国网湖北省电力有限公司荆州供电公司信息通信分公司 湖北荆州 434000
摘要:国家电网公司高度重视电力安全生产与系统稳定运行,文中通过现代常用的移动通信方式对比,对无线对讲系统在电力抢修施工中的使用及组网进行初步论述。通过无线通信在电力通信中的应用,提高电力系统安全稳定、可靠持续运行。
关键词:电力;通信;无线;对讲
引言
电力通信网络是电力系统安全、正常、可靠运行的基础,一旦网络出现故障应及时查找原因,迅速妥善处理故障。
但由于电力通信网路故障的不确定性、抢修恢复过程中的调试检测的分散性,抢修工作点与检测调试点如无法及时、准确沟通联系,将出现习惯性违章和误操作的发生,因而通信联络的畅通成为故障抢修、调试施工的重中之重。
一、通信联络现状
现在我们广泛使用的是LTE标准的第四代移动通信技术,即4G网络进行生活与工作中的沟通联系。
4G网络通信具有普及高、覆盖广、使用便利等优点,但在电力施工作业、故障抢修使用中暴露出以下缺陷:
1、及时性差。4G网络以点对点方式建立呼叫,在施工抢修、人员分散配合作业中,指挥者对配合指令下达需逐一电话通知,降低了工作效率,并存在误操作等安全隐患。
2、网络阻塞。在特殊阶段,通信网络用户几乎同时拨打电话时,会造成严重的网络阻塞,进而使抢修施工作业指令无法传递。
3、基础设施抗毁能力弱。4G网络无线基站、光缆,遇外破或灾害时,极易造成局部或大面积断网,各项指令、消息无法上传、下达。
4、耐用性差。主流手机电池续航约一天,遇高密度使用时电池续航更短。
二、无线对讲系统的应用
在移动手机给日常生活、工作带来便利的同时,其过于依赖网络的特性,也使得同为无线网络的无线对讲系统在自然灾害发生、抢险救灾过程中被重视。特别在汶川“5•12”地震发生后,在公众通信全部中断的情况下,正是众多无线电爱好者充分利用各类无线电台所具有的使用灵活、架设方便的特点,为及时传递震情、组织抢救、减少损失、拯救生命发挥了重要作用。
4G网与无线对讲的对比:
1、4G用户为大众消费者,是个人的生活工具;无线对讲用户为工商管理、维修抢险等行业人士,对讲机被视为行业的生产工具;
2、4G用户日常生活使用环境相对舒适、干净,手机本身抗摔抗压、防水防尘能力差;无线对讲用于抢险救灾、野外作业等条件恶劣下使用,抗摔抗压、防尘防水能力强;
3、移动电话为了追求更小、更轻、更薄,以及各类APP与大屏幕的能耗,电池续航能力差;而为预防紧急情况的发生,对讲机会设计使用更高容量的电池来满足至少8小时工作时段的需求;
4、手机较小的发射功率造成通信完全依赖由基站组建的通信网,在特殊条件下,公网移动信号无法覆盖时,手机将完全散失通讯能力;对讲机专注于通话,功能相对单一,其独有的直通模式,使得对讲机与基础设施断开连接后,还可拥有通信联系;大功率的无线电发射机确保了至少5公里左右的通信联络;
5、手机是一个点对点的通话模式,在通话过程中,其他用户无法插入。虽然通过APP软件也可实现一对多的通话模式,但前提必须有网络支持;无线对讲机是一个一对多、点对面的通信设备,其群呼通信的性质,用户不必在每次通话中讲话,却可以收到需监听的各种通话内容;
6、在手机带给我们便利,但也有缺陷:拨打电话到电话接通耗费一定时间、戴手套时不方便电话拨打、接听电话必须进行操作后方可、嘈杂环境下难以听清通话内容等;在工作环境中,对讲机不需拨号,较大的发射按键触发即可对讲,免却工作人员摘去护具可能带来的伤害;对讲机大功率扬声器能够满足喧闹的环境中工作,使工作人员不必停止手中的工作即可接收指令;
7、移动电话除购机、开号产生费用外,每一次电话的拨打、APP软件的使用流量,累计计算通信费用;对讲机除初期购置费用及申请频率使用外,使用中不需依赖公共网络、不需话费成本。
为确保通信故障抢修施工作业中,指挥人员及时对现场发生的不稳定因素进行有效控制,提高电力工作效率、杜绝各类违章安全隐患,以及重大灾害条件下,保证通信网络畅通的需要,现对无线电组网进行分析。
三、无线电通信的特点
无线电是指在所有自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,电磁波振动的速度就是波的频率,以赫兹(Hz)为单位。
按波段、频率,可将无线电分为:
