通信电源 - 图文

、通信电源系统

（一）通信电源系统概述

通信电源都是以功率电子为基础，通过稳走的控制环设计，再加上必要的外部监控，最终实现能量的转换和过程的监控。通信电源需要给通信设备提供交、直流供电。电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。通信设备对电源系统的要求

(1)可靠性、稳定性、效率高。

(2)模块化、小型化、自动化、智能化。 (3)低压、大电流，多组供电电压需求。 (4)能实现集中监控。

（二）通信电源系统设备组成及工作原理

铁路车站通信机房电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统组成，如图1-90所示。

图1 90车站通信机房电源系统图 （三）交直流配电设备 1．交流配电设备

交流配电设备通常由以下部分组成：

(1)交流接入电路：交流接入一般通过空气开关或刀闸开关，交流接入开关的容量即为交流配电的容量。

(2)整流器交流输入开关：交流配电设备分别为系统的每一个整流器提供一路交流输入，开关容量根据整流器容量确定。

(3)交流辅助输出：电源系统的交流配电除了给整流器提供交流电外，还配置了多种容量的交流输出接口，供机房内其他交流用电设备使用。

(4)交流自动切换机构：由机械电子双重互锁的接触器组成。

(5)交流采样电路：由变压器和整流器件组成的电路板，将交流电压、电流和频率等转换成监控电路可以处理的电信号。

(6)交流切换控制电路：完成两路交流自动切换、过欠压保护、告警等功能

<7)交流监控电路：集散式监控中专门处理交流配电各种信息的微处理器电路，可以完成信号榆测、处理、告警、显示以及与监控模块通信等功能。

(8)e级与D级防雷器。 2、直流配电单元

直流配电设备是完成直流的分配和备用电池组的接入，对输出直流进行分配、控制、检测、告警和保护。1）整流器的输出{采用并联方式，整流器的输出经汇流母排接入直流配电设备，直配电设备为负载分配不同容量的输出．可满足不同的需要，直流配电路数可根据用户需求增减。2}每组直流输出采用一个直流断路器控制。3）后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母排并联，以保证开关整流器无输出时，后备电池组能向负载供电。4）系统具有二次下电功能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。

5）直流配电设备内装有闸刀开关、自动空气断路器、接触器、低电熔断器以及电工仪表、告警保护等元器件。在大容量的通信用高频开关电源系统中，直流配电设备是其中 的一个独立机柜；在组合式高频开关电源设备中，没有单独的直流配电设备，但必须有直 流配电部分。

（四）高频开关电源

高频开关电源将交流电源转换成-48 V的直流电源，为通信设备提供电源，通过同蓄电池的配合使用，可保证通信设备的不间断供电。可提供负载下电和电池低电压保护、故障告警及保护，提供多路、多规格直流输出、监控等功能。

1、 高频开关电源的基本原理 (1) 高频开关整流器的组成

高频开关电源主要部分为整流器，通常由T频滤波电路、T频整流电路、功率因素校正电路、直流直流变换器和输出整流滤波器等部分组成，其组成方框图如图1-91所示

输入电路的作用是将交流输入电压整流滤波变为平滑的高压直流电压；功率变换器的作用是将高压直流电压转换为频率大于20kHz的高频脉冲电压；整流滤波电路的作用是高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压；开关电源控制器的作用是将输出直流电压取样，来控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度，从而调整开通时间以使输出电压可调且稳定。

(2)高频开关电源的特点

①重量轻、体积小采用高频技术，去掉了工频变压器，与相控整流器相比较，在输Hj同等功率的情况下，高频开关整流器的体积只是相控整流器的1/10．重量也接近1/10

②功率因数高相控整流器的功率因数随晶闸管和导通角的变化而变化，一般在全导通时，可接近o．7以上，而小负载时，仅为o．3左右。经过校正的开关电源功率因数一般在0. 93以上，并且基本不受负载变化的影响（对20%以上负载）。

③可闻噪声低在相控整流设备中，工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声

较大，一般大于60 dB。而高频开关电源在无风扇的情况下可闻噪声仅为45 dB左右。

④效率高

高频开关电源采用的功率器件一般功耗较小，带功率因数补偿的高频开关电源其整机效率可达88%以上，较好的可做到91%以上。

⑤冲击电流小 开机冲击电流可限制在额定输入电流的水平。

⑥模块式结构由于体积小、重量轻，可设计为模块式结构，目前的水平是一个2m高的19英寸机架容量可达48 V/1 000 A以上，输出功率约为60 kW。

⑦可靠性高

高频开关电源的功率调整管工作在开关状态，可以模块化设计，通常按N+1备份，组成的系统可靠性高。

⑧负荷均分

一套高频开关电源系统至少需要两个高频开关电源模块并联工作，大的系统甚至多达数十个电源模块并联工作，这就要求并联工作的电源模块能够共同平均分担负载电流，即均分负载电流。均分负载电流的作用是使系统中的每个模块有效地输出功率，使系统中各模块处于最佳工作状态，以保证电源系统的稳定、可靠、高效地工作。

（五）UPS电源 1．UPS电源概述

UPS是不间断供电电源系统(Uninterruptible Power System)的英文简称，是能够持续、稳定、不间断向负载供电的一类重要电源设备。从广义上说，UPS包含交流不间断电源系统和直流不间断电源系统。长期以来，已习惯于把交流不间断电源系统称为UPS。

2．UPS电源分类

随着半导体技术的发展，采用了大功率逆变技术和强电流电子开关，来实现大功率的电能转换。这种电能转换电路，不论是主电路还是其他控制电路，均采用半导体固体器件，故称固态不停电电源或静止型不停电电源，简称静态UPS。静态UPS的基本框图如图1-92所示

静态UPS按工作方式可分为三类：后备式（OF-LLNE）UPS;在线式(ON-LINE)UPS三端口UPS。日前通信机房中使用的大部分为在线式UPS．F面主要对其介绍。

在线式UPS是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态，在线式UPS -般为双变换结构。所谓双变换是指UPS正常：工作时，电能经过了AC/DC、DC/AC两次变换后再供给负载。当然为了提高系统的可靠性，双变换在线式UPS -般增加了自动旁路电路。目前在用关键设备对电源要求相当高、输入功率也相当大，大量采用了在线式UPS。

在线式UPS由整流滤波电路、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示告警及保护电路组成，如图1卜-93所示

在线式UPS的输出电压波形通常为标准正弦波。

市电正常时，输入电压经整流滤波电路后，给逆变器供电，逆变器输出经过输出变压器输出滤波电路将SPWM波形变换成正弦波。同时，整流电压经充电器给蓄电池补充能量。在这种工作状态下，市电经整流滤波器、逆变器及静态开关给负裁供电，井由逆变器完成稳压和频率跟踪功能。

市电正常但逆变器出现故障或输出过载时，UPS工作在旁路状态。静态开关切换到市电端，市电直接给负载供电。如果静态开关的转换因逆变器故障引起，UPS将发出报警信号，如果因过载引起静态开关转换，过载消失后，静态开关将重新切换到逆变器端。控制监测、显示告警及保护电路提供逆变、充电、静态开关转换所需的控制信号，并显示各自的工作状态。

UPS出现过压、过流、短路、过热时，及时报警并同时提供相应保护。例如，负载发生短路时，保护电路很快关断逆变器，使其免受损害，静态开关也不转换到市电，短路消失后，逆变器重新启动，恢复供电。

在线式UPS中，无论市电是否正常，都由逆变器供电，所以市电故障瞬间，UPS的输出不会间断。另外，由于在线式UPS加有输入EMC滤波器和输出滤波器，所以来自电网的干扰能得到很大衰减；同时因逆变器具有很强的稳压功能，所以在线式UPS能给负载‘扰小、稳压精度高的电压。

（六）逆变嚣

逆变器是将48 V直流电转换为220 V/50 Hz交流电的设备。 1逆变器原理

逆变器原理框图如图1 94所示，主要由（共扼）滤波器、防反灌（杂音吸收器）、高频升压（回路）、PWM正弦逆变（控制）、（输出交流）滤波器、旁路控制、显示及通信（检测界面）等组成。当接通DC48V直流电源回路，通过共扼滤波器和防反灌杂音吸收器对直流电压进行信号预处理后，送高频升压回路进行直流输入升压，然后再参与高频PWM逆变回路逆变，输出AC220V的交流电压，经过滤波处理后送给负载设备，通信检测显示逆变器的运行状态。

