引滦局各水文站通讯设备故障原因分析与解决方

　　摘要：进入汛期以来，引滦局所属各水文站的通讯设备，数次出现故障，虽经及时修复，但较频繁的故障情况对通讯设备是否具有较高的可靠性提出了置疑。往往是正常天气和环境下，通讯设备一切正常，遇到灾害天气发生，则设备也随之故障频频。而出现这些通讯故障大都缘于供电电源的供电不靠性。

　　关键词：通讯设备,供电电源,设备故障

　　一、原因分析

　　针对引滦局各水文站VSAT卫星小站通讯设备汛期出现的故障情况和原因进行了分析和研究，归纳如下：

　　西城域站

　　在今年6月-9月期间，一共出现5次故障。

　　第一次是因市电插头虚接造成蓄电池过放电而损坏，致通讯设备因无供电停机。

　　第二次是因市电电压不稳造成主机电源烧毁，致通讯设备断电停机。

　　第三次是因电压过高(380V)造成新配的小稳压器烧坏，设备失去市电，蓄电池能量耗光，致通讯设备停机。

　　第四次是因雷击造成电源烧毁，同时雷电还通过中频电缆(兼有室外电源供电功能)上窜至ODU和LNB，造成室外单元、低噪声放大器同时烧毁，导致通讯设备停电、信号传输通道中断。

　　第五次是因雷雨造成市电零线断后搭接在火线上，220V供电变成了380V的线电压，导致多台家电和通讯设备烧毁，卫星小站电源也在其中。

　　宽城站

　　在今年6月-9月期间，一共出现2次故障：

　　第一次是因为主机信号板损坏导致通讯设备瘫痪。

　　第二次是因为雷击造成稳压器烧毁、电源烧毁、主机供电模块烧毁，导致通讯设备因无供电停机。

　　石佛站

　　在今年汛期出现的2次故障均为市电失电导致蓄电池过放电引起通讯设备断电停机。

　　乌龙矶站

　　在一次大雷雨中通讯中断，原因为：初始阶段为大雨造成信号电平衰减过大造成通讯中断，后期则是由于市电失电后，蓄电池放空导致通讯设备因无供电停机。

　　从上面的例子可以看出，造成通讯设备故障频频的原因有两个。1、罪魁祸首是电源，各水文站大多地理位置偏僻，市电保证率和质量都很低，西城域管理所竟然多次出现220V电网供电高达300V以上，正是这些电源的问题直接或间接导致了通讯设备的故障，而由通讯设备本身问题造成的故障则微乎其微。2、另一个重要原因就是设备遭受雷击，而大部分的雷击灾害是来自信号线和供电电源，其中信号线引雷情况确有存在，但比例较小，主要还是供电电源受雷击产生一系列连带的设备故障，这类故障在雷击类故障中占了绝大部分的比例。

　　从前边的分析中可以得出一个结论：“要提高通讯设备的可靠性和对灾害天气的适应能力，解决供电和防雷问题是关键”。这一结论是通过VSAT卫星小站得出的，但稍微引申一下我们就会发现，它适合大多数的通讯和数传设备，比如水情遥测设备和水文自动测报设备等等。

　　由于各水文站环境较偏，条件也不是很好，无法像中心机房一样有很好的接地和防、避雷措施，因此，解决防雷问题只能从设备本身想办法，对于信号线的引雷，可以通过加接天馈系统的通过式避雷器来尽量避免，然而由供电部分引起的雷击，碍于成本等问题，一般无法在单独的设备上做的很好，有的设备甚至根本就没有避雷装置。另外，由供电电源质量和可靠性不高的原因造成的故障，虽然可以通过小型稳压器来尽量弥补，但实践证明，效果也不是很好。灾害天气到来，最容易随之出现的就是停电故障，我们大多数通讯设备虽然也都接有备用蓄电池，但时间稍长，也就失去了作用，而且由于这些备用电源一般结构简单，很容易因过放电造成蓄电池损坏影响使用。因此，要真正解决供电问题，我们还需另想办法。

　　二、解决方案

　　解决方案1：

　　在各水文站设置大型交流稳压器，同时增加备用油机发电设备，同时进行接地网改造和供电线路改造。

　　这一方案可以较好的提高供电质量和可靠性，在一定程度上减少雷击损失。然而，其成本也是很高的，必须投入较多的人力和财力，同时，还要增加很多的后期维护成本。

　　解决方案2：

　　这一解决方案的主要思路是对每个水文站通过高可靠性集中供电，解决包括通讯设备、水情遥测设备和水文设备等在内设备供电问题。

　　多年的通讯实践证明，引滦局的交换机和微波系统使用的UPS专用通讯模块电源，具有极宽的电网电压适应范围，完善的保护电路，极好的电磁兼容性和极小的电磁辐射以及非常完备的多级防雷体系，同时还具有很好的电池智能管理与保护体系，所有这些，使其具有非常高的可靠性和很强的抗灾能力，远非一般通讯设备使用的普通电源可比。

　　对于那些不使用48V供电的通讯设备，如12V、24V、220V等，我们还可以通过加接DC/DC或DC/AC转换模块得到我们所需要的电压，现在的转换模块整机转换效率可以做到90%以上，因此不必担心能源损失问题，而且，还可以根据各站的具体情况，定制不同的转换模块和解决方案。

　　同时，由于对蓄电池的集中管理，后备供电的可靠性与坚持时间都将大大增加。而供电的集中输出，将使机房增加设备变得简单起来，不用再煞费苦心的去寻找供电插板，甚至不用再专门定购电源，我们要做的只是了解设备的具体供电要求，然后对照连接就行了。对于有些支持多种供电模式的设备，我们还可以用定制的自动转换装置实现多种供电模式的自动切换，在保证供电灵活性的情况下又不失可靠性。

　　比如水文站有以下几种通讯设备：50W超短波电台(12V供电)，VSAT卫星小站(24V供电和220V供电可选)，水文测报仪(使用220V市电供电，自带12V输出电源)，水情遥测仪(12V供电)，小型网络交换机(220V供电和48V供电可选)，其集中供电可以通过下面的图示方案来具体实现(见图1-1)：

　　如果我们按每站配置48V/75A时的通讯电源(含充电)，同时配置48V/200A时蓄电池两组，假设我们只给VSAT卫星小站(24V/3A)供电，则市电停电后预计可以继续保证10余天的供电，如果我们把机房的通讯设备都带起来，预计也可以保证3天以上的供电。这已经完全可以满足我们的需求了。

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文章名称： 引滦局各水文站通讯设备故障原因分析与解决方

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