绝缘维护前的0.14 kV降低到维 护后的0 kV。

4.2.3 表面温度设备表面温度值由绝缘维护前的31.3 ℃降低到维护后的25.9 ℃。

4.2.4 表面阻抗

设备表面阻抗由绝缘维护前的103 Ω提升到维护后的1012 Ω。

4.2.5 表面空气风速

设备表面空气风速由绝缘维护前的3.5 m/s增加 到3.9 m/s。

4.2.6 风扇噪音

设备风扇噪音由绝缘维护前的83.3 dB减少到维护后的79.8 dB。

5 结 论

通过规范化使用研制出的通信设备绝缘维护清洗产品，高效、便捷清除设备长期积累的粉尘、油污等污染物，消除静电，显著改善设备温度、进出风量、表面阻抗、噪音等指标，降低板卡与设备故障率，提高设备运行效率和网络维护效能。该创新项目解决了通信设备的在线深度清洁维护难题，实际案例检验了相关产品与作业工艺的有效性、安全性，在通信行业以及其他信息化部门有较好地推广价值。