图1-94逆变器原理框图

为了提高电源系统的可靠性，由两台逆变器和一个转换开关组成一个供电系统。冗余式

逆变器原理如图1-95所示。

图1-95 冗余式逆变器原理

两台DC48V／AC220V逆变器的输出送至冗余开关，在逆变器I、Ⅱ输出正常时，交流输出由逆变器I供电；在逆变器I输出异常时，冗余开关将交流输出切换至逆变器Ⅱ供电。

2．逆变器的缺点

(1)因为逆变器是固定的48 V供电，电池电压较低，当输出功率要求较大时，对功率模块的生产工艺要求愈高，因此大功率逆变器难以实现。

(2)当逆变器的蓄电池组出现故障需要更换时，必须使系统间断。

(3)由于逆变器电源用量小，生产厂家规模小，在技术、可靠性等方向相对较差， (4)逆变器由于其生产规模和使用范围的限制，很少有厂家提供监控网络管理等功能。 由于逆变器在功率等级、控制技术、可靠性、网络管理等方面存在的缺陷，因此目前在通信机房中很少单独应用逆变器。

（七）蓄电池组 1，蓄电池的作用

蓄电池在通信电源系统中的作用：

(1)后备电源，在交流电异常或整流器不工作的情况下，由蓄电池单独为通信负载提

供安全、稳定、可靠的电力保障，确保通信设备的正常运行。

(2)平滑滤波，在市电正常时，与整流器并联运行。由于对低频谐波电压呈现极小电阻，蓄电池对整流器的输出纹波电压具有旁路功能，起到了平滑滤波的作用

(3)调节系统电压。

(4)动力设备的启动电源。 2．蓄电池结构及工作原理 (1)蓄电池结构

蓄电池通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。蓄电池结构如图1-96

所示。

(2)工作原理

①蓄电池的充电 ，

蓄电池充电过程是电能转化成化学能的过程，充电电压和电流 要合适，偏大和偏小均会影响蓄电池的寿命。 ②蓄电池的放电

蓄电池放电过程是通过蓄电池的化学反应，实现化学能转化成 电能的过程。

（八）发电机

汽油发电机是一种发电设备，指以汽油为燃料，是将化学能转换 成电能的机械设备。通信系统中的汽油发电机组通常是用于应急通

信、抢修或者是小型车站通信机房、沿线通信基站的后备电源。

（九）防雷及接地装置 1．接地系统的概念

接地系统是通信电源系统的重要组成部分，不仅直接影响通信的质量和电力系统的正常运行，还起到保护人身安全和设备安全的作用。在通信机房中，接地技术牵涉到各个通信各专业的设备、电源设备和房屋建筑防雷等各个方面的要求。

2．铁路通信设备雷电综合防护实施

(1)通信机房（楼、站、机械室，以下均统称通信机房）应采用外部防雷和内部防雷措施进行综合防护，如图1-97所示。

图1 97通信综合防雷系统示意图

(2)应根据当地雷电活动情况和通信机房性质，选择合理的通信机房的雷电防护措施。 (3)通信机房接地应采用共用接地系统方式，即建筑物防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线(PE)、防静电接地以及通信设备的工作接地、保护接地、防雷接地等连接在一起构成共用的接地系统。当条件具备时应接入铁路综合接地系统。

(4)邻近信号机房的通信接地系统应充分利用信号机房既有的雷电综合防护装置。 (5)位于非通信机房（信号、信息、电力等机房）中的通信设备应与建筑物内其他系统共用接地装置，该共用接地装置的接地电阻值应符合设计规定。

(6)当通信机房与其他专业机房不共地时，相应的数字通信电缆（端口）应进行光电隔离。

3．通信机房外部防护

通信机房外部防护措施包括安装避雷网、避雷带、引下线（或利用建筑物内主钢筋）、设置地网以及通信铁塔的接地与防护。

4．通信机房内部防护

内部防护措施主要包括设置接地汇集线、等电位连接、线缆屏蔽及合理布线以及加装浪涌保护器( SPD)等防护项目。

具体防雷及接地相关要求见铁运[2011]144号《关于印发（铁路通信设备雷电综合防护实施指导意见）的通知》中的相关要求。

二、动环监控系统

（一）动环监控系统概述

动环监控系统是通过技术手段实现对机房动力、环境不间断集中监控，实现及时

掌握通信机房电源、空调等设备的运行状态。动环监控具备对各种通信机房（包括基站等）的设备特点和工作环境，对通信电源、蓄电池组、UPS、发电机、空调等智能、非智能设备以及温湿度、烟雾、地水、门禁等环境量实现“遥测、遥信、遥控、遥调”等功能。

动环监控系统主要实现以下三种功能： 1．数据采集和控制

数据采集是监控系统最基本的功能要求，必须精确和迅速；对设备的控制是为实现维护要求而立即改变系统运行状态的有效手段，必须可靠。数据采集和控制功能可以总结为“三遥”功能，即遥测 远距离数据测量、遥信一远距离信号收集、遥控一远距离设备控制。

2．设备运行和维护

运行和维护是基于数据采集和设备控制之上的系统核心功能，完成日常的告警处理、控制操作和规定的数据记录等。

3．维护管理

管理功能应实现以下四组功能： (1)配置管理

配置管理提供收集、鉴别、控制来自下层数据和将数据提供给上级的一组功能。包括局向数据的增加、删除、修改等，现场监控量的一般配置、告警门限配置等。

(2)故障管理

故障管理提供对被监控对象运行情况异常进行检测、报告和校正的一组功能。及时发现紧急事件，防止因设备原因造成通信中断、机房失火等重大事件的发生。提供告警等级管理、告警信号的人机界面、告警确认、告警门限设置和告警屏蔽等。 (3)性能管理

性能管理提供对监控对象的状态以及网络的有效性评估和报告的一组功能。例如提供设备主要运行数据及参数；停电、油机供电情况；设备故障、告警统计。 （4）安全管理

安全管理提供保证运行中的监控系统安全的一组功能 （二）动环监控系统基本原理及网络结构 1．监控对象

按用途分动力和环境监控两大类。动力的主要监控对象包括高压配电设备、变压器、低压配电设备、备用发电机组、UPS逆变器、整流配电设备、蓄电池组、DC/DC变换器等；环境主要监控对象包括空调、机房环境和安全等。

按监控对象的特性可分为智能和非智能设备。智能设备具有一定的数据采集和处理能力，并带有智能接口，可直接与计算机通信。只要有协议，即可直接纳入监控系统，如智能高频开关电源系统。非智能设备不具备数据采集和处理能力，无智能接口，需通过采集器采集信号使其智能化再接入监控系统，如蓄电池组、低压配电柜等。

2．监控的内容 (1)高压配电设备 ①进线柜

遥测：三相电压、三相电流。

遥信：开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警、失压跳闸告警、接地跳闸告警。 ②出线柜

遥信：开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警、接地跳闸告警、失压跳闸告警。 ③母联柜

遥信：开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警。

④变压器

遥信：过温告警； (2)低压配电设备 ①进线柜

遥测：三相输入电压、三相输入电流、功率因数、频率。 遥信：开关状态、缺相、过压、欠压告警。 遥控：开关分合闸。 ②主要配电柜 遥信：开关状态。 遥控：开关分合闸。 ③稳压器

遥测：三相输入电压、三相输入电流、三相输出电压、三相输出电流。 遥信：稳压器工作状态（正常／故障、工作／旁路）、输入过压、输入欠压、输入缺相、输入过流。

(3)不间断电源UPS

遥测：三相输入电压、直流输入电压、三相输出电压、三相输出电流、输出频率、标示蓄电池电压、标示蓄电池温度。

遥信：同步／不同步状态、UPS/旁路供电、蓄电池放电电压低、市电故障、整流器故障、逆变器故障、旁路故障

(4)逆变器

遥测：交流输出电压、交流输出电流、输出频率。

遥信：输出电压过压／欠压、输出过流、输出频率过高／过低。 (5)整流配电设备

①交流屏（或交流配电单元）

遥测：三相输入电压、三相输出电流、输入频率。

遥信：三相输入过压／欠压、缺相、三相输出过流、频率过高／过低、熔丝故障、开关状态。

②整流器

遥测：整流器输出电压，每个整流模块输出电流。

遥信：每个整流模块工作状态（开／关机、均／浮充／测试、限流／不限流）故障／正常。

遥控：开／关机、均／浮充、测试。 ③直流屏（或直流配电单元）

遥测：直流输出电压、总负载电流（主要分路电流，蓄电池充、放电电流）。 遥信：直流输出电压过压／欠压、蓄电池熔丝状态（主要分路熔丝／开关故障）。 (6)直流一直流变换器

