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铁路通信网中通信电源故障的分析与维护

发表时间：2020/1/13 来源：《防护工程》2019年18期作者：李伟

[导读] 通信电源系统在不同的应用场合下对于其容量大小有着不同的要求，一般要求能完成20～6000A范围的平滑扩容。

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　　摘要：对于铁路通信来说，安全稳定地发挥其应有的作用，是确保整个铁路系统有效运营的关键。在铁路通信系统中，电源类故障一直是比较常见和需要认真解决的重点问题。实际工作中已经形成了一套切实可行的分析和维护方法，而这些故障分析和设备维护的具体方法需要持续更新，以满足技术发展的需要。本文从现场实际角度出发，对铁路通信电源常见故障及其维护进行研究分析。
　　关键词：铁路通信网；通信电源故障
　　
　　
　　1、通信电源系统的结构特点
　　通信电源系统在不同的应用场合下对于其容量大小有着不同的要求，一般要求能完成20～6000A范围的平滑扩容。实际运行过程中，由于输变电工程的特殊性，对于通信电源系统运行的稳定性和可靠性有着严格的要求。通常，通信电源系统由交流配电、整流柜、直流配电及电源监控等部分组成。由于电力系统的结构组成部分愈加复杂，所以对于设备运行的稳定性有着更高的要求。交流配电柜的作用主要是对接入的市电进行管理和分配，并辅以其他方面的监控与报警功能，确保整体工作的稳定性和可靠性。整流柜则是对输入的交流电进行整流转换后将交流电转换为直流电，从而满足通信设备运行的要求。直流配电能够将直流电根据运行需要进行分配输出，对运行设备进行直接供电。蓄电池组和开关电源模块能够确保通信电源系统在外部供电缺失和出现短路等情况下能够自动恢复整体功能。通信电源系统的各个组成部分是有机统一的整体，任何一个环节出现问题都会造成整体运行不畅，所以必须加强对其常见故障的分析和排除工作。
　　2、通信电源系统故障的分类及其处理原则
　　2.1有下列情况之一的都属于特别重大故障
　　（1）核心局主要业务用不间断交流和直流供电系统均无法有效输出时；（2）机房内空调发生故障，引起温升失控，导致设备不能正常工作，造成50%以上业务系统阻断；（3）造成通信阻断，时间超过120分钟未修复的；（4）造成严重火灾，人员伤亡的。
　　2.2有下列情况之一的都属于严重故障
　　（1）核心局主要业务用不间断交流或直流供电系统无法有效输出时；（2）机房内空调发生故障，引起温升失控，导致设备不能正常工作，造成20%以上业务系统阻断；（3）造成通信阻断，时间超过90分钟未修复的；（4）由于通信电源故障造成远端模块局通信阻断的，且持续时间超过90分钟未修复的。
　　2.3特别重大故障和严重故障外的其他故障称为一般故障
　　我们处理通信电源故障的总原则是“先抢通，后修复；先局端，后远端；先重要用户，后一般用户；分故障等级进行处理”。故障处理应遵循发现故障，确认故障，排查故障，处理故障，确认修复故障和消障等流程，形成闭环管理，确保及时处理。
　　3、铁路通信电源故障的分析与维护
　　3.1 定期护理电池组
　　3.1.1 防尘和定期除尘
　　在机房中，如果没有良好的密封性，就会使其内部产生较多的积灰，在电源的使用过程中，如果其内部产生较多积灰就会影响其工作效率，导致各个组件的散热速度减慢，久而久之，就会对内部的组件造成损坏。所以需要安排特定人员进行日常清理，使电源始终保持在一个健康的工作环境中。除了每日的定期清理，每一季度还要进行一次大清理，并在此过程中检查各个部件连接是否紧固，防止插件松动的情况发生。
　　3.1.2 电源周边环境要保持洁净、恒温、恒湿
　　在实际生产中，湿度和温度对电源的生产环节非常重要。通信电源的设备有不同的电子组件，这些组件对环境的要求也都有一定的标准，合适的温度和湿度可以营造出合适的工作环境，那么这些组件工作起来的效率就会更高，保持恒温、恒湿和清洁的工作环境不仅可以提高工作效率，还可以延长这些设备的使用寿命。