至长波(至低频 TLF)0.03-3Hz;极长波(极低频 ELF)3-30Hz;超长波(超低频 SLF)30-300Hz;特长波(特低频 ULF)300-3KHz;甚长波(甚低频 VLF)3-30KHz;长波(低频 LF)30-300KHz;中波(中频 MF)0.3-3MHz;短波(高频 HF)3-30MHz;超短波(甚高频VHF)30-300MHz;微波(超高频 UHF)0.3-3GHz;厘米波(特高频 SHF)3-30GHz;毫米波(极高频 EHF)30-300GHz;丝米波(至高频 THF)300-3KGHz;
《中华人民共和国无线电频率划分规定》中将无线电业务共分43项,分别是:
无线电通信业务、固定业务、卫星固定业务、航空固定业务、卫星间业务、空间操作业务、移动业务、卫星移动业务、陆地移动业务、卫星陆地移动业务、水上移动业务、卫星水上移动业务、港口操作业务、船舶移动业务、航空移动业务、航空移动业务(航线内)、航空移动业务(航线外)、卫星航空移动业务、卫星航空移动业务(航线内)、卫星航空移动业务(航线外)、广播业务、卫星广播业务、无线电测定业务、卫星无线电测定业务、无线电导航业务、卫星无线电导航业务、水上无线电导航业务、卫星水上无线电导航业务、航空无线电导航业务、卫星航空无线电导航业务、无线电定位业务、卫星无线电定位业务、气象辅助业务、卫星地球探测业务、卫星气象业务、标准频率和时间信号业务、卫星标准频率和时间信号业务、空间研究业务、业余业务、卫星业余业务、射电天文业务、安全业务、特殊业务。
四、无线电组网
1、组网条件:
结合电力工作环境及无线电设备市场实际条件,电力无线电采用2m(136.00-160.00MHz、148.00-174.00MHz)、0.7m(400.00-430.00、450.00-470.00)频段组网。
2m频段属典型的VHF频段,信号在电离层基本不发生反射,电波电波以直射波视距传播为主,但遇到楼房等会产生反射波,适合野外空旷地带;
0.7m频段属UHF频段,一般情况下UHF段的信号好于VHF段的信号,信号穿透性好,更适合城区地段通信。
由于上述频段政策许可、人群使用率高、且通信设备易携带,各设备厂家都推出各种产品,可适用于固定建筑、汽车等不同地点、功能齐全的产品,从而构建性能良好的通讯网。
2、使用范围
1)抢修、施工班组内部通信。抢修、施工班组多点施工、或工作地点与调试检测地点之间沟通联系、指挥者统一协调时。
2)灾害条件下通信。单位与单位间、单位与下属班组间统一协调安排,现场班组对现场设备状态汇报。
3、组网设备:
手台--车载台--中继台
手台:手持对讲机,可随身携带,体积相对小巧,充电电池供电,功率一般在5W以内,通信距离短,约1-6公里左右。
车载台:安装在车上的对讲机,13.8V车载电池供电或外接电源供电,功率大,20W~100W之间,通信距离远,可达10~30公里以上。
中继台:又称中转台、转发台、差转台,用于增大通讯距离,扩展覆盖范围的设备。中继台的作用就是中转和放大信号。根据中继台安装位置、高度等,通讯距离可达50~100km以上。
1)班组内部通信:手台--车载台
现在部分车台具备中继功能,通过手台+车载中继台组合,施工班组成员间通讯距离可达30km以上。实现班组内一对一、一对多和多对多的通信模式,保证指挥人员指令快速下达。
2)灾害条件下的通信:手台--车载台--基地中继台
通过手台+车台+中继台组合,单位与下属班组间通讯距离可达80km;特殊条件情况下,通过手台(车台)+中继台+中继台组合,可实现地市公司与县公司间通信,确保指令下达、及信通调度对工作现场执行情况的进度监控。
结束语
现在应急通信已在全球得到高度重视,电力系统也对应急通信系统进行规划与建设,但由于卫星无线通信频点、通信设备等条件限制,难以大范围普及。而UV无线通信网络能够实现范围区域覆盖,为电力系统安全生产与故障抢修提供更加优良的通讯保障。
参考文献:
[1]《中华人民共和国无线电管理条例》 2016.12
[2]《中华人民共和国无线电频率划分规定》 2018.7
[3]邓创.基于无线自组网的电力应急现场指挥系统【B】电力信息与通信技术,2015(13):5
[4]刘虎.汶川地震救援中的业余无线电应急通信(技术篇)无线电电子学/电信技术,2008.9
[5]李少谦.从汶川大地震看应急通信的需求和技术 电子科技大学,610054