通信电源常见故障分析与维护措施研究

唐明涛

（运城职业技术大学，山西 运城 044000）

0 引 言

通信电源作为通信系统中重要组成部分，一旦发生故障将给通信系统运行带来严重问题。故障隐患发生后没有迅速采取有效措施进行处理将导致电源系统输出中断甚至瘫痪，从而造成不可估量的损失[1]。为确保电源系统能够稳定运行，首要任务是了解通信电源系统的配置情况，恰当处理所发生的故障，保证通信设备运行顺畅。

1 通信电源系统的构成

通信电源系统是指给不同类别通信设备提供电力装置的总称，其组成主要包括交流配电屏、直流配电屏、不间断供电系统以及蓄电池组等部分，具体如图1所示[2]。

图1 通信电源系统组成框图

交流供电系统中还包括备用油机，当市电无法供电时备用油机将对通信系统供给应急电力。不间断供电系统是为交流用电设备提供后续电力的主要保障。直流供电中包括整流模块、蓄电池组以及配电屏等，为通信设备提供-48 V直流电。

2 通信电源中常见的故障与分析

2.1 交流配电故障

通信系统要求电能的输入安全稳定，交流配电出现故障将直接引起通信系统无法工作甚至通信局站瘫痪的重大事故。输入端电压、频率或波形畸变超出规定范围，持续时间大于电源极限值时，交流配电系统进入保护状态[3]。通信电源系统稳定运行需引入两路市电，设置两路市电倒换柜，并配备柴油发电机作为备用。

2.2 开关电源故障

开关电源主要由C级防雷模块、交流配电模块、整流模块、监控模块、直流配电模块以及蓄电池组组成，采取正极接地给通信设备提供-48 V直流供电。日常工作运行中，开关电源的故障点主要集中在监控模块和整流模块[4]。开关电源结构如图2所示。

图2 开关电源结构图

2.2.1 电源设备告警

开关电源在生产时已在电源监控模块中配置了市电接入电压、整流器输入输出电压以及负载电流等各项参数限定值，非特定情况不需要修改配置参数。由于每个通信基站的供电情况不一致，个别偏远地方的交流电压波动范围大，时常导致电源整流模块处于低压保护状态，无电流输出，蓄电池组放电亏损，影响电池使用寿命[5]。通过设置开关电源增大交流电压输入变化范围的限定值可以消除故障。在供电环境特别差的基站，建议安装电源稳压设备或者安装补偿柜来减小线路压降。

2.2.2 监控模块故障告警

监控模块发出直流接触器断开告警，此类故障的出现分两种情况。其一是误告警，应对策略是通过仪表检测接触器两端的电压差值进行判断，如无电压差则判定是误告警，反之是确切告警。造成此类故障的原因是直流接触器端侧二极管短路或蓄电池低压保护等[6]。其二是直流接触器自身故障导致监控模块发出切离告警，分析故障原因后应先做到将接触器两侧母牌安全短路，确保电源输出到通信用电设备。通过监控模块下发接触器闭合或者切离指令操作，无动作反应可判断出直流接触器损坏，随后更换直流接触器后告警消除。

2.2.3 整流模块故障

电源容量不足，整流模块高负荷运行，相较之前开关电源更加小型化，单位空间内电子元件密度剧增，加之器件质量参差不齐，电源内部热量消散困难，诸多原因致使整流模块故障率大增。一些早期建立的机房仍旧在使用自散热电源，面对高温气候，电源输出保护后蓄电池进入异常放电状态。分析电源所处环境和电源自身配置，应充分考虑开关电源系统的容量大小，条件允许的情况下先替换掉自散热形式的整流模块，使用风冷型整流模块。在开关电源模块插槽有空余位置时，应当将模块间隔开插接，在条件相对较好的地方使用空调降低环境温度[7-10]。

2.3 蓄电池故障

蓄电池在供电系统中是最后的保障，阀控式铅酸蓄电池的电压为2 V，由24节组成一组。蓄电池的定期维护是保证通信电源系统稳定运行的重要环节，目前通信电源系统普遍使用免维护蓄电池，但并非不需维护。电源处于市电工作状态下，蓄电池组处于浮充状态，单体电池电压的测量值应不低于2.18 V。检测中如果发现电池电压低于2 V，则需要电池进行均充，利用高压低电流形式激活电池记忆效应，理想温度25℃下蓄电池组的电压保持在56.4 V。单体电池的均充电压为2.35 V，温度补偿系数设定为±3.5 （mV/℃，不同蓄电池品牌均充电压不尽相同。

2.4 机房高温告警

通信电源运行期间，当环境温度持续升高，电源运行温度高于设定保护值后开关电源输出将保护性地间断。蓄电池在放电过程中，温度超出规定工作范围将极大影响蓄电池的使用寿命，极易引发火灾等安全事故。这时监控模块将会自动发出告警，待环境温度和电源设备温度恢复到正常值后，开关电源输出正常，警告解除。目前机房都配置控温空调和新风系统，空调高温告警也时有发生，因此通信电源的日常维护除了要检查电源系统设备外，还需着重检查机房空调系统。