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　　3.1.3 合理设置浮充电压
　　蓄电池的浮充电压需设置在53.5~53.8V之间，如果电压设置过高，蓄电池的负压过大，则容易损坏蓄电池；如果设置过低，则会使蓄电池处于缺电状态，影响正常供电而且还会加快蓄电池的报废。此外，在使用的过程中，要避免电池放电过程大，电流快速充电等现象。
　　3.2 铁路通信电源常见故障及其处理
　　3.2.1 交流配电单元故障及其处理
　　（1）防雷设计对于铁路通信网建设有着极为重要的功能。作为其正常运行的基础，它遭到雷击后可以有效保护其他设备不受影响。防雷器主要包括4个单元，其中3个单元可以显示运行状态。当防雷单元屏幕颜色显示绿色时，说明其处于完好的状态；如果防雷单元屏幕显示红色，则说明该防雷单元已经遭雷击损坏，必须尽快更换模块。
　　（2）如果监控单元发出交流输入产生缺相告警，需要对其进行确认。若告警确实由缺相引起，则不需要特别处理，系统会自动进行处理；如果交流并未发生缺相，则问题来自检测系统，则可能发生的故障部位是交流变送器。具体的处理可以使用万用表对变送器输出端子进行测量，确定其是否存在3V电压。如果其中一个端子没有该电压，则交流变送器已经发生损坏，需及时更换。
　　（3）如果通信电源的整流模块发生断电停机问题，监控单元使用蓄电池进行供电，此时要特别关注蓄电池所释放的电流大小和波形，同时启动备用供电设备，一般采用发电机作为备用手段。停机复电后，要对蓄电池进行充电，注意其充电的电流状态，确保其在安全可控的范围。
　　3.2.2 直流配电单元故障处理
　　（1）直流输出电压低可能的原因：①在夏天温度高，温度补偿的作用，属于正常现象；②监控显示的电压低；③直流电压实测值偏低。
　　（2）直流输出电流显示不正确，分为2种情况：①显示值与实测值比较偏大或偏小，原因是电流传感器的斜率选择不正确，调整斜率即可；②电流显示非常大或不稳定。对于用分流器检测电流的设备，如果检测通道不通，可能是分流器两边的检测线接触不良，关掉监控单元的电源，取下检测线用电烙铁将其焊接好；也可能是检测线接插件的插针歪或接触不好，需用工具（镊子）将插针校正、插好。
　　（3）蓄电池放电时，有一组蓄电池的放电电流为0。蓄电池在平时浮充状态下电流显示为0，所以在浮充下是不能说明问题的，只有在蓄电池放电状态或放完电充电状态下，才能体现出来。出现这样的问题有2种情况：①该组蓄电池或蓄电池回路有问题，需检查蓄电池的连接和测量蓄电池端电压，根据具体情况加以处理；②蓄电池电流检测回路有问题，可以通过“替换法”来确定问题所在。
　　3.2.3 通信电源监控单元故障处理
　　（1）蓄电池对温度有较为严格的要求。如果温度过高则会产生爆炸风险，需要对电池或工作环境的温度进行监测。过温告警是通过监测蓄电池本身温度或工作环境的温度比对监控单元设定的预警值，监控单元会自动进行告警，以提醒工作人员采取必要的措施进行处理。当蓄电池或工作环境温度逐渐下降到正常状态后，告警会自动停止。
　　（2）对于蓄电池非正常的温度过高问题，需检查监控单元告警设置是否正确，之后再检查充电电流。如果充电电流过大，可以将均充调整为浮充方式，否则需要更换蓄电池。
　　总之，要树立“安全第一”的思想，充分认识通信电源在通信系统中所处的重要地位和作用，认清通信电源事故会给铁路运输造成的后果，电源维护人员必须树立高度的责任心和使命感，做好本职工作，要加强电源设备维护的基层培训和指导。
　　参考文献：
　　[1]张健，龚昕，李继元.铁路通信电源系统运用优化和管理探索[J].通信电源技术，2019，36（S1）：66-68.
　　[2]鲍节尔.铁路通信高频开关电源改造与实践[J].铁路通信信号工程技术，2018，15（12）：84-87.
　　[3]岳铭凯.解读铁道行业标准《铁路通信电源第2部分：通信用高频开关电源系统》[J].铁道技术监督，2018，46（07）：1-3+8.