通信电源系统运行维护的思考

孙云娟

(河南师范大学新联学院，河南 新乡 453002)

通信电源系统作为通信系统的“心脏”，在通信网络中具有无可比拟的作用。通信电源系统为通信局站内设备提供交流和直流供电，是通信设备正常运行和保障通信畅通的基础。一旦设备供电出现问题，将导致通信业务的中断和瘫痪，造成难以估量的经济和社会影响[1]。

1 通信电源系统的特点

1.1 设备对通信电源系统的要求

1) 可靠性：通信设备所承载的业务往往非常重要，不允许出现中断，这就要求电源系统保证连续供电，一旦中断，会影响整个通信系统的正常运行。为了保证通信电源的可靠性，通信机房通过双市电接入、双蓄电池等措施来保证连续供电。

2) 稳定性：通信设备对电压波动、瞬间电压、谐波脉冲非常敏感，过压、欠压都会导致通信设备运行异常且影响通信设备的使用寿命。通信设备的正常运行，要求电源系统的电压、电流、交流电频率、直流电脉冲谐波控制在一定范围内，电源系统的输出电源必须具有高稳定性。

3) 集成性：针对寸土寸金的城市，减小电源系统的占地面积，有利于减少经济投资。这些要求通信电源系统朝着集成化、模块化、小型化方向发展。

4) 高效性：伴随着5G的商用，通信设备每平方公里的接入设备达到百万级别，系统容量和设备功耗都在不断的增加，这就要求提高电源系统的运行效率、降低热损耗，增大功率密度。最终达到节能。

1.2 通信电源系统的构成和功能

通信电源系统包括交流供电系统、直流供电系统、接地系统。

图1 通信电源系统构成图

1.2.1 交流供电系统

交流供电系统包括交流供电线路、发电机组、低压交流配电柜、交流不间断电源UPS系统、逆变器。

1) 交流供电线路一般由两条线路引入两路市电，通过高压配电柜和变压器将10 kV高压市电转为380V后送到低压配电柜。

2) 发电机组的作用是两路市电突然中断后，发电机组能够瞬间自动启动，为低压交流配电柜供电，保障设备的正常用电。为安全起见，设置两套。

3) 低压交流配电柜可实现市电和柴油发电机组的自动倒换或手动倒换，将380V的低压交流电分别送到照明设备、空调设备、整流器等用电设备，并可检测电流和电压的变化。当市电中断或者变化超过门限值时自动发出声光告警，提醒维护人员处理。

4) 当市电正常时，市电经整流器整流后通过浮充为蓄电池充电。当市电中断时，蓄电池通过DC/AC模块将直流电转换为交流电。当市电恢复后，自动转换为市电供电。

5) 交流不间断电源UPS系统的作用为，在市电正常或者中断情况下，都可为通信设备提供稳定、可靠的交流电输出。

1.2.2 直流供电系统

直流供电系统包括直流配电柜、整流器设备、DC/DC直流电压转换器组成。

1) 直流配电柜的作用是给通信设备提供直流电源的输出，通常为保障供电的可靠性，接入两组蓄电池，其中一组发生故障时，自动切换到另外一组备用蓄电池。人机交互界面可实时监控蓄电池组的电压，供电负载电流、浮充电流、均充电流。发生过压、欠压等异常时可发出声光告警，以提醒维护人员处理。

2) 整流器设备的作用是将交流电转换为直流电，输出端为直流配电柜，通信机房内的直流通信设备和蓄电池并联接入直流配电柜取电。

3) 蓄电池的作用是在市电中断时，蓄电池自动为直流通信设备提供直流电源输出。在市电恢复正常后，通过浮充或者均充为蓄电池充电，保持蓄电池具有充足的电量。

4) DC/DC直流电压转换器的目的是将-48V的直流电源转换为不同的直流电源电压，满足不同的直流设备对直流电源的需求。

1.2.3 接地系统

接地系统包括直流系统接地、交流系统接地、保护接地、防雷接地，目前在通信接地系统中常采用四者联合接地的方式。

1) 直流系统接地也可称为功能接地或通信接地。正极接地可保证通信直流电源电压为负值，延长了通信设备元器件的耐久性、减少了用户线路对地绝缘不良时引起的串话、利用大地完成通信信号和供电的回路。

