通信电源的管理及维护

前 言：通信电源是通信网络的基本组成部分，是通信网上一个完整和不可替代的独立专业。专业通信电源的基本任务是向通信设备提供不间断的、符合质量要求的电能。它作为通信网的“血脉”,是确保通信畅通的必要条件。要保证现代化通信网全程全网的畅通并做到高可靠、低电磁干扰,低功耗通信电源系统是基础。对这些设备维护的好坏，不仅影响电源系统设备的寿命和故障率，而且直接涉及通信网络的平稳运行。
    一、通信电源日常管理的要求
    随着通信网装备水平的逐步提高,电源也同样处在大量引进新设备、淘汰旧设备的时期,同时为配合维护体制全专业、大配套的改革,用了许多新的维护手段,出台了许多新的维护管理办法。所以在通信网的各级管理层次及建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源不仅是一个专业,而且是一个包括多种系统和学科的大专业,由其他专业的人员来兼管电源专业是不科学的,也是不专业的。因此,要管理和维护好现代化通信网,电源专业同其专业一样存在着维护人员素质、水平亟待提高的问题。要解决这一问题可以采取以下一些措施:
    1.1做好仪器仪表和备品备件的管理
    专用的仪器仪表及器材应认真管理和合理使用并做到：集中管理；分级专人保管，物品放置整齐，帐、卡、物一致；定期校验仪表、工具，不合格的工具仪表不得使用；工具仪表借出时应办理相关手续，禁止私自领取做他用；储备一定数量的易损备品备件，并根据消耗情况及时补充，为防止备品备件变质和性能劣化，存放环境应与机房环境要求相同。
    1.2加强技术档案和基础资料的管理
    原始资料各机房设备安装平面图，交直流系统供电系统图，设备技术说明书、操作维护手册，各地线系统布置图，竣工验收资料，设备定巡检记录。设备运行维护资料：设备维修记录，障碍分析记录，设备运行资料，蓄电池测试记录，交、配电停电、供电记录，接地电阻测试记录；规章制度部分：有关文件规章制度协议和守则，紧急故障处理流程图，故障处理作业指导书，设备启用、停运、大修、故障及重要测试数据及时填入设备技术档案。
    1.3新装或大修改造后的设备，均应通过工程验收，验收合格办理交接手续后，方可投入试运行。试运行合格后方可正式投入使用。不合格的设备部允许投产使用；在用备用或停运的设备，均应保持设备元件的技术资料完整，不能任意改变设备的结构电路或拆用设备部件。
    1.4关注设备的使用年限和更新周期。设备应超出有效使用年限后其他原因，经维修达不到运行质量要求时应提出更新计划。对于已超出有效使用年限仍继续使用的设备，应相对缩短维护和检测的周期。二、通信电源维护的要求
    通信电源安全可靠运行是由多种因素和环节所决定的,它与设备质量、工程勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各环节相关。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。一个先天不足的通信电源系统将造成通信安全的巨大风险和后期人力、物力、财力的巨大重复投入。通信电源的维护重点应放在外部供电可靠性、整流模块、蓄电池组和远程供电数据采集和监控上。
    2.1电源设备供电可靠性及整流模块的配置
    动力电源设备是所有通信设备运行的动力之源,其运行状态直接影响到通信业务能否有效提供。在日常设备运行中,常存在高压电源单引入、逆变电源不稳定、UPS应用不当等问题,为此应做好以下工作:
    2.1.1机房的高压宜采用双回路供电,即两路不同的变电站输入,以确保供电不间断。对于给机房通信设备供电的交直流电源列头柜,也应采用双路供电,以保障业务设备用电安全。
    2.1.2逆变电源与整流电源应采用一体化设备,以保障安全供电,易于监控,同时可减少设备投资,降低维护工作量。目前,一些通信机房为部分设备提供220V交流电时,采用2KVA～6KVA的UPS(另带有220V蓄电池组)供电,单机工作不可靠,成本高。建议使用逆变且与整流功能一体化的电源设备,其结构为:在整流电源机架的空余子框中插入1KVA～1.5KVA逆变模块,1个子框一般插3～4个,逆变模块均流输出,实现N+1容量冗余,这样不会因某个模块出现故障而影响正常供电。逆变模块的运行监控由整流电源的监控模块统一实现,从而可节省机房空间。由于共用原有的-48V蓄电池组,省去了UPS必须另带其他型号电池组的费用(以16个单体65AH电池为一组,约需1.5万元)及其维护,并减少了动力环境监控系统的协议转换节点(约需0.4万元),6KVA的逆变器(4个1.5KVA模块)比同容量UPS少2万元,因此1个机房就可减少建设投资及运行维护成本约4万元,同时可大幅度减少维护工作量,设备运行也更安全可靠。同时建议在机房新建通信项目时,不应另购小的UPS/逆变器,而应使用机房原有的大UPS交流电源,以保障设备用电可靠,减少故障环节。
