高寒环境对通信器件的影响与防护措施分析

2018-12-08怀向芳

海峡科技与产业 2018年7期

怀向芳

中国电子科技集团公司第二十三研究所，上海 201900

通信设备在人们生活中具有重要的作用，其有着诸多的特点和优势，是现代文明发展的重要体现。国家对通信设备的建设也是十分重视，不仅对我国经济繁荣地区进行了通信设备建设，并且建设覆盖面也朝着高寒地区不断发展。在高寒环境中通信器件性能很容易受到影响，这就需要做好对通信器件影响的防护措施，这也是通信设备高寒地区建设中的重点和难点。

1 高寒环境的特点

高寒地区一般处在海拔比较高、长期温度比较低以及冻土长期不会化的山区地带，在我国的高寒地区中，主要包括黑龙江省的北部、甘肃地区、西部的青藏高原以及内蒙古等，这些地区地形大部分都呈现出高度的复杂性，并且其气候也是变化不定。高寒地区还具有诸多的环境特点，其气温低，且持续时间比较长，冬季气温几乎都在零下10℃到零下20℃的范围内，甚至最低气温能够达到零下45℃。在每年的10月份左右就会发生降雪以及结冰现象，在次年的3月份左右，雪和冰就会逐渐融化，这些地区一年内的大部分时间都是严寒的环境，昼夜温差最大达到了20℃；大气的压力低，地球上层的空气层具有不同的密度，一般地表层比较近的空气则有较大的密度，而高层的空气就比较稀薄，大气压强和空气的重力有关，越是高的地方，其上面的空气柱高度就越小，高寒地区的大气压力就比较低；空气稀薄主要是指空气内的含氧量比较低，空气含氧的浓度一般随着海拔的升高而降低，高寒地区也就呈现出空气稀薄的特点。另外，高寒地区的雪期十分长，积雪十分厚，如果冬季遭受到寒流的袭击，就可能造成封门闭户以及交通的中断[1]。

2 高寒环境对通信器件的影响

2.1 高寒环境对通信器件材料的影响

高寒环境的气温比较低、日照的时间比较长，同时其紫外线的辐射十分强烈，昼夜的温差也是十分大，由于这诸多的环境特性，势必会对通信装备的器件性能造成影响。在使用过程中，器件材料会受到环境的影响出现老化以及物理反应和化学反应等，其橡胶塑料部件就易发生老化，导致材料的绝缘性下降。长时间裸露于低温环境中的金属材料，受到外力的影响就可能造成材料的冷脆现象，其地区昼夜的温差也十分大，而器件接口具有不同的材质以及膨胀系数，温差环境的影响就会使外部通信使用的线缆存在内外受热的不平衡情况，进而由于热胀冷缩而导致接口的间隙出现接触不良情况。一旦外界环境的温度比设备最低的工作温度要求还要低，则设备将出现停机情况，如果空气密度低还会造成通信设备不能很好地进行空气的流通，造成其散热的效果不理想，影响材料的绝缘性。另外，如果风沙比较大，会对接头盒的加固产生影响，剧烈的晃动会导致其接触不良情况的出现，影响其正常的工作[2]。

2.2 高寒环境对通信电气器件的影响

高寒地区在冬季最低的气温往往可以达到零下40℃到零下50℃的范围内。这种超低温的环境，会对通信设备的电气器件性能造成很大的影响。内燃机会由于低气压的缺氧出现低温的启动难，甚至由于低气压出现的散热难，一些通信器件会造成温度急剧的升高，导致发动机功率效率降低，发动机内的油料在低温的环境下，其电解液的黏度也会增加，造成其扩散的速度比较慢以及化学反应的不彻底，并且低气温还可能导致润滑脂出现冻结，其稠度就会增加，静态的力矩也会增大，则油料的流动性降低，影响其正常的使用，在高寒地区，高海拔以及低气压会严重影响设备的绝缘强度，还会降低电气元件发生击穿的电压。

2.3 高寒环境对通信电源的影响

高寒地区温度是普遍比较低的，冬季低温更加明显，其通信基站一般并没有完善的环境供暖设备，同时相应保暖的措施也比较缺乏，其通信基站的内部温度一般也会在零下至零下十几度的范围内，其工作的环境比较恶劣，因此，对通信电源产生很大的影响。在高寒环境中，其温度会严重影响到电池性能，如果长时间于低温状态中进行工作，电的性能就会受到严重影响。通信电池一般使用的是锂电池以及锂聚合物的电池类型，此电池的电解液主要是一些有机液体，比如油脂等，这些物质在低温环境内，黏度就会降低，甚至出现凝结，进而导致其物质的导电性能发生下降，其内部的锂盐活动也会受到严重的限制，则电池的充电效率就会下降，甚至会导致充电的提前结束，其放电同理[3]。

2.4 高寒环境对通信器件的影响防护措施

高寒环境对通信器件影响的防护，可以借助功率的恢复增加相关技术，在发动机于高寒地区应用过程中，输出的功率与经济的指标以及热负荷的指标恢复至良好的标准要求，同时还能够借助热平衡的相关技术，来对液力系统易发冷却的问题进行有效的解决，借助三级或者四级空气的滤清器来对风沙进行防治，另外还可以借助低温的预热系统，来对机械设备的冷起动进行增强。在通信器件的材料应用中，尽量选择一些强抗寒能力、强抗热辐射与强抗紫外线的类型，一定要保证其符合高寒环境使用的要求。在高寒地区，还可能存在一些雷击或者静电现象，进而造成通信设备器件的故障，因此，在高寒地区工作的通信器件产品还要充分考虑其环境的特点，可以使用绝缘材料或者避雷针的防护措施来降低雷击对通信器件的破坏。另外，还要根据电池的实际工作环境进行分析，来选择合理充电电压进行电池的有效保护，这也能够有效的延长其使用的寿命，并且要定期地对电源实施充电与放电，来进行电池的保护，对那些应急的通信器件来说，还要配置一些高质量的稳压器以及高性能的UPS使用电源，当出现紧急情况的时候，便于进行迅速的抢修和维护[4]。

一些高寒地区还存在高湿的环境特点，其对通信器件的性能也会造成影响，因此，为了避免高湿环境对通信器件的影响，还需要做好对器件的防潮处理。通信机房建设中要满足其地区的防潮指标和要求，要根据天气气候的实际状况科学的开窗进行通风，一定不能水洗地板，也不要挂潮湿的物体；对备用的机盘要定期地进行防护，如果仪表或者通信器件的表面存在水珠，一定要先驱潮后再开机；对于一些低高压的通信电源器件来说，要先进行低压预热完成驱潮后再加压，避免打火引起故障，对发生氧化的通信器件接头触点以及元件等，要用专用的溶剂进行擦洗。