遥测：输出电压、输出电流。

遥信：输出过压／欠压、输出过流。 (7)蓄电池组

遥测：蓄电池组总电压、每只蓄电池电压、标示电池温度、每组充、放电电流、每组电池安时量。

遥信：蓄电池组总电压高／低、每只蓄电池电压高／低、标示电池温度高、充电电流高。

(8)空调设备

遥测：空调主机工作电压、工作电流、送风温度、回风温度、送风湿度、回风湿度、压缩机吸气压力、压缩机排气压力。

遥信：开，关机、电压、电流过高／过低、回风温度过高／低、回风湿度过高／低、过滤器正常／堵塞、风机正常／故障、压缩机正常／故障。

遥控：空调开／关机、温度设定。 (9)环境

遥测：温度、湿度。

遥信：烟感、温感、湿度、水浸、红外、玻璃破碎、门窗告警。 遥控：门开／关。 3．动环监控系统结构

动环监控系统一般采用逐级汇接的三级结构，在此基础上可根据维护管理要求灵活配置网络结构形式。监控系统的结构如图1-98所示，它由机房／基站设置监控单元(SU，Supervi-sion Unit)、若干个机房／基站设置监控站(SS，Supervision Station)、本地网设置监控中心(SC，Supervision Center)构成三级结构。

随着计算机网络的延伸，这种三级逐级汇接的树状结构正逐步被网络型结构所替代（如图1-99所示）。SS的汇接作用也逐渐由SC统一完成，这样不仅便于网管中心的集中管理，而且降低了系统造价和复杂程度。通常SS通过延伸SC的一个业务控制台经过软件设置实现原来的功能

4．监控系统的功能 (1)监控模块(SM)功能

SM主要有以下几项功能：

①实时采集监控对象的运行参数和工作状态，收集故障告警信息，并送往监控单元(SU)。

②实时接收和执行来自监控单元( SU)的监测和控制命令。

③当通信发生中断时，监控模块应能够保存主要告警数据，在通信恢复后，具备将通信中断期间的数据上报功能。

一般按照被监控系统的类型有不同的监控模块，一个监控系统中可以有多个监控

模块。

(2)监控单元(SU)功能

SU -般完成一个物理位置相对独立的机房／基站内所有监控模块的管理工作，个别情况可兼管其他机房／基站的设备。以下是SU的具体功能：

①周期性地采集各监控模块(SM)传送的各类信息，进行数据处理、存储、显示打印，实时向SS发送状态改变或告警信息及相应数据。

②随时接收并快速响应来自SS的监控命令

③可通过监控模块(SM)对各工作点下达监测和控制命令。

④具有定时统计辖区内各个监测数据的最大值、最小值和平均值的功能，并将这些统计数据定时上传到SS。

⑤当蓄电池组运行状态变化时，浮充（或均充）转放电和放电转浮充（或均充），其运行参数和单体电池电压记录间隔时间不超过30 s，且应记录充放电全过程。

⑥具有足够的数据处理能力，有一定数量的RS-232C、RS-485或RS-422物理接口。 ⑦采用智能门禁设备的站点，应能自动记录人员进、出时间，在读卡器和数字密码锁配合使用的场合，应记录员工的编码等信息，同时给出重要告警信息；但在正常上班时间、有人机房等场合，应具有抑制门禁告警信息的能力。

(3)监控站(SS)功能

SS是区域管理维护单位，为满足特定区域的管理要求而设置的，负责辖区内各监控单元的管理。SS有以下功能：

①具有实时作业功能，能同时监视辖区内SU的工作状态并与SC保持通信，可透过SU对SM下达监测和控制命令，根据需要，查询SU采集的各种监测数据和告警信息，并在屏幕上显示或打印输出。

②能设定告警等级、用户权限。 ③能设定各个监控点性能门限值。

④实时监视各站点电源、空调及环境的工作状态，接收故障告警信息（具有告警过滤能力），具有彩色图形显示方式，可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在某一设备上。

⑤具有统计功能，能生成各种统计报表及曲线图，具有数据存储功能，告警数据、操作数据和监测数据应至少保存半年时间。

⑥实时向SC转发紧急告警信息。必要时（如SS夜间无人值守）可设置成将所收到的全部告警信息转送到SC。

⑦接收SC定时下发的时钟校准命令。

⑧系统软件具备实现系统互联的C接口和D接口。 (4)监控中心(SC)功能

SC是本地网或者同等管理级别的网络管理中心，是为适应集中监控、集中维护和集中管理的要求而设置。它具有以下功能：

①实时监视各通信局站电源、空调及环境的工作状态和运行参数，接收故障告警信息，并可设定告警等级、用户权限，对下级监控系统送上来告警具备过滤能力，具有彩色图形显示方式，可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在某一设备上。

②在接管SS的控制权后，对于告警信息的处理与SS相同，实时监视各SS的工作状态。

③根据需要，查询SS和SU采集的各种监测数据和告警信息，并在屏幕显示或打印输出，

可透过SS对SU下达监测和控制命令。

④具有统计功能，能生成各种统计报表及曲线图，具有文件备份功能，存档的文件（日、月、年汇集告警文件和监测数据文件）应能在硬盘上保存1年，然后导入外存。

⑤具有实时向上一级监控中心转发紧急告警信息和接受上一级监控中心所要求的监测数据信息的能力。

⑥向监控站定时下发时钟校准命令

⑦具有监视设备或系统故障状态，外接电子显示屏的能力。 ⑧系统软件具备实现系统互联的D接口。 （三）动环监控系统的硬件及软件 1．系统硬件 (1)基本要求

监控系统硬件设备应采用国际上通用的高可靠性的计算机及配套设备；系统硬件应能适应安装现场温度、湿度、海拔、干扰等要求，有可靠的抗雷击和过电压保护装置。

(2)机房常用的采控器件

机房常用的采控器件有传感器、多串口卡、RS-485／RS-32转换器、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块。

2．系统软件 (1)基本要求

计算机系统所采用的操作系统、数据库管理系统、网络通信协议和程序设计语言等应采用国际上通用的系统，且便于纳入本地网管系统，系统软件应有合法使用证明。

监控软件应包含以下功能模块：安全管理、配置管理（设备管理、人员管理、监控点管理）、通信管理、设备监控、告警管理、性能管理、数据管理、打印、帮助等。

(2)主要应用软件

目前应用的监控系统软件主要有通用SCADA/HMI软件和专用软件。

通用控制软件SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)，即监控与数据采集系统，HMI则是人机界面(Human Machine Interface)叉称用户界面或使用者界面，是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部与人类可以接受形式之间的转换。

专用软件则仅仅是针对机房监控应用开发的，功能单一、封闭，二次开发困难，而且只能由原厂商维护。

（四）动环监控系统功能指标 1．可靠性

监控系统的采用不应影响被监控设备的正常工作；系统局部故障时不应影响整个监控系统的正常工作；监控系统应具有自诊断功能，对数据紊乱、通信干扰等可自动恢复，对通信中断、软硬件故障等应能诊出故障并及时告警；监控系统应具有较强的容错能力，不能因用户误操作等引起程序运行出错；监控系统应具有处理多事件多点同时告警的能力；监控系统硬件的平均失效间隔时间(MTBF)应大于100 000 h，平均故障修复时间(MTTR)应小于0.5 h；整个监控系统的平均失效间隔时间(MTBF)应大于20 000 h。

2．可扩充性

监控系统的软、硬件应采用模块化结构，便于监控系统的扩充、升级。 3．实时性

从告警发生到监控中心接受到告警信息的时间间隔不大于10 s（拨号通信方式除外）。 4．安全保障

监控系统应具有在前端监控微机上设置禁止远端遥控的功能。 5．测量精度

直流电压应优于0.5%；蓄电池单体电压测量误差应不大于±5mV;其他电量应优于 2%;非电量一般应优于5% 6．电源

监控系统应采用不间断电源供电。 7．接地

监控系统应采用机房内的接地系统。 （五）传感器及监控设备

在通信电源系统中，要监控采集的信号可分为非电量信号和电量信号，也可分为模拟信号和数字信号。

传感器主要完成非电量信号到标准电量信号的转换，然后送采集器采集。如温度传感器、湿度传感器、感烟探测器、红外探测器、门磁开关、水浸、液位传感器等。

监控设备主要包括开关电源柜监控设备、UPS电源监控设备、空调监控设备、蓄电池组监控设备等。它可通过动力和环境设备自身智能接口，使用专用的通信协议进行数据的采集。接口形态主要有RS-232、RS-485等。监控设备自成系统，数据的采集不影响设备的运行。

