电力通信电源设备使用中的常见问题及解决方案

胡一凡，刘智强，张奉祥

（1.31401 部队140 分队，辽宁 锦州 121000；2.31604 部队，江苏 无锡 214000）

0 引 言

国家电网规模的不断扩张，推动国家通信科技的进步，促进国家电力通信产业的繁荣。但在电力系统运行过程中，电力通信电源设备经常会发生各种失效，降低电流通信的可靠性。因此，需要有关部门主动探索相应的对策，以便有效地进行处理。

1 电力通信电源概述

1.1 电力通信电源概念

电力通信电源是电网运行的关键支柱，由交流供电系统、直流供电系统构成。而交流供电系统可以进一步划分为交流配电屏、交流不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系统。交流配电屏的作用是连接电源、变压器、换流设备及其他负荷，监测供电系统，并提供相应的保护；交流UPS 是一种功率控制设备，由各种不同的电流通路构成，可以按照具体的环境来进行传输。直流供电系统包括高频开关电源（见图1）、蓄电池组、直流配电设备以及监测装置，基本作用是按照切换控制的方式进行电力输出，并对电力的输出进行控制[1]。

图1 高频开关电源工作原理

1.2 电力通信电源组成

电力通信电源由基础电源、引入电源、不间断电源及变换器电源等4 个部分构成，各部分之间相互独立又相互关联，各部分的运行状态与系统的工作状况有着密切的联系。其中一个部分出现问题，就会造成不同的影响，相关技术人员需要根据各部件的特性，进行检修，并根据可能发生的问题采取相应的对策，了解装置的运转情况，降低安全风险。

2 电力通信网中电力通信电源常见故障

2.1 蓄电池故障

电力通信网络中，电池失效是最易出现的一种故障形式，会导致电力通信电源设备出现某种程度的阻塞或通信中断。目前的电力通信电源系统大部分以单侧的方式进行供电，造成电池电量短缺，导致通信中断。另外，蓄电池的内部发生一些不正常的现象时，会引起电池爆裂等问题，导致电池的内部发生短路，造成线路故障，损坏线路上的绝缘体。另外，储藏架一般与地面相连，如果电池被短路，就会对地放电，电池电线迅速升温，引发火灾[2]。

2.2 高频开关电源故障

在高频开关功率装置中，交流电（Alternating Current，AC）接触器发生故障的情况较少见。当出现AC 接触器故障时，会导致AC 输入不能切换或吸和不到位，使高频开关电源整流模块失去电。装置电源由电池群提供，长期的交流失电会造成电池负荷较大。

3 电力通信电源设备技术故障排除方法

3.1 外观观察法

针对电力通信电源设备的技术性故障，可将其外表观察方法分成2 种，即不接电观察和接电观察。不接电量观测方法是指全方位地检查装置插件接触状况、短路状况、熔丝熔断状况及变焦变色情况，并分析仪器中的元件情况，确定其没有任何问题后，才能进行通电观测。在观测期间，主要检查装置是否出现不正常的声音，有没有点火现象。检测时可通过轻敲仪器外壳，观察内部零件有无接触不良现象。另外，可以通过触摸元件来确定元件是否出现过热的情况[3]。

3.2 设备测量法

借助各种测试手段，诊断电力通信电源设备故障，并分析故障产生的原因和影响，提出相应的对策。一般包括电压测量、电阻测量、电流测量等方法。电压测量法是使用测量设备测量通信设备元器件工作电压，对比正常工作状态下电压值，查明故障部件；电阻测量是使用测量设备测量元器件电阻或对地电阻，能够查明通信设备短路和开路等故障；电流检测法是将电流表和通信设备串联，从而检测设备工作电流。

在使用各种仪器进行测试时，要特别关注以下3个方面：一是要重视串点、串线问题，若电力通信电源设备发生故障，则有可能会造成绝缘的破坏，从而出现造成高压串点、串线等现象；二是要保证检测线路的绝缘状况；三是测试阶段使用单手法进行测试，避免2 只手同时与带电的结构接触，从而对人体造成危害。

3.3 时间序列诊断法

采用基于时序数据的故障诊断技术诊断电力通信电源设备的故障。时间序列诊断法的原理是指利用观测数据建立时序模型，借助模型分析通信系统整体运行情况，利用时序模型收集通信设备运行数据，将数据参数输入模型，辅助故障判断，确保所得到的参数与装备的工作状态之间存在着一一对应的关系，帮助工作人员开展通信设备故障诊断工作[4]。

从数理角度来看，可以将无法用数值来表达的信息假定为一种形态，借由辨识模式来协助系统剖析，归类需要侦测的状态，再由时间序列来判断电力通信电源设备是否存在故障。在探测过程中，应注重对特征信息的选取、构成模态矢量、构建鉴别函数等方面的研究，并构建一个模式识别体系。针对通信系统的特点，选取理想的特性，进行特征信息的处理，构建鉴别功能的特征信号，从而实现对信息的辨识。