2.5 监控通信中断故障

通信基站对开关电源等各个通信设备进行集中监控管理，不同设备厂家的监控通信接口配置不同。为减少机房投入成本，不少边际站和直放站都将通信机房的信息监控挂载到电源监控模块上，通信电源系统的监控数据采集应用RS-232C通信串口协议，此方式的特点是便捷成本较低，但缺点也非常明显，时常发生通信数据接收不到的现象，且抗干扰能力弱、数据接口不支持热插拔。此外，基站动力环境监控数据包丢失严重，通信中断时而发生，排查故障点较难，给现场维护和远程数据采集作业带来了困扰。

3 通信电源系统故障出现的原因分析

3.1 机房环境有待进一步提高

通信电源系统对运行环境质量的要求较高，机房的温湿度变化和灰尘量多少都影响电源设备的正常运行。新风机在冬季干燥天气中运行时需勤换空气滤网。

标准的通信机房是一个密闭的空间，能有效控制灰尘。部分直放站和边际站环境不慎理想，灰尘超标或环境潮湿，电源设备极易引起短路甚至是火灾事故，导致通信网络损失严重。

3.2 缺乏专业电源维护人员

通信电源巡检维护人员身兼发电、巡检以及抢修等数职。没有对通信电源系统的构成和常见故障等进行深入研究，仅仅依靠自身经验进行维护，缺少系统性的培训，在这样的境况下工作很容易造成安全隐患。

3.3 通信电源存在隐患

由于通信电源在系统设计中追求低重量、小体积、高功率因数以及低成本等诸多因素，致使设备用料和元器件配置等方面存在隐患，导致通信电源在运行中存在稳定性差的安全隐患。在电源设计过程中确保了监控通信的要求，应急设计不足，当前的通信电源大多是一路交流供电，如果出现电源故障或电源中断的情况，蓄电池无法长时间维持供电，造成难以估量的损失。

4 通信电源系统故障的维护处理策略

4.1 电源管理应加强重视程度

提高通信电源系统维护成效，减少故障，必须重视通信电源的管理，以满足安全运行需求。在通信电源系统维护管理中，首要确保设备容量充足，完善主备用设备的建设方案，机房环境符合设备安装要求，控制机房的温湿度。运用先进、科学的管理技术，使通信电源更加高效运行。当前智能传感控制技术发展迅速，环境传感技术和进程监控技术等都可以在通信电源管理方面发挥优势，使得通信电源信息快速获取。创造可靠、稳定的通信网络运行环境，提高电源管理工作的整体效果。

4.2 科学维护高频开关电源设备

电源系统的日常维护主要体现在防尘和除尘工作。机房环境差，灰尘多沉积在电源整流模块中，环境中湿度超标，控制参数会出现跳变，发出电源告警信息，引发电源监控模块发出误动作信息。灰尘过多也会影响电源模块的散热，因此需要定期对电源进行除尘处理。除尘时拆解模块装回后要检查各连接件和插件是否插接紧固，避免出现接触不良，连接头发热现象。

高频开关系统故障频现时，监控模块能够警示并记录故障点和故障发生时间，维护人员可以依据信息对故障性质进行预判。由于当前高频开关电源的智能化水平一般，因此需要与电源维护人员的长期工作经验相结合进行判断并检修。

4.3 电池组的维护应该规范化科学化

依照蓄电池厂家标准周期均充，每年对蓄电池进行周期性充放电检测，及时更换容量不足和电压异常的蓄电池。在进行操作中，偶发的一些操作疏漏会对蓄电池的安全运行带来巨大隐患。蓄电池出现短路情况将引起电源负载电流出现异常，导致电池出现鼓包甚至爆裂问题，此外蓄电池单体电压不足和容量下降等问题也都会影响电源系统的安全稳定。

当蓄电池释放量超过总容量的15%、电压低于设定值、长期处于浮充状态（电网状态优良，无停电发生）、更换了新电池以及存储期超过3个月第一次启用时都需要进行均充，均充时应设置充电时长。

运维人员必须加强自身责任意识，注意观察开关电源设置的充电参数，发现问题要及时处理。在日常维护过程中，要对电池组进行清洁，检查极柱、安全阀周围有没有渗漏，电池外观是否良好，电池两侧的电压和温度是否适宜，连接有没有发生松动，有没有腐蚀现象。

5 结 论

通信电源系统作为通信系统的核心设备，其稳定可靠运行是通信系统安全稳定的基础。当通信电源出现老化、耗能增加以及故障率升高等情况，将难以满足通信网络的运行要求，因此工作人员应积极学习相关知识，采用规范科学的技术手段结合通信电源系统运行实际，分析总结常见故障的原因和处理措施，保证通信系统的正常、稳定与安全运行。