1．门磁

门磁开关又称为门碰，实际上是一个干簧管。干簧管由两个靠得很近的金属弹簧片构成，两个金属片为软磁性材料，当干簧管靠近磁场时，金属片被磁化，相互吸引而接触，当干簧管远离磁场时弹簧片失去磁性，由于弹力的作用两金属片分开，因此门磁相当于一个常闭开关，如

图1-100所示，多个门磁开关可串联接人采集器的同一个通道。 2．红外双鉴探测器

红外双鉴探测器根据红外光电效应，感应人及物体发出 的红外光，如图1-101所示。它的作用是监控人员、动物的侵 入，防止火灾的发生。红外双鉴探测器信号类别为开关量 输入。

3．玻璃破碎探测器

玻璃破碎探测器采集玻璃破碎时特有的高频、低频的两个声波，作用是防止人员破坏窗户，从窗户进入。它的信号类别是开关量输入。如图1-102所示为玻璃破碎探测器。

图1-101 红外双鉴探测器 图1 102玻璃破碎探测器

4．水浸传感器

水浸传感器利用水的导电性能，当水浸入检测线时使检测线短路，用来防止水进入机房。它的信号类别为开关量输入。一般安装于机房内标高最低的位置。如图1-103所示为水浸传感器

5．温湿度传感器

机房内温湿度发生变化，相应监测回路的电流也发生变化，从而实现对机房内温湿度的监控。它的信号类别为模拟量输入。如图1-104所示为温湿度传感器。

图1 103水浸传感器 图1 104温湿度传感器

6．烟雾传感器

烟雾传感器简称烟感，是一种火灾探测器。火灾探测器分为感烟探测器、感温探测器和火焰探测器。感烟探测器分离子感烟型和光电感烟型；感温探测器分定温感温型和差温感温型；工程上使用最多的是离子型感烟探测器，如图1-105所示。

离子感烟探测器利用放射性元素产生的射线，使空 气电离产生微电流来检测空气中是否有烟。烟雾传感底座 器告警时具有告警保持的特点，即一旦告警烟感两端将 探头 一直为导通状态。烟感告警或测试烟感后，一定要进行 复位。复位的方法很简单，给传感器断一次电即可。 7．蜂鸣器

设备主机输出12 V电源至蜂鸣器，使其发出刺耳声音，达到告警目的。蜂鸣器的信号类别为开关量输出，一般安装于人口处的上方中间位置。

8．照明联动

图1 105离子型烟感探测器

设备主机输出12 V电压控制继电器的吸合，继电器吸合形成短路来代替照明开关的短路，从而达到控制灯的作用。照明联动的信号类型为开关量输出。继电器一般安装于动从主机箱内，另需配电源线控制线至入口门的照明开关处。

9．空调监控设备

空调监控设备分智能空调和非智能空调监控设备两种。智能空调监控设备使用空调自带的通信模块接口；非智能空调主要是家用空调，需增加通用红外控制箱才能对空调进行监控。

10.蓄电池监控设备

蓄电池监控的主要内容有电池组的总电压、电池组的总电流、每节电池的电压、内阻、温度等。电池仪包括主机（插箱式、壁挂式）、电池单体模块、电流传感器、电压传感器四部分。单体模块安装于电池表面或侧面，电压传感器直接安装于机柜导轨上，电流传感器安装于蓄电池架上，让电池组负极电源线直接穿过电流环

(7)同一区域内成列安装的同类传感器、变送器和采集器应排列整齐，高度一致。 三、施工工艺标准

（一）动环监控系统施工工艺及标准 1、监控设备安装和配线 （1）

（二）电源设备施工工艺及标准 1．电源设备的安装要求

(1)设备排列整齐，漆饰完好，铭牌、标记清楚准确，并符合设计要求。

(2)机柜（架）应垂直，倾斜度偏差应小于机柜（架）高度的l%o；当相邻机柜（架）相互靠拢时，其间隙不应大于3 mm;相邻机柜（架）正立面应平齐。

(3)接线正确，无碰地、短路等情况。 2．电源线的敷设要求

(1)机房直流电源线的安装路由、路数及布放位置应符合施工图的规定。电源线的规格、熔丝的容量均应符合设计要求。

(2)电源线必须采用整段线料，中间无接头。

(3)配线电缆、电源线应分开布放，间距不小于50 mm。交、直流配线应分开绑扎。 (4)铜鼻子、螺丝等主要材料的规格、数量应符合设计规定。

(5)直流电源线的成端连接牢靠，接触良好，电压降指标及对地电位符合设计要求。 (6)沿地敷设的电缆不宜直接和水泥地面接触。

(7)敷设电源线应平直靠拢、整齐、不得有急剧弯曲和凹凸不平现象；在走线架上敷设电源

线的绑扎间隔应符合设计规定，绑扎线扣整齐、松紧合适。 (8)电源线转弯时，弯曲半径应符合设计规定。

(9)电源线穿钢管管口应光滑，管内清洁、干燥，接头紧密，不得使用螺丝接头。钢管管径

及钢管位置应符合设计规定。穿人管内的电源线不得有接头，穿线管在穿线后应按设计规定

将管口密封。非同一级电压的电力电缆不得穿在同一管内。 （三）蓄电池设备施工工艺及标准 1．蓄电池的安装要求

(1)蓄电池安装时，应将蓄电池滤气帽或安全阀、气塞等拧紧，防止松动。

(2)蓄电池各列应排放整齐，前后位置、间距适当。每列外侧应在一条直线上，其偏差不大

于3 mm。电池单体应保持垂直和水平，底部四角均匀着力，如不平整应用毛毡垫实。 (3)电池间隔偏差不大于5 mm;电池之间的连接应平整，连接螺栓、螺母应拧祭，并在莲