2) 交流系统接地根据低压配电供电系统的不同，通常采用TN、TT和IT三种制式。以保证相间电压稳定以及降低工频交流电对通信设备的干扰。

3) 保护接地的作用是在设备的金属外壳因绝缘层受损或者由于设备故障而带电时，保护人身和设备的安全[2]。

4) 防雷接地的作用是保证通信设备在出现感应雷、雷电波、直击雷时，能够通过疏导、隔离、等位、中和等方式来避免由于雷电瞬间过压而引起的设备损坏。

5) 联合接地是将直流系统接地、交流系统接地、保护接地、防雷接地共用一组地网，地网每个点都是等电位，组成一个闭合的网状网络。该方式具有良好的防雷和抗干扰作用。

1.3 通信机房常用的供电方式

1) 集中供电方式：集中供电方式由交流供电系统、直流供电系统、接地系统组成。交流供电系统属于一级供电。

2) 分散供电方式：在大容量的通信枢纽楼，由于所需的供电电流过大，集中供电方式难以满足通信设备的要求，因此，采用分散供电方式为负载供电。

3) 混合供电方式：在无人值守的通信基站、光缆中继站、微波中继站，通常采用市电、太阳能电源系统、风力发电系统、蓄电池电源等混合供电方式，以保证通信设备的用电稳定和可靠。

4) 一体化供电方式：在城市、居民楼顶等机房面积严重受限的区域以及野外施工环境特别差、不适合动用机械设备的区域，往往要求电源设备体积和占用的面积小。采用一体化供电方式时，通信设备与电源设备装在同一机架内，下层为电源供电设备、上层为通信设备，由低压市电直接供电。如华为迷你室外一体化基站，一般采用这种供电方式。部署迅速和方便，施工难度低。

2 通信电源系统维护中的问题

2.1 现场环境和交流电供电复杂

三大运营商的竞争主要体现在网络的覆盖范围，为了增加覆盖范围，越来越多的站点建设在河流两侧、公路两侧、偏远郊区、山区。这些站点所使用的交流电多为工业用电、小水电、农电。这些电源稳定性和可靠性较差，经常出现停电、电压波动较大，导致站点的供电不稳定。且偏远地区的站点机房在空调、换气、除湿装置等硬件配备和人工维护方面也有所欠缺，导致这部分站点的设备运行总体环境较差。

2.2 系统维护管理不规范

通信电源系统维护人员多为身兼数职的人员，无固定的维护人员，维护人员的业务水平参差不齐。维护管理制度缺失较普遍，未将维护工作做到平时，多为出现故障后前往现场进行故障的处理，预防性工作和巡检性工作缺失。

3 通信电源系统运行维护的策略

3.1 系统的建设

通信设备的取电应尽量选用专线引入：如长距离低压供电，建议增设站点专用变压器；若站点使用的电源为农电、小型水电、工业用电，则需要重点关注电源电压的异常波动情况。机房引入电缆与架空线缆之间需使用专用接头连接，保证连接可靠，且需做好防腐处理，可避免接头长期暴露在室外由于腐蚀而导致虚接情况的发生。针对重要通信设备和重点局点，需具备双市电引入、双柴油发电机组、双蓄电池的方案保障通信设备的供电[3]。

3.2 系统的维护和管理

建立日常维护和管理制度，定期对通信设备的电源系统进行巡检，检查机房的交流配电柜和直流配电屏等供电设备，检查接头的牢固程度，是否有松动和虚接[4]。对站点的负载电流进行定期检查。蓄电池作为通信电源系统的最后一道防线，其作用不可替代。定期对蓄电池进行放电测试，测试蓄电池的端电压，检查是否有漏液，更换问题蓄电池。由于整流器是采用风冷方式进行冷却，需定期对电源系统的防尘网进行除尘，以免由于灰尘堆积影响风扇的通风和散热。加强电源系统维护人员专业能力的培养，建立专业电源系统维护队伍，尽量避免身兼数职。

4 结论

根据以上所述，各级管理和技术人员，在通信电源系统的设计、建设、维护和管理工作中，应该给予通信电源系统足够的重视，将各项计划和措施落实到日常工作中，从而保证通信电源系统的稳定性、可靠性、高效性。