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[摘 要] 在实际工作中,通信电源一旦发生故障,通信系统将全部中断,因此在通信网中必须保证有高可靠性、高可利用率和抗干扰能力强的电源系统。电源设备的维护与管理工作必须得到保障。
[关键词] 通信电源 设备管理 设备维护 阀控式蓄电池
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。
1.加强通信电源管理的专业化
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:
加强日常及定期管理,根据新设备、新技术的采用及新的网络体系结构重新制定和完善各项规章制度。
在新建工程时,要从工程设计、方案会审、工程实施到验收竣工各个阶段积极参与和把关。继续搞好技术练兵,加大培训力度。引进电源专业的高素质人才。
2.加强通信电源安全可靠运行的管理与维护
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。
2.1 动力电源
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:
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。
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。
2.2 蓄电池
蓄电池作为直流(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,达不到理论预期寿命的比比皆是。
2.2.1 影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素
阀控式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 阀控式蓄电池的正确使用和维护
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,再充電时的恒流限压充电→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。
3.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。必须看到,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。在日常维护工作中,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。
参考文献:
[1] 阿尔卡特通信电源设备的使用与维护 于佳亮铁道通信信号1999-07-16.
[2] 通信电源设备虚拟试验技术研究 哈喜宁北京邮电大学2011-02-12.
[关键词] 通信电源 设备管理 设备维护 阀控式蓄电池
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。
1.加强通信电源管理的专业化
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:
加强日常及定期管理,根据新设备、新技术的采用及新的网络体系结构重新制定和完善各项规章制度。
在新建工程时,要从工程设计、方案会审、工程实施到验收竣工各个阶段积极参与和把关。继续搞好技术练兵,加大培训力度。引进电源专业的高素质人才。
2.加强通信电源安全可靠运行的管理与维护
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。
2.1 动力电源
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:
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。
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。
2.2 蓄电池
蓄电池作为直流(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,达不到理论预期寿命的比比皆是。
2.2.1 影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素
阀控式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 阀控式蓄电池的正确使用和维护
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,再充電时的恒流限压充电→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。
3.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。必须看到,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。在日常维护工作中,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。
参考文献:
[1] 阿尔卡特通信电源设备的使用与维护 于佳亮铁道通信信号1999-07-16.
[2] 通信电源设备虚拟试验技术研究 哈喜宁北京邮电大学2011-02-12.