接条和螺栓、螺母上涂一层防氧化物或加装塑料盒盖。

(4)电池体安装在铁架上时，应垫缓冲胶垫，使之牢固可靠

(5)各组电池应根据馈电母线走向确定正负极出线位置。

(6)安装阀控式密封铅酸蓄电池时，应用万用表检查电池端电压和极性，保证极性正确连

接；对于端电压偏低的电池应筛选出来，查明原因。

(7)安装蓄电池所用的工具应注意绝缘，防止短路，注意正、负级性标志。

(8)电池安装完毕后，在电池架、台和电池体外侧，应用防腐材料制作编号标志。 (9)电池监测器件安装位置、固定方式应符合设计要求。 （四）防雷及接地装置施工工艺

综合防雷及接地系统应满足铁运[20111144号《关于印发（铁路通信设备雷电综合防护实

施指导意见>的通知》中的相关要求。 1．-般要求

(1)所有传输放电电流的导线必须阻燃且走最直接的路径，配线不留余长，减少方向变化，

且这些导线的曲线半径不小于200 mm。

(2)浪涌保护器接地线必须与接地汇集线就近可靠连接，接地线必须用短直的黄绿软塑料

多股铜导线，截面积不小于1.5nirr12。

(3)并联型浪涌保护器与被保护设备端子的连接线截面积不小于1.5mm2，长度不得大于

0.5 m。受条件限制时可适当延长，但严禁超过1.5 m，也可采用凯文接法。浪涌保护器接地

线长度应不大于1 m，

(4)采用栓接连接时必须使用双螺帽。

(5)各种浪涌保护器均应设置用途及去向标牌。各接地线与汇集线的连接处应有清晰的

标识牌。

(6)接地汇集线与室外环形接地装置的连接线以及接地汇集线间的连接线等在穿越墙体

楼板时应加装保护并保证与墙体绝缘。 2．浪涌保护器安装

(1)防雷箱接地线必须与电源保护地线(PE)连接，并就近与接地汇集线连接。 (2)电缆的空线对应做接地处理。

(3)通信线上设置的浪涌保护器，其接地线必须与被保护设备金属外壳连接，连接线应采用截

面积不小于1.5 mm2的多股铜芯导线，长度应不大于200 mm，并就近与接地汇集线连接。

(4)室外的通信设备浪涌保护器接地端子应就近与接地体可靠连接，连接线应采用截面积

不小于1.5mIr_i2的多股铜芯导线。

(5)连接线应进行颜色区分：Ll、L2、L3相线一黄色、绿色、红色；N零线 蓝色；PE地

线一黄绿双色。

(6)电源浪涌保护器的连接线及接地线截面积应符合表1-14要求，材料为阻燃塑料绝缘多股铜线

3．连接

(1)钢质接地体应采用焊接连接。圆钢与圆钢、圆钢与扁钢（角钢）的焊接长度必须大于圆

钢直径的6倍；扁钢、角钢必须三面焊接，焊接长度必须大于宽边的2倍。焊点平滑无毛刺，并

做防腐处理，防腐层应在焊点四周延伸20～25 mm，埋入地下的焊点防腐层必须大于5 mm

以上。

(2)铜质接地体或铜质接地体与钢制接地体之间连接应采用放热焊接（又称放热熔接），熔

接接头应将被连接的导体完全包在接头里，要保证连接部位的金属完全熔化，并应连接牢固，

连接部位应做防腐处理。受条件限制时，接地引接线（环形接地装置与接地汇集线的连接线）

与环形接地装置的连接也可采用以下方式：

①环形接地装置使用镀铜圆钢、铜带或缠绕的电缆时，应焊接。

②环形接地装置使用热镀锌扁钢时，应栓接或焊接；栓接时，环形接地装置须采用有直径

为8 mm圆孔的40 mm×4 mm扁钢，引接线两端焊接线鼻后，用铜螺栓分别与扁钢和接地汇

集线栓接。

③环形接地装置与贯通地线材质相同时，二者相连应压接或焊接。

④屏蔽层、暖气等金属管线、防静电地板金属支撑架等参照上述方法与环形接地装置

连接。

(3)室内的铜材与铜材间可用螺栓连接，连接时必须用双螺帽或栓接后施焊。

(4)电缆金属护套与接地汇集线连接时，连接线一端焊接在金属护套上，另一端做线鼻后

用铜螺栓与汇集线栓接；也可用线卡箍在电缆金属护套上，连接线两端做线鼻后分别与线卡和

接地汇集线栓接。

(5)室内多芯线缆在与汇集线或浪涌保护器连接时，必须通过接线端子或铜鼻连接牢固，

防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。铜鼻和缆芯连接时，应使用液压钳紧固或

浸锡处理。接线端子尺寸应与线径相吻合，与汇集线的接触部分应平整、紧固，无锈蚀、氧化，

不同材料连接时应采用过渡接头。 思考题

1．通信电源及动环监控系统主要实现哪些功能？

2．通信电源及动环监控系统所监控的对象按用途和特性各分为哪些？ 3．在通信电源系统中，监控采集的信号可分为哪些7 4．数据采集和控制功能有哪些？

第八节 动环监控设备维护与故障处理

本节重点介绍动环监控设备功能试验方法及常见故障处理方法。

动环监控设备的维护项目、周期及标准按照铁路总公司相关维护规则执行。 一、动环监控设备功能试验

以下介绍动环监控设备的功能试验方法。

(1)温湿度传感器：开启电吹风机在距离温湿度传感器30 cm处进行试验。 (2)烟雾传感器：利用烟雾发生器在距离烟雾传感器下方20 cm处进行试验。

(3)红外传感器：人在红外传感器斜下方，传感器的灯会闪亮并与监控中心联系。 (4)门磁：将机房门打开，并与监控中心联系。

(5)灯控：将机房门打开，观察机房内的灯是否亮起来。

(6)水浸：将一块湿布放在水浸传感器上或用以金属物体放在传感器的端口进行试验，观

察监控单元有无告警并与监控中心核实。

(7)窗破：将一个气球在传感器附近弄破，观察监控单元有无告警并与监控中心核实。

(8)蜂鸣器：以上单元的试验均可证明蜂鸣器的功能。 二、动环监控设备故障处理方法 （一）网络化监控平台设备告警

(1)是否人为设置造成告警，查看现场情况，撤销布防设置。

(2)设备故障造成告警，尽快克服设备故障。 （二）网络化监控平台连接中断

(1)传输通道是否正常，检查传输设备、光电缆是否正常，保证通道畅通。 (2)监控平台与传输的通信线是否损坏，重新配一根交叉线。 (3)设备网口是否损坏，更换设备底板。

(4)网络设置和站编号是否正确，重新设置网络参数（IP、网关、子网掩码）和站编号，设置

完毕后要重启，否则设置无效。 （三）网络化监控平台无法启动

(1)短接开关是否短接，加短接开关。

(2)空气开关闭合是否正常，闭合空气开关。 (3)底板是否损坏，更换底板。

(4) CPU松动或损坏，加固CPU或更换CPU，更换CPU软件版本要匹配，低版本的要进行升级和系统配置操作。

（四）输入开关量（门磁、红外、窗破、水浸）告警 (1)前端传感器接线松动，检查传感器接线，测量电压。 (2)前端传感器损坏，更换相同型号传感器。 (3)布线损坏，检查更换布线。 (4)卡线端子松动，重新卡线。

(5)卡线端子到主板模块的线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (6)底板或开关量输入模块损坏，更换底板或开关量输入模块。 （五）模拟量（温湿度、烟雾）告警

(1)前端传感器接线松动．检查传感器接线，测量电压。 ． (2)前端传感器损坏，更换相同型号传感器。 (3)布线损坏，检查更换布线。 (4)卡线端子松动，重新卡线处理。

(5)卡线端子到主板模块的线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (6)模拟量输入模块损坏，更换开关量输入模块。 （六）输出开关量：蜂鸣器不响或照明联动异常 (1)前端设备接线松动，检查设备接线，测量电压。 (2)前端设备损坏，更换相同型号蜂鸣器。 (3)布线损坏，检查更换布线。 (4)卡线端子松动，重新卡线处理。

(5)卡线端子到主板模块的线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (6)模拟量输入模块损坏，更换开关量输入模块。 （七）空调无法控制

(1)红外发送器与空调距离和角度不符合要求，调整红外发送器与空调的距离和角度。 (2)红外发送器损坏，更换红外发送器。 (3)布线损坏，检查更换布线。

(4)卡线端子松动或线序错误，重新卡线处理。

(5)通用红外控制模块（空调板）损坏，更换模块，重新输入空调控制数据（参考空调数据软件操作）。

（八）空调数据采集不到

(1)空调监控箱内熔断器损坏，更换熔断器。

(2)空调监控箱内电路板损坏，更换电路板。

(3)RJ-45头接触不好、损坏或线序错误，重新制作RJ-45水晶头。 (4)布线损坏，检查更换布线。

(5)卡线端子松动或线序错误，重新卡线处理。

(6)通用红外控制模块（空调板）损坏，更换模块，重新输入空调控制数据（参考空调数据软件操作）。

（九）动力设备(电源柜、UPS)数据采集不到

(1)动力设备串口没有数据输出，维修动力设备，保证串口输出数据正常。 (2) DB9头损坏或接线错误，更换DB9头，重新接线。 (3)布线损坏，检查更换布线。

(4)卡线端子松动或线序错误，重新卡线处理。

(5)卡线端子到主板模块的线松动或损坏，更换接线，重新插拔（参考CR-NMS网络化监控平台用户手册Vl. 30）。

(6)串口接口损坏，更换底板。

（十）蓄电池监测单元测得电池组总电压数据异常 (1)电池组损坏，测量电压，确定原因。 (2)熔丝管损坏，更换熔丝管。 (3)布线损坏，检查更换布线。

(4)卡线端子松动或线序错误，重新卡线处理。

(5)卡线端子到电压传感器接线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (6)电压传感器损坏，更换相同型号电压传感器。

(7)电压传感器到电池主模块的接线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (8)电池主模块坏，更换电池主模块，作相应参数设置。 （十一）蓄电池监测单元测得电池组总电流数据异常 (1)电池组损坏，测量电流，确定原因。 (2)布线损坏，检查更换布线。

(3)卡线端子松动或线序错误，重新卡线处理。

(4)卡线端子到电流传感器接线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (5)电流传感器损坏，更换相同型号电流传感器。

