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浅析通信电源设备的运行安全
作者: 山东双驰电气有限公司           时间:2019-12-03 11:24:22

摘要:通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由备用发电系统、高压供电系统、变压器系统、不间断电源系统、后备电源系统、直流系统、接地防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。通信离不开电源,通信电源是通信的保障,所以保证通信电源系统的安全运行,对保证通信系统的畅通乃至通信的安全有着积极的意义。

1 加强通信设备的过电压防护

以大规模集成电路为核心的通信设备随着信息科学技术的发展而得到广泛应用,比分立元器件设备体积小、运行速度快、功耗小、故障率低、便于维护管理是其显著的优点。但它绝缘强度低,工作电压低,承受过电压能力弱,是属于低电平、微电流系列的电子设备。当受到电网过电压或雷电干扰时,电子通讯设备往往会受到较大的破坏。据有关研究显示,过电压对电子通信设备造成的故障损坏比重占到总事故的三至四成。因此加强通信设备的过电压防护,降低设备故障率,已经成为通信维修工作的重中之重。

1.1 加强电源设备的雷电过电压防护

电源是通信设备安全运行的基础,一个良好的电源系统,为通信设备的安全运行提供了坚实的基础。首先要消除由于雷电干扰引起的过电压对通信电源的不良影响。信息产业部发布了专门的通信电源防雷标准,对各种通信站的电源防雷提出了具体要求,主要是两条:一是电力电缆应有金属屏蔽层,且必须埋地进出通信站。其次是在电源上逐级全面加装电源防雷器,实现多等级防护。即在变压器的低压侧加装低压防雷器,高压端加装高压防雷器,在直流配电屏和交流配电屏分别加装直、交流防雷器。防雷设计是保证通信电源系统可靠运行的不可缺少的环节,雷电对信息设备产生危害的根本原因在于雷电电磁脉冲,这种雷电电磁脉冲包括雷电流和雷电电磁场。产生过电压的根源是雷电流,而雷电电磁场则是产生感应过电压的根源。对于通信设备来说,雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击过电压。在一般情况下,通信电源必须采取概率防护、系统防护和多级防护的防雷原则,通信电源系统应采用多级防雷体系。而采用防雷器件时还应该考虑到防雷器件对系统的影响,包括工工作电流、作电压、工作频率、谐波干扰、工作温度、绝缘等级、泄漏电流、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护等,还有安规的影响等。

1.2 通信线路防止过电压

各种通信设备的入口和出口,必须通过通信电缆才能与用户发生联系,而设置保安配线柜(架) 则就是为方便安全配线。有的公司只用一个分线箱就进行出线、入线的汇接而没有安装保安配线柜(架),这种做法极易造成通信设备的损坏。通信的特点是可靠性高、容量小,通信电缆沿电力杆路架设强电、故受强电磁场干扰的概率大。特别是在住宅区,电话线沿电力杆路与照明线同杆架设和通信音频电缆,交叉处的绝缘层发生损坏,导致强电侵入。吊挂通信电缆的钢绞线,由于城区地形不一、一些照明线、灯箱线交错,容易引起强电侵入或干扰。雷电干扰或是一些线路故障、产生电流突变时,会产生瞬变强电磁场,从而造成对通信线路的强电磁感应过电压。有时会产生程控电话交换机大面积烧坏、停运的故障,因此,通信电缆进入机房务必得接入保安配线柜。保安配线柜应装有抑制电缆线对纵向对过电压、过电流的限幅装置。 压敏电阻或固体(气体)放电管与正温度系数热敏电阻,组成抑制过电压能力强,响应速度快,通流量大的保安单元。当一些通信线路与电力线接触时或遭受到雷电干扰,固体(气体)放电管放电(或压敏电阻限幅)将高压入地,使危险电压下降到安全范围。如线路遭受幅值在350mA以上电流时,正温度系数热敏电阻的阻值会迅速增加,使线路呈现断开状态,回路电流幅度减小,从而保护了室内通信设备。当过过电流、电压消除后,保安单元就会自动恢复正常。所以,保安配线柜的使用对于防止通信线路干扰过电压,降低设备故障率是非常必要的。