3.4 定性推断法

定性推理是利用定性约束表示系统知识，针对通信系统运行设备信息，选择定性推理方式，给予系统运行定性描述、定性解释等。首先，验证定性的诊断模式；其次，采用质的推断方式；再次，进行质的模拟和研究；最后，运用象征图像进行故障诊断。有关专家只需利用少量的故障信息就可以进行故障推断。一般情况下，当电力通信电源设备失效时，系统的状态会随之变化。因此，在诊断过程中，检修人员可以分析状态量变化，如果状态量增加，标记为“+”；如果变量值减少，可标记为“-”；如果状态量不变，标记为0。定性推理法不仅能迅速地完成对该装置的故障检测，还能得到较好的诊断结果[5]。

3.5 插拔检测法

采用插件插接或插件拔接的方法查找电力通信电源设备出现的问题，不仅操作简便，而且效果较好，能很快地发现问题所在。测试人员将故障设备和连接设备的所有线路都断开，然后关闭设备的电源，如果故障状态消失，则检查连接的设备或连接线是否存在插件相碰、短接和碰线等原因引起的短路现象。如果存在上述故障，要迅速采取相应的解决措施，并全面检修故障设备。在探测过程中，重点检查所有插件板，并观察有无短路、相碰等故障。在检验过程中，主要是检测全部的插件板有无出现短路、相碰等故障，用打开和关闭的方式来确定插件板的故障部位，找到插件板的故障的根源后，根据故障的表现和性质，分析电子元器件受损情况，并提出可靠的维修策略。

4 电力通信电源维护策略

电力通信电源是电力通信系统中保障通信网络安全可靠运转的核心器件。工作人员要科学地维修与管理电力通信电源，归纳和分析常见的故障，并制订一套科学的解决方案，促进防范与处置工作的开展。

4.1 改良运行条件和环境

在电力通信电源的运转中，电力通信电源设备会受外部的影响。如果温度、湿度等方面存在一些不合理的地方，或是与电力通信电源设备要求的工作环境有较大的出入，那么电力通信系统会出现问题。因此，在电力通信系统的工作中，要按照现场的规模和设备工作需求温度来调整房间的温度。同时，在平时的管理中，需要有专门人员清扫电力通信电源设备的表面，特别是墙角的灰尘，减少主机的运行负担。另外，使用现场监测装置实时监测供电系统的工作状况，并周期性地升级改造一些高负荷的通信供电。

4.2 做好电力通信电源系统的日常监控

第一，要重视电力通信电源设备的工作条件。电力通信电源的工作状态与工作环境有着密切的联系，因此要密切关注电力通信电源周边的工作环境，如机房内的温度、湿度、整洁度等，如果工作环境达不到电力通信电源的工作需求，就要采取措施进行处理。

第二，每天监测通信用电。对通信电力进行24 h 不间断的例行监测，并针对出现的问题，提出相应的预警措施。

第三，要做好通信电力报警信号的传输工作。随着科技的飞速发展，环境监测系统的智能程度也在不断地提升。环境监测系统能够按照预定的顺序向电力调度站发送报警信息，同时将报警信息传送到有关的工作人员，及时处理通信电力有关的问题。

第四，电力公司对测试人员进行常规的训练，并建立完整的测试程序，测试人员在测试过程中要做好保护措施，防止出现任何的安全问题。另外，电力公司的管理者要不定期地对测试人员的工作状况进行随机抽查，主要测试流程是否规范，检测故障是否能够得到及时的解决。

4.3 构建健全温控机制

电力通信电源失效的重要原因是温度不正常。因此，电力公司的有关人员需要建设温度控制体系，全面监测整个电网的温度，降低失效带来的不利影响。在电网网络的各个环节上，实时监测各个环节的温度变化，并对其产生的影响进行深入剖析，进而调控电网的温度，保证电网的有关装置及通信用电工作的良好工作环境。

4.4 提高电源设备安全性

电力通信电源设备涉及的电子元件较多且应用在电力工程中，对电力通信电源设备的避雷性能提出了更高的要求。因此，电力通信电源设备上加装防雷装置，并采取多层次的综合防护，提高供电装置的安全性与可靠性。直击雷、感应雷通过电力线路输入切换电源时，雷电的高电压和强电流会产生瞬时电流，即雷冲击电流，具有极大的幅值和短暂的持续时间，对电力系统和设备的破坏性巨大。为预防和减少电涌对开关电源造成的危害，可以采用在地线上加阻抗过冲电流或向地线传输的方法，使其免受冲击。

一次侧整流回路中装有大容量的滤波电容器，启动时，整流器会对大电容器进行充电，从而使整流器瞬时值超出设定范围。为降低启动时的限流（过流），一般在开关电源中配备防冲回路。晶闸管启动限流保护如图2 所示，启动时，切换功率变压器的线圈3 和线圈4 的电压是0 V，VD6 截止，充电电流路径如下：AC 220 V →VD1-4 正极→大电容C1→地→R2→VD1-4 负极。由于R2有阻碍大电流作用，所以可以有效地抑制启动过电压。

图2 晶闸管启动限流保护

5 结 论

随着电网的不断扩张，通信电源设备已经成为电网的主要组成部分，如果电力通信电源出现问题，则可能造成整个电网瘫痪，给人们的生产和社会的发展造成了很大的危害。因此，文章分析电力通信电源设备技术故障排除方法，提出电力通信电源维护策略，制定相应的措施，保障电力通信网中的电力通信电源的安全。