(6)电流传感器到电池主模块的接线松动或损坏，更换接线，重新插拔。 (7)电池主模块坏，更换电池主模块，作相应参数设置。

（十二）蓄电池监测单元发生电池单体监测模块第n节及n节以下连接中断或不上数

(1)电池损坏，没有电压，测量电压，确定原因。 (2)连接线松动，重新更换或加固连接线。

(3)电池单体监测模块第n节或n-l节损坏，确定损坏的单体监测模块并更换，设置 地址

（十三）蓄电池监测单元发生电池单体监测模块电压、内阻、温度数据异常 (1)电池老化或损坏，更换电池。

(2)节点模块与蓄电池的连接线有故障，加固或更换连接线。 （十四）蓄电池监测单元发生电池单体监测模块全部不上数

(1)查看电池单体监测模块第一节是否损坏，更换第一节单体监测模块，设置地址。 (2)第一节电池单体监测模块到卡线端子连接线松动或损坏，加固或更换连接线。 (3)卡线端子到电池仪主模块连接线松动或损坏，更换电池仪主模块，作相应参数

设置。

（十五）蓄电池监测单元发生电池总电流、总电压、节点模块都不上数 电池主模块损坏，更换电池主模块，作相应参数设置。 （十六）蓄电池监测单元发生电池模块报警延时过长

电池模块参数设置不合理或参数错误，按实际电池模块数量，合理设置中断深度、通信超时、通信重试次数等参数

思考题

1．简述动力设备(电源柜、UPS)数据采集不到原因及处理方法。 2．简述网络化监控平台连接中断故障原因及处理方法。 3．简述空调远程无法控制故障原因及处理方法。

4．简述输入开关量（门磁、红外、窗破、水浸）告警原因及处理方法。 5．简述蓄电池监测单元测得电池组总电流数据异常原因及处理方法。 第九节 通信电源设备维护与故障处理

本节主要讲述通信电源设备硬件组成、各种指示灯含义、测试方法、接地装置制作及故障处理方法。 通信电源设备的维护项目、周期及标准按照铁路总公司相关维护规则执行。

一、通信电源设备的规格型号、功能、指示灯含义

目前铁路通信电源设备主要为艾默生、中兴、中达等厂家的设备，现分别对常用的电源设备进行介绍。

（一）交流配电设备

1．艾默生交流配电柜型号说明

交流配电柜型号说明如图2-45所示。

艾默生交流配电柜型号有PD3801400AFH-6/X1、PD380/400AFH-6/XF、PD380/ 630AFH-6/X1和PD380/630AFH-6/XF。交流配电柜有两路输入，正面由交流输入刀闸开关或空气断路器、交流输出分路开关、C级防雷器（含防雷开关）等组成。机柜前门上有配电显示屏、蜂鸣器、蜂鸣器控制开关等部分。四种型号的交流配电柜外观相同。

2．交流配电柜功能

交流配电柜具有告警显示、交流负载过流及短路保护、监控等功能。机柜前门上的配电显示屏可显示两路交流三相电网线电压、工作回路中的三相电流、交流转换开关位置，防雷器的

艾默生直流配电柜有PD48／1600DF-6/X1、PD48／1600DF-6/XF、PD4812500DF-6lX1和PD48/2500DF-6/XF四种型号，外观均相同。

2．直流配电柜功能

直流配电柜具有输出负载分路短路和过流保护；电池输入熔断器短路、过流保护和告警；电池电流、负载总电流可检测；直流输出过、欠压告警；以及直流的监控功能等功能。

（三）艾默生高频开关电源

1．艾默生高频开关电源型号说明

以PS48300-3B／1800 (NetSure 501 CA7)电源系统为例，型号说明如图2-47、图2-48 所示。

2．艾默生高频开关电源功能

将交流电源转换成-48 V的直流电源，为通信设备提供电源，通过同蓄电池的配合使用，可保证通信设备的不间断供电、负载下电和电池低电压保护、故障告警及保护、提供多路、多规格直流输出、监控等功能。

3．艾默生高频开关电源指示灯含义 M500S监控模块前面板如图2-49所示

（八）汽油发电机

汽油发电机组可用于应急通信、抢修或者是小型车站通信机房、沿线通信基站的后备电源。下面介绍常用的小型汽油发电机安全技术操作规程，以雅马哈EF2800型(2.6 kW)机型为例。

1．使用前检查

(1)从油底壳机油加注口加足汽机油(0. 95 1)，否则不能启动。 (2)燃油箱中加足普通汽油。 2．安全注意事项

(1)使用地点通风良好，以防止排出的废气中毒。 (2)易燃、易爆物品应距发电机Im以外。 (3)发电机停机后方能向燃油箱内加注汽油。 (4)湿手不要触及发电机，以防触电。 (5)发电机应可能接地。

(6)输电线截面应满足电流大小要求，一般每安导线直径0.12 mm，即10 A用直径 1.2 mm铜芯线。

(7)发电机不要与其他电源相连并网。 (8)两台发电机不要相互连接并网。 3．开机

(1)启动汽油机前交流开关应向下置于关闭OFF位置。 (2)油箱开关垂直向下置于开启ON位置。 (3)启动向左扳动置于启动RVN位置。

(4)缓慢拉动起动绳手柄，直至有拉紧感觉，然后再快速拉动起动手柄。 (5)汽油机启动后，将启动杆向右扳回原位，使汽油机保持平稳运转。 (6)若机油油面下降超限后，报警监视灯亮，汽油机会自动熄火。 4．送电

(1)待电压表指示正常，电流指示灯亮后，插入输出电源线插头，然后将电源开关置于向上打开ON位置开始供电。

(2)交流输出(AC)最大功率输出时间不得超过30 min(60 Hz时，照明负荷为2.8 kW，电机负荷为1.8 kW)。

(3)按下直流保护器按钮，直流输出(DC)可给蓄电瓶充电(充电电压12 V，电流10 A)。

(4)若发电机负荷超载，交（直）流保护装置会自动跳起，切断输出电路。若减小

负荷后，重新按下保护装置按钮送电时，保护装置再次跳起，则发电机出现故障，应停机修。

5．停机

(1)将交流开关向下置于OFF位置。

(2)按下汽油机停机按钮STOP，直到汽油机停止工作。 (3)把油箱开关置于向上右方水平关闭位置。 6．维护保养

(1)新机20 h运转后，旧机150 h或3个月，应旋开机油放油塞，更换机油。采用四冲程汽机油。

(2)运转150 h或3个月应清洗空气滤清器，将滤芯取出用清洗剂泡洗后，滴少量机油，拧干装回。

（九）电源防雷器件

1．电源防雷器件的选取要求

室内电源浪涌保护器应按表2-95选取冲击通流容量和限制电压。 表2-95 室内电源浪涌保护器冲击通流容量和限制电压

二、通信电源、蓄电池的性能测试 （一）通信电源的性能测试 1．电源设备绝缘测试

用500 V兆欧表测试电源设备的绝缘性能，带电部分与金属外壳间的绝缘电阻不小于5 MQ;电源设备配线的芯线间、芯线对地的绝缘电阻不小于1 Mfl。

2. 48 V高频开关电源测试

用电压表测试直流输出电压应在-57～-40 V范围内； 直流输出的杂音电平应符合表2-97的规定

3．接地电阻测试

用接地电阻测试仪检测接地系统的接地电阻，联合接地的电阻应小于1 Q。 4．交流输入电压测试

用电压表测试交流输入电压相线与相线、每相相线与零线之间的电压应符合维护规则要求。

5．UPS性能指标测试

测量输入／输出交流电压及频率额定值，输出电压精度、瞬态电压恢复时间、频率精度。

（二）蓄电池测试

1．用数字万用表测试各蓄电池单体浮充电压应在2. 20～2. 27 V内； 2．用数字万用表测试各蓄电池单体均充电压应在2. 30～2. 35 V内； 3．用数字万用表测试蓄电池组各单体间的开路电压最高与最低差值不大于20 mV; 4．用蓄电池容量测试仪测量，蓄电池容量按Il。(A)（10小时率放电电流）或工。(A)（3小时率放电电流）进行测试，2V单体放电终止电压不小于1.80 V;

5．用数字万用表测试蓄电池最大充电电流不大于2.5Il。(A)时，2V单体电压不大于2. 35 V，各项指标应正常。

三、防雷及接地装置测试方法 （一）电源防雷( SPD)的测试

SPD运行期间，会因长时间工作或因处在恶劣环境中而老化，也可能因受雷击电涌而引起性能下降、失效等故障，因此需定期进行检查。如测试结果表明SPD劣化，或状态指示指出SPD失效，应及时更换。

1．漏泄电流的测试

除电压开关型外，SPD在并联接人电网后都会有微安级的电流通过，如果此值偏大，说明SPD性能劣化，应及时更换。可使用防雷元件测试仪或漏泄电流测试表对限压型SPD的IIE。值进行静态试验。规定在0. 75UlmA下测试。