1.3 防止静电引起的过电压

静电是是一种处于静止状态的电荷。与流电相比,静电电量虽然很小但电位很高,静电能量累积到一定程度就可能干扰通信设备中内部电子元件工作甚至放电损伤通信设备。静电引起的通信设备过电压,主要通过静电对设备内部半导体器件或集成电路放电,这类似于直击。其次是静电的高电位引起设备信号地(直流地)电位较大变动,这类似于反击;静电的放电电流瞬时流经设备机壳,也可能使设备内部电子器件或集成电路等产生感应噪声,这类似于感应过电压;静电也能以过电压波形式通过信号线、电源线进入设备内部,这类似于过电压波入侵;静电放电时的接触部分产生的电磁波能对设备信号线产生辐射噪声,这类似于电磁脉冲过电压等等。静电过电压引起的设备故障往往是随机故障,重复性不强,一般不容易被维护人员觉察,因此更应该引起重视。所以在通信机房必须安装加湿器、空调、湿度计、挂设温;用湿抹布擦地,增加湿度,用湿棉抹布,降低静电产生的条件。在检修通信设备时,先带防静电手环,或者用手先摸机壳放电后,再进行设备检修,这些均能够有效地降低因静电引起的通信设备故障。

1.4 通信设备的接地

通信设备的接地,一般分为两类:工作接地和保护接地,工作接地是将电气设备外壳与大地直接连接,当发生漏电时,通过外壳传入地下,减小通过人体电流防止发生触电伤亡事故;保护接地是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分,以大地作金属性连接,以保证人身安全。如结构架、金属外壳等。通信设备的接地,有屏蔽、均压、分流等作用。接地为各种干扰过电压、过电流的泄放,提供一个出口,是各种过电压、过电流保护的基石,因此是要引起足够的重视。相关规程规定:通信局(站)的接地方式,应按联合接地的原理设计,即单点接地方式。其优点是易获得较小的接地电阻、可以避免因接地之间产生的电位差产生干扰影响、起到相应的屏蔽作用等。在实际工作中,人们一般比较重视接地而不容易注意接地线的布放,从而造成地线上的电流不均衡、引起电路干扰、设备运行不正常、甚至造成设备损害。在通信机房内,防雷地线、工作地线、保护地线、配电盘(低压)的均应单独布放,并要在地线排上汇接,然后经过接地线到单点接地体入地。 要保证电力通信设备的安全运行,就必须要认真分析通信设备的运行状况,找出并克服危及运行的弱点。由事后性被动检修,转变成预防性主动维护,提高通信设备运行效率,保障电力通信网的畅通,确保电网安全、稳定、经济的运行。

2 建立健全新的维护机制和制度

要对大规模的通信网提供安全可靠的供电并保证通信不间断,同时在人员较少的清况下还要对种类繁杂、数量众多、分布广泛的电源设备进行日常维护和故障抢修,因此建立一套科学完善的通信电源维护机制和制度,实现维护工作效率最大化、科学化,使管理水平日益增高,以适应行业的更快速发展,就变得势在必行,这也是通信电源专业追求的目标。当前要结合以集中维护、集中管理、集中监控为特征的本地网一体化维护管理体制,利用动力和环境监控系统的平台来进行维护体制改革。不同地方可以按照自身不同的特征来设计属于自己的维护机制。在制度方面要完善的集中维护、集中管理、集中监控的维护制度,实行故障的集中报障和闭环处理的政策。把维护管理的重点放在维护规范的执行和落实方面。在基础管理工作上,务必倡导主动维护、预防性维护,以消除故障苗头为目标;在故障发现和抢修方面,要利用各种监控手段,及早发现故障,然后集中技术力量,以最快的速度处理,做到及早、及时以减少故障造成的损失。