摘 要:如果通信系统在运行中发生断开的现象,通常情况下从以下几方面入手进行故障分析与排除:通信装备、光缆线路以及通信电源。在这些因素中,最关键的就是通信电源,其作为通信系统的“心脏”占据着重要地位,直接影响通信的效率和质量。本文在研究综合通信电源结构特点的基础上重点对车载综合通信电源运行中常见的故障进行分析并就如何做好运行维护管理进行简要分析阐述。
关键词:综合通信电源;车载; 故障
1综合通信电源的结构特点
1.1综合通信电源的组成结构:
一是交流配电单元。市电接入交流配电单元,交流电经分配单元分配后,一部分提供给开关整流器,一部分作为备用输出,供车载装备使用。综合通信电源可由两路市电(或一路市电一路油机)供电,两路市电主备工作方式。平时由市电1供电,当市电1发生故障时,切换到市电2(或者油机)在切换过程中,通信装备的供电可由蓄电池来供给。
二是整流部分。整流部分的功能是将交流配电单元提供的交流电变换成48V或者24V直流电输出到直流配电单元。整流部分包括整流模块和结构部分。车载装置中多使用高频开关整流器,工作频率大多高于20KHz,体积和重量较轻,消除噪音。
三是直流配电单元。直流配电单元完成直流的分配和备用电池组的接入。高频开关整流器的输出经汇流母排接入直流配电单元,配电单元为负载分配不同容量的输出,可满足不同车载装备的需要。后备电池组的输入与高频开关整流器输出汇流母排并联,以保证高频开关整流器无输出时,后备电池组能向车载装备供电。
四是蓄电池组。综合通信电源中采用整流器和蓄电池组并联冗余供电方式。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池,即VRLA,密封性好、自放电小、寿命长,又被称为“免维护蓄电池”。
1.2车载综合通信电源的特点:
车载综合通信电源作为动力模块,主要是为机动通信装备提供所需电能,保障通信装备的正常工作。其特点如下:
一是通信电源设备的数量种类多,实际应用的组合较为复杂且所涉及到的技术多。比如:高频变化技术:利用电路拓扑理论(移相谐振、谐振变换及零開关PWM等)与新的理论指导(同步整流、功率因数校正、并联均流等)最全面、先进的电源技术。
二是通信电源应具有可靠性和稳定性。
可靠性:一般通信装备发生故障的影响面较小,是局部性的,但如果通信电源一旦发生故障,通信系统将全部中断。因此,不仅要提高通信装备的可靠性,还要提高综合通信电源的可靠性。
稳定性:电源电压的变化不能超过限定的范围,过高或过低均不能保证通信装备的正常运行。
三是通信电源应具有集成化和小型化。
集成化:运用功率集成设计模式,实现通信电源结构的简化,持续优化通信电源的各模块,增加集成度。比如,硅晶片,由于其高度集成,内部元件数目得到大幅减少,结构也变得更加紧密。与分立元件相比,布局减少了连线电阻、分布电容及杂散电感,在集成化的基础上大幅降低了电力损耗。
小型化:通过高频变化技术,大幅降低通信电源的整体原材料消耗,使所运用的通信电源装备日渐小型化,显著提高功能密度。
2常见故障处理方法及原因分析
在通信装备运行过程中,综合通信电源作为关键部分,是保障其正常运行、保障通信正常工作的基本要求。车载综合通信电源由交流供电模块、直流供电模块、整流模块等组成,因此将故障点定位到某一具体模块是故障定位的关键。故障发生后,首先通过对故障现象的具体分析,排除外部供电系统的故障,再进行车载综合通信电源故障判断,可逐条排除确定故障点范围。
2.1常见故障处理方法
一是告警与性能分析法。通过现场查看装备的运行灯、告警信息,了解装备当前的运行状况。
二是观察法。电源故障定位最常用的一种方法。可以不依赖告警和装备性能数据的分析,凭借丰富的经验在最快的时间内排除故障。要求维修人员有很好的经验。
三是仪表测试法。常用仪表有万用表、试电笔等。万用表是电源故障处理中最常用、最基本、最有用的仪表。
四是替换法。通过使用一个工作正常的备品备件去替换一个被怀疑工作不正常的。怀疑模块故障后对其进行更换,所使用的模块必须是相同型号的。
2.2常见故障处理与原因分析
根据现场维护经验,常见故障分布于交流配电单元、直流配电单元、整流模块等。下面进行简单分析。
2.2.1常见故障处理
一是交流变送器故障。用万用表测量变送器的端子是否有3V左右的直流电压,如果没有,则说明交流变送器损坏,需更换交流变送器。
二是交流接触器不吸合。对于采用交流接触器自动切换的综合通信电源,交流接触器不吸合可能是交流接触器控制板(CEPU板)出现故障或交流接触器线圈烧坏。断开交流输入,用万用表测量交流接触器的线圈,如果开路,则说明交流接触器损坏,需更换。
三是直流断路器故障。蓄电池下电保护用的直流断路器使用的是常闭触点,在不控制的情况断路器是闭合的。如果给了断路器的断开控制信号,但是断路器不断开,则说明断路器故障,需更换。
四是整流器故障。用万用表测量交流输入电压是否在正常范围内,如果交流电压不正常,那么整流器处于保护状态或者出现故障。需要将整流模块与通信电源系统分离,进一步处理。
五是保险丝熔断。用电表测量有无电压,以查看哪一个位置的保险丝熔断。检查该分路装备负载是否过大或者短路,并设法降低至该容量范围内。将该路负载开关切断,更换相同规格的保险丝。
六是稳压器击穿。观察法可见电源稳压器被击穿破损,更换新的电源稳压器,用电烙铁将其焊接好。
2.2.2原因分析
一是运行整体环境因素。车载综合通信电源,特别是装备车厢内的防尘、防潮措施不到位,车厢环境不能满足综合通信电源的长期可靠工作,增加了发生通信故障的风险。如通信电源系统整流模块因运行环境过于恶劣致使各模块中的电子元件长期处于过负荷运行而损坏、电子元件质量差或是长期运行导致电子元件老化等都会造成综合通信电源出现故障。
二是运行维护管理因素。车载综合通信电源维护管理基本没有专职,操作人员大多身兼数职、专业能力不强,大多数依靠自身经验进行日常维护,缺乏专业的系统培训。
3运行维护策略
一是加强蓄电池的管理维护。蓄电池不能长时间过充电或过放电;新安装或维修后的电池组应充分验证放电试验;在日常维护中,仔细观察电池的形状变化和外观,确保电池没有泄露、破裂或变形,并应保障电池电压值的正常,在合理范围内浮动;对于达到报废标准的蓄电池应该按照报废标准进行处理。
二是改善车载综合通信电源运行环境。不论是通信装备,还是综合通信电源都对工作环境温度、湿度和清洁度有很高的要求。综合电源运行会进行大容量的电能转换,在这一过程中如果灰尘过多,在潮湿的条件下容易产生短路进而引起综合电源的受损。因此要加强除尘清洁工作,定期清理装备外壳的灰尘杂物,防止灰尘聚集影响散热性能,缩短装备使用寿命。并控制好车厢内温度,避免综合通信电源在高温环境中长时间工作并注重电源设备的散热。
三是加强运行与维护管理。定期开展日常检查,有效预测故障,及时采取预防措施。加强通信电源管理维护培训,使具备通信电源的专业知识和能力的人员上岗。