首先应取下可插拔式SPD的模块或将线路上两端连线拆除，多组SPD应按图2-59所示连接逐一进行测试。测试仪器使用方法见仪器使用说明书

合格判定：当实测值大于生产厂标称的最大值时，判定为不合格，如生产厂未标定出工，。值

时，一般不应大于20 v.A。

2．直流参考电压(UimA)的测试

(1)本试验仅适用于以金属氧化物压敏电阻(MOV)为限压元件且无其他并联元件的 SPD。主要测量在MOV通过1 mA直流电流时，其两端的电压值。

(2)将SPD的可插拔模块取下测试，按测试连接要求进行测试。如SPD上有其他并联元

件时，测试时不对其接通。

(3)将测试仪器的输出电压值按仪器使用说明及试品的标称值选定，并逐渐提高，直至测

到通过1 mA直流时的压敏电压。

(4)对内部带有滤波或限流元件的SPD，应不带滤波器或限流元件进行测试。 (5)合格判定：当UlmA值不低于交流电路中U。值1.86倍，直流电路中为直流电压1.33～

1.6倍，脉冲电路中为脉冲初始峰值电压1.4～2.0倍时，可判定为合格。也可与生产厂提供

的允许公差范围表对比判定。 （二）接地装置测试

1．用毫欧表检测两相邻接地装置的电气连接

为检测两相邻接地装置是否达到规定的共用接地系统或规定的独立接地要求，首次检测时应使用毫欧表对两相邻接地装置进行测量。如测得阻值偏大，则判定为各自独立接地。

2．接地装置的接地电阻测量

接地装置的工频接地电阻值测量常用三极法和使用接地电阻表法，其测得的值为工频接地电阻值，每次检测都应固定在同一位置，采用同一台仪器，采用同一种方法测量，记录在案以备下一年度比较性能变化。

(1)接线方式

测量接地电阻值时接线方式规定，仪表上的E端钮接5m导线，P端钮接20 m线，C端钮

接40 m线，导线的另一端分别接被测物接地极E 7，电位探棒P 7和电流探棒C 7，且E 7、P 7、C 7应

保持直线，其间距为20 m。

①测量大于或等于1 Q接地电阻时接线如图2-60所示，将仪表上2个E端钮连结在一起。

②测量小于1 Q接地电阻时接线如图2-61所示，将仪表上2个E端钮导线分别连接到被

测接地体上，以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差。 (2)操作步骤

①仪表端所有接线应正确无误

②仪表连线与接地极E?电位探棒P 7和电流探棒C 7应牢固接触

（接地电阻≥1 Q）

图2—61接地电阻测量接线图 （接地电阻

③仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。

④将“倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150 r／min。当检流计指针

向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。此时刻度盘上读数乘上倍率挡

即为被测电阻值。

⑤如果刻度盘读数小于1时，检流计指针仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一挡的倍

率，直至调节到完全平衡为止。

⑥如果发现仪表检流计指针有抖动现象，可变化摇柄转速，以消除抖动现象。 (3)注意事项

①禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。

②仪表携带、使用时须小心轻放，避免剧烈震动。 四、接地装置的制作方法

（一）避雷网、避雷带及引下线

1．避雷网由不大于3m×3m的方形网格构成，网格由40 mm×4 mm的热镀锌扁钢交

叉焊接构成；避雷网每隔3m与避雷带焊接连通，焊接点两面加焊15 cm对折的圆钢作为助焊

片。

2．避雷带采用~10 mm热镀锌圆钢沿屋顶周边设置一圈，距墙体高度0.15 m，用

热镀锌

圆钢（10×200膨胀螺丝）均匀设置避雷带支撑柱，支撑柱间距为Im，圆钢焊接在支撑柱

外侧。

3．楼顶所有金属物件均就近连接到避雷网（带）上，可焊接，焊接点3处。 4．引下线采用40 mm×4 mm热镀锌扁钢，沿建筑物外墙均匀对称敷设多根（一般设置

5、6根），建筑物的四角应设置引下线，引下线的间距大于5m且小于18 m。引下线上端与避

雷带焊接，焊接点加焊15 cm对折的圆钢作为助焊片。引下线弯角处应有大于90。的圆弧型弯

度角，引下线与墙体绝缘，固定采用M8×35海胆绝缘子，间距为Im，布置均匀平直牢固。

5．各引下线与综合地网中的垂直接地体（镀锌角钢）焊接连通，引下线距地面2m处套

声50×1.7 m PPR管，管脚距地面10 mm高，所有管口高度一致

6．引下线与其他电气线路距离大于Im，引下线与分线盘（柜）间距应不小于5m，引下线

与电缆交叉时加0.3 m长的绝缘管防护。

7．安装完避雷网、避雷带、引下线后焊点涂防锈漆防腐，待干后再整体涂银粉漆。 （二）综合地网 1．现场确定综合地网的走向，确定引下线和引出线的位置。原则为绕通信机房1 m外的