    2.1.3通信电源的整流模块的配置应科学合理。整流模块是通信电源的重要组成部分，整流模块在系统市电输入正常的状态下，一方面给通信电源输出负载供电，另一方面给蓄电池组充电，所以整流模块的数量和质量显得尤为重要。每一块整流模块都有额定的最大输出电流，所以系统全部整流模块的输出电流应能大于或等于系统所带所有负载的总电流和蓄电池组满充电时的电流之和120%。
    2.1.4维护人员应该抓好电源系统的定巡检工作。 
电源系统的定巡检内容应包括：设备接地电阻的测试；系统的均充电压和浮充的设置，均充周期的设置，均充电流及限流设置，电池基本信息设置，输入输出电流和电压的测量检查，负载及输入电源电缆接线检查，负载熔丝检查，电源模块的风扇除尘。
    2.2蓄电池组维护
    蓄电池组作为直流(直流系统)或交流(UPS系统)不间断供电的保证,在整个系统中最为关键。电池不但在交流系统或整流器出现问题时保证不间断供电,而且还要在市电正常转换时提供保证。如果电池丧失容量,即使对前端的交流高低压系统、整流系统等配置管理得再好,在一次正常的市电转换中,都可能造成失电而引致通信故障。因此,应把蓄电池的维护管理作为一项重点工作来抓。目前阀控式密封蓄电池以其体积小、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等特点,而成为通信电源系统的首选电池。但在实际使用中,往往达不到预期的使用寿命。
    2.2.1影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素
    现在，通信网上用的多为阀控式铅酸蓄电池。铅酸蓄电池全浮充正常使用寿命在10年以上,理论上可到20年,但在实际使用中,影响阀控式蓄电池使用寿命的因素很多,主要有:
    环境温度。环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时,蓄电池的极板腐蚀将加剧,同时将消耗更多的水,从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命,长期运行温度若升高10℃,使用寿命约降低一半。
    过度充电。长期过充电状态下,正极因析氧反应,水被消耗,H+增加,从而导致正极附近酸度增加,板栅腐蚀加速,使板栅变薄加速电池的腐蚀,使电池容量降低;同时因水损耗加剧,将使蓄电池有干涸的危险,从而影响蓄电池寿命。
    过度放电。蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后,蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面,在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响,因此在阴极上形成的硫酸盐越多,蓄电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,蓄电池的使用寿命就越短。
    2.2.2阀控式蓄电池的使用和维护
    蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方,安全距离为0.5m以上。在环境温度为25℃～0℃内,每下降1 ℃,其放电容量约下降1%,所以电池宜在15℃～20℃环境中工作。
    要使蓄电池有较长的使用寿命,应使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时,充电设备应达到±2%的稳压精度,才能满足电池说明书中所规定的要求。浮充使用的蓄电池非工作期间不要停止浮充。
    必须严格遵守蓄电池放电后,再充电时的恒流限压充电→恒压充电→浮充电的充电规律,条件允许的最好使用高频开关电源型充电装置,以便随时对蓄电池进行智能管理。
    新安装或大修后的阀控式蓄电池组,应进行全核对性放电实验,以后每隔2～3年进行一次核对性放电实验,运行了6年的阀控式蓄电池,每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上,可认为此组阀控式蓄电池寿命终止,应予以更换。
    2.3远程供电数据采集和监控  
    在通信网急速发展的今天，利用网络手段对偏远通信站点的电源系统运行数据进行实时采集传送已经成为可能。我们现在所用的采集监控系统采集信息主要在两方面，一方面对机房的门禁、温湿度、水浸、烟感、空调状态、交流电压、直流电压进行采集和数模/模数变换进行传送上报。另一方面对通信电源系统的监控模块单元利用RS232口将电源系统本身的实时运行数据和告警信息传送到管理后台，再用厂家自己研发的电源监控转换协议将信息翻译，以供运行维护人员掌握设备实时的运行信息，进行判断分析。
    三、结语
    虽然通信电源不是通信网的主流设备,但它却是整个通信网中最重要、最关键的设备。通信电源是整个通信网的能量保证,它的作用是整体性和全局性的。在多发生的通信事故中，电源故障占到了85%的比例，所以在日常维护工作中,我们要引起足够的重视,明确工作重点,抓住工作重心,确保重点系统的安全运行,减少因电源引起的通信故障,降低故障的影响程度,从而确保通信网的安全畅通。