通信电源配电的相关可靠性解析

　　配电设备的重要性

　　在通信电源系统中，70%以上的维护工作是因配电设备的异常和功能失效引起的，由于整流器采用了并联冗余工作模式，而配电设备没有冗余措施，几乎90%的通信电源供电中断直接或间接来自于配电设备故障。从这个角度来看，配电设备的合理设计、正确选择、精心维护，对保证通信设备供电的安全性有着十分重要的意义。

　　配电设备的发展特点

　　（1）选择性增强

　　用户可根据自身电力环境状况、地理情况、技术要求、发展要求和维护值守水平，有选择性地提出配电方案。

　　（2）供电安全可靠性增强

　　同样基于维护力量和人力资源的相对不足，无人值守的通信局（站）对配电设备供电的可靠性要求也越来越高。为适应这一点，目前通信用配电设备在配电可靠性设计上的考虑明显增强，如通过合理设计提高了防雷击和市电浪涌的能力；提高了配电部分对市电过压的耐受能力；功能选择合理，尽可能去掉不使用而对系统可靠性有严重影响的环节。

　　（3）电状态集中监控功能更加完善

　　当前通信电源配电设备已通过系统监控实现了本地和远程集中监控，监控范围也逐渐拓宽，已能实现分路分断、超范围告警、防雷设备状态监控等功能。监控手段也实现了通过节点信号的开关量和通过监控单元RS-232/RS-485的数据量监测,直流屏。

　　2、通信用配电设备可靠性

　　2.1影响配电系统可靠性的主要因素

　　在通信配电设备中，影响配电回路可靠性的因素有：配电分路（断路器质量）、防雷接地状况、市电转换/切除装置可靠性、市电检测控制电路可靠性、电气接触状态。

　　2.2防雷与接地对配电可靠性的影响

　　作为通信电源设备必不可少的一部分，防雷的设计愈来愈受到重视。必须指出的是，并不是加装了防雷器件，系统就完全具有防雷功能了。在实际应用中，经常发现后级防雷器件动作而前级没有动作的情况。一些用户以防雷模块未损坏作为防雷模块质量可靠的判据，这是不科学的。

　　关于雷电的形成、危害和雷电冲击波，此处不再赘述。对于通信电源来说，要使整流设备得到可靠的保护，归根结底就是要使雷击和浪涌时防雷设备的残压抑制在规定的水平。配电系统中防雷设备的残压在实际应用中，尤其是早期设备，如果防雷器件配合选用不当，很容易导致残压过高或后级防雷器件提前损坏。

　　配电系统中防雷设备的残压要求

　　通信局站一般属于第三类防雷建筑物，部分预计雷击次数大于0.3次/年的雷电频繁地区可按第二类防雷建筑物考虑。通信电源端引导在防雷模块与整流模块的压敏电阻间串联一个协调电感L1，该电感可使进入设备的雷电流主要由防雷模块泄放，使I1＞I2，以确保后级压敏电阻仅承担与之相称的峰值电流，延长后级压敏电阻的使用寿命，并同时确保整流模块输入端的残压抑制在规定范围内。当然，要使协调电感更好地发挥作用，并保证进入电源模块内的残压最低，则在配电设备内部，接地应尽可能保持短和直。目前此种设计已广泛应用于组合电源的交流配电系统中。

　　2.3交流过欠压保护

　　为保护通信电源设备，在一些交流配电系统中，采用过欠压保护装置，的确可起到一定的保护作用。对于交流过欠压保护，一方面可采用外接进行调压保护，另一方面也可采用配电设备内过欠压切除进行保护。但启用交流过欠压保护装置，并不一定能解决问题，某些情况下如使用不当，反而给系统供电安全带来不可靠因素。

　　某些地方使用稳压器，故障率反而增高，这是因为使用如图2所示的机械补偿式稳压器后，当市电电压由低压到高压瞬间波动时（如某些地方的石材加工、民用电空调设备的集体保护等），调整电机来不及调整，输出电压将会突升，例如：交流输入为150V，稳态调整时输出220V，若电压突然回升至240V，则输出电压将迅速升至240×220/150=352V，这对电源设备来说是非常危险的。

　　图2机械补偿式稳压器原理

　　对于采用交流过欠压切除进行保护装置的情况，如果控制电路的在耐压、抗冲击、检测可靠性方面不能适应电网的话，那么控制电路失效将会导致交流供电的中断，这对系统安全来说是非常危险的。因此，一定要根据电网波动的情况谨慎决定，如果电网是静态缓慢波动的，则两种保护装置/设备均可采用；如果电网是动态瞬间波动的，则视设备的抗浪涌和耐压情况而决定。新设计推出的电源模块耐压已可承受单相420Vac的电压，一般情况下可以不需要外接保护装置了。

　　2.4信号检测与控制

　　在通信配电系统中，一旦选用了切除、切换等控制及保护性装置，则与之对应的信号检测和控制电路的可靠性就对系统的供电起了决定性的作用，从这点意义上来说，配电系统供电的可靠性，决不是选用了某几个关键的进口器件或某处采用了某种关键技术就可决定的，而是一个系统设计的问题。在当前情况下可以说，控制电路的失效带来的供电故障远高于配电回路中功率器件的故障。因此，配电设备中关系到供电切除、切换的控制检测电路，一定要简洁可靠。

　　3、当前通信用配电设备的选择应注意的问题

　　（1）对自身条件的了解

　　在配电设备的选用中，用户应预先了解实际使用的环境，主要包括：地理条件、气候条件、市电环境、系统配置、值守条件、支撑体系等。这些环境决定了设备电气性能是否能适应；出现故障是否能及时到达；维护支撑体系是否能保证及时排障等。一些电气性能受到实际使用环境的限制，反而会成为不可靠因素，如市电瞬间变动频繁、幅度大的地方，采用机械补偿稳压或过欠压切除装置，反而会造成设备的误动作；有可靠交流供电保障的地方，采用两路交流倒换装置，反而增加了不可靠因素。对于其他诸如雷击、电源设备周围大功率并网用电设备等，也要给予充分考虑，电力逆变器。

　　（2）全面的沟通

　　由于配电设备在通信电源设备中功能选择的伸缩余地最大，对维护、供电可靠性的影响也非常大，因此，在提需求计划采购时，一定要进行全面的沟通。沟通主要是要充分了解维护人员的值守能力、响应处理速度、预提性能/功能的实际使用情况、本地环境的特点等；同时，也要充分了解自己所关心的功能，了解供应商是否有系统的解决方案，而不要片面强调局部解决方案（比如耐压问题，有的供应商在配电端解决，有的供应商在整流模块内解决）。只有通过充分的沟通，才能充分了解所提的电气性能是否适用、合理，投入是否经济。

　　（3）通信电源设备配置的选择

　　在无论是供应商，还是用户，在对设备的选择配置上，总存在各种难以平衡的矛盾。要保证设备的可靠，必然要增加器件和设计的成本；要提供更多的功能，必然会在一定程度上降低经济性和可靠性；过多地强调个性化配置，又容易带来维护上的不便；只强调近期配置，又难以兼顾到远期的升级改造；考虑了远期问题，又会带来近期投资的增加；过多考虑被保护设备的安全性，又可能会降低保护装置的可靠性。面对这些矛盾，在实际应用维护中，应与维护部门进行沟通，对于通信电源设备的配置，遵循从重要到次要的原则，普遍认同的考虑是：首先是保证运行可靠；其次是状态监测受控和缩短维护时间；最后是降低成本费用。只有在此原则指导下，才能做到心里有数。