环行地网。

2．地网开挖前，应查看了解光、电缆埋设的走向、深度，一定要注意安全，严防电缆砸伤砸

断现象，电缆路径上严禁使用大锤、风枪、洋镐等大型工具开挖地线沟。地沟应沿通信机房外

墙Im外开挖，注意循序渐进轻挖轻撬，不能用尖而锋利的工具进行地网施工，更不得使用挖

土机和大型切割机野蛮作业。

3．施工中应设置安全警示标志。地沟当天开挖应当天恢复以保证安全，如果当天恢复不

了的必须设置安全警示标志或用盖板防护。

4．地网在主要通道处的施工应最后施工并迅速恢复保证正常通行。

5．当地沟与电缆槽交叉时，地沟应该从槽下挖通或在槽底部用钢管穿孔；两者之间应至

少有300 mm的间距，并对水平接地体套绝缘管防护，绝缘管突出电缆边缘不少于Im。 6．安装垂直接地体：

①金属石墨接地体：汇集线与地网的连接处必须设置金属石墨接地体，安装前先将线头进

行铜焊或压头和防腐处理。在地沟的底部挖一高于接地体的坑，再将接地体放入回填土，用角

钢或铁锤进行跺实。

②热镀锌角钢：每根引下线处应设置一根角钢接地体，在地网中均匀设置，间距为接地体

长度的两倍。角钢开砸前应先挖一深0.5 m的电缆探坑以确认无电缆保安全。

7．水平接地体的安装：用4 mm×40 mm的热镀锌扁钢作为水平接地体，水平接地体平铺

于沟底，将所有的垂直接地体焊接或栓接于水平接地体上。

8．当接地电阻小于或等于l Q时，对地网的地沟进行恢复。 9．标识：

①地线标志桩埋设在综合地网路径上，拐角处必须设置。地线桩浇注必须牢固美观，不得

倾斜。地桩露出基础墩的高度为40 cm，地桩四周浇一宽40 cm×40 cm、突出地平面厚4 cm

的基础墩，表面必须光滑，再在基础墩四周刷一周宽4 cm的白色油漆。

②多个地桩在同一走向的地沟上时该地沟上的地桩必须是在同一直线同一水平面上。

③标桩设置在人员不常走动的地点，如远离站台的荒凉地方。 （三）接地汇集线及等电位连接

1．在通信机房静电地板下方，设置30 mm×3 mm紫铜排作为工作保护地。 2．工作保护地用M8绝缘子与地面可靠固定，通信机房的ONU、交流高频电源柜、数字

调度后台、引入柜的金属外壳及48 V电池组正极就近与工作保护地连接。

3．工作保护地上每隔Im预留一个j58 mm孔，安装上预留铜质螺栓，该螺栓作为设备备

用接地端子。

4．在通信机房设置电源防雷接地、电缆屏蔽接地、工作保护接地三种接地汇集排。电源

防雷接地排用于电源防雷箱接地；电缆屏蔽接地排用于室外电缆屏蔽接地；工作保护接地用于

室内设备金属接地，48 V电池组正极接地；运转室设备接地设置单独接地排，采用2根

25 mm2黄绿双色多股铜缆从通信机械室工作保护接地排上引出

5．紫铜排长度不够时，两紫铜排直接连接，连接接触面长度为100 mm，将接触面应打磨，

保证表面的光滑，后用3个+298 mm铜螺栓双螺帽连接。如图2-62所示。

（四）放热焊施工流程

1．将室内引出的2根25 mm×25 mm电缆去皮3 cm左右，与地网引接的40 mm×4 mm

热镀锌扁铁一同放入焊接模具中。模具水平放置，并夹紧固定。如图2-63所示。 2．在模具中放置垫片后加入200号焊接引药（注意：将焊接引药留在药盒内）。盖好模具

盖板后，在盖板孔倒入焊接引药。

3．点火枪对准引药扣动，在化学反应数秒后即可取走焊接模具，焊接完成。如图2-64所示。

图2-63焊接模具放置示意图

图2-64焊接连接示意图

4．放热焊接施工注意事项：

(1)焊接时会产生高温，施工时注意防护。每个焊接点结束后，需用耐高温毛刷清洁模具。

(2)由于焊药属粉末状，使用中需全程注意防水、防风。保存过程中也需特别注意防潮。 五、通信电源设备故障处理方法 （一）故障处理方法

设备发生故障后所表现出来的形式，可谓千千万万、五花八门，有的仅是单一故障点所表现出的形式，有的则是多个故障点共同影响的结果。处理故障可从以下方面来考虑：

1．观察法

设备日趋智能化，模块化。设备对自身故障也会有相应的判断以告警的形式表现。首先维护人员对设备运行的各项参数都应熟知，即什么数值是正常，什么数值属故障值。因为有些数值介于正常非正常之间，设备无法辨认是否为异常。如直流系统电流对不同的局房其负载电流也都不尽相同，也就是说此值没有固定的上下限，其值是依据负载情况而定。此类数据即使发生变化设备也是不会有告警的。根据设备监控单元所显示的信息来判断设备工作状态故障点等，或从设备外在表现来直接处理设备故障。

2．排除法

排除法即利用现有数据分析设备各个组件或模块工作是否正常的一个过程。以开关电源案例为例，在处理模块无输出故障时，通过观察、测量交流屏电压得出模块无输出并非由交流市电无输入或输入异常引起，从而排除交流部分的可能性。排除法也可以通过关闭不必要的模块、组件或相应的功能，来判断是否因这些功能或模块引起的故障。特别是一些原来是为保护机组正常运行而设定的保护程序如电池限流等，在特定的情况下却是引发故障的罪魁凶手，这样就可以通过关闭一些不必要或次要的功能来进一步缩小故障范围。从而通

过一个个组件或模块的排除最终发现故障点。

3．替换法

通过排除法可大致确定故障范围，通过替换法则可快速解决问题。由于现在设备基本是模块化。模块更换也相对较为方便，通过将怀疑对象逐个更换，从而快速解决故障。

4．综合分析法

综合分析法是利用专业理论知识来武装自己，通过各种故障在外面表现，来分析故障产生原因，针对各种原因进行分析并对自己的看法多提问题。如开关电源模块为什么会没有输出？通过列举可能的原因及解决方法来逐一排除。

（二）典型故障案例分析

1，开关电源直流检测板故障造成系统无输出

(1)故障现象：此次故障发生时开关电源无任何告警。但巡检人员却发现模块电流输出越来越小，到最后所有模块电流输出均为OA。直流系统电压（电池电压）也在持续下降。查看交流屏交流市电电压输入正常。

(2)故障分析：情况紧急下关闭开关电源监控单元后模块电流逐渐回升（大多数开关电源模块限流均是受开关电源监控单元控制引起）。开启监控单元后整流模块电流又逐渐变小。表象上看似乎引起模块限流的原因是监控单元引起。被此表象所迷惑，可能有的维护人员便会急于更换监控单元。但通过观察其他参数却发现直流屏显示电池组1、2的电池电流分别显示为1 500 A和1550 A，开关电源只有两个电池熔断器即开关电源默认蓄电池组只能有两组。而开关电源配套电池组容量为4组1000 Ah的华达电池分别挂在两个熔断器后面，每个熔断器并联了两组电池即2 000 Ah。此时电池充电限流值设置为200 A（为防止大电流对电池造成过充，开关电源对电池充电最大充电限流值，一般设备为容量的10%，即100 Ah的电池充电限流为10 A。开关电源通过控制模块输出电流来达到对充电电流大小的控制）。当直流检测板发生故障后电池电流显示值超过1 000 A。经分析认为由于直流显示屏故障造成蓄电池电流显示错误，引起开关电源监控单元发出模块输出限流命令，从而造成开关电源模块输出在限流命令的控制下电流持续变小，直至最后模块完全没有输出。

此功能本是为保护电池而设计的，以便对电池进行智能管理。电池经过放后在充电时通过对充电电流的检测，在设定的限流值下开关电源对电池进行衡流充电。一旦充电电流过大开关电源监控单元便会自动调整模块输出来达到控制电池充电电流的目的。在更换直流检测板后故障消除。

从上述案例可以看出，仅从模块输出为OA这一点可以分析出，引起模块输出为OA的原因很多。如从关闭监控单元即可使模块输出正常来说，监控单元无疑也是引起模块输出为OA的原因。自然也可能是因为模块故障引起（20个模块一起好像不太可能，但基站往往就会因雷电、交流电压冲击、低电压保护等原因造成所有模块输出故障），同样引起电池电流过大、失真，可以是直流检测板的故障，同样也可能是传感器故障引起。

2．UPS过放电造成（电池反极）UPS无法启动案例

(1)故障现象：因为UPS直流检测部分故障，造成UPS电池电流显示故障，使电池电流竟达到110 A(APC UPS每组电池是由32只12 V的电池组成即系统电压为384 V，电池容量为100 Ah)，造成UPS整流器不工作从而导致UPS转到电池模块工作即逆变模式，最终由于UPS工作在电池模块下使电池电压过低而造成UPS退出工作。

但厂家工程师在处理好UPS主机故障后却出现了个令人头痛的问题：即UPS在市电模块能正常启动，但在电池模块下却无法启动。表现的情况为：UPS电池电压在脱离UPS的情况下，电池组1、2电压分别显示为396 V、394 V（APC UPS -个主机由有两组蓄电池），但在接到UPS主机后一启动UPS电池组2的电压就一直往下掉，瞬间为O。从而导致UPS启动失败，UPS -旦脱机电池组电压又回升为正常值394 V左右。给人的第一个感觉就是电

池组2肯定某个连接接触不良。于是围绕着这一表象开始查找问题。检查空开．各个连接点及电池连接条等，结果各个连接条、接头都没有松动。在脱机情况下测量每只单体电池电压也都在正常范围，排障工作陷入僵局。采用排除法，将电池在UPS的连接顺序改了一下，结果变成第一组电池电压变成OV了，从而排除因UPS引起这一因素。于是开始判断是否是由于电池故障引起。由于电池内阻增大，电池在脱机的情况所产生的电压为虚电压，一旦电池加有负载，由于内阻大压降也相对大故端电压马上下降。根据这一原理使用一只100 W/220 V的白炽灯作为假负载并联在万用表两只表笔上，然后对电池进行测量。结果各个单体电池电压还是显示正常。

接着又将UPS处于启动状态下，让其电池电压显示为o，再接着去测量UPS单体电池电压。在测量至第18节电池的时候发现此节电池电压显示-420 V，其他电池电压显示都正常，从而确定18节电池为故障电池。在更换后UPS顺利正常启动。

(2)故障分析：由于UPS处于逆变模式下长时间工作导致电池过放电，从而使电池18号反极，造成系统无法重新启动。

（三）开关电源故障分类及处理方法

开关电源故障分类及处理方法如图2-65、图2-66所示。

1．简述通信电源的性能测试项目。 2．简述电源防雷(SPD)的测试方法。

3．简述艾默生高频开关电源型号PS48300-3B／1800含义。 4．简述通信电源设备常用故障处理方法。

5．简述开关电源直流检测板故障造成系统无输出故障分析。

1．某一网络有A、B、C三个节点组成二纤环，A节点3槽支路板出现A_ I.OS告警，该告

警是什么含义？故障在哪个节点？故障原因有哪些？ 2．传输设备故障处理主要有哪些方法？

3．简述接入网设备用户系统的常见故障范围、故障分类及故障现象。 4．简述数据网设备使用层次化故障处理方法时各层次的关注点。 5．简述数字调度通信设备故障处理流程。 6．简述视频会议终端常用故障处理方法。

7．简述综合视频监控系统的行为分析模块作用及指示灯含义。 8．简述动态图像通信设备的连接及功能验证方法。 9．简述动环监控功能试验的内容。 10.简述开关电源故障分类及处理方法