鐵路通信設(shè)備中鐵路通信電源的應(yīng)用分析

向敬波

（中國移動通信集團湖北有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

我國鐵路交通的不斷發(fā)展，動車、高鐵等快速鐵路的項目建設(shè)也在已完善，鐵路工程項目逐漸向偏遠地區(qū)延伸，實現(xiàn)了全國范圍的鐵路覆蓋，因此，鐵路通信工程的建設(shè)也在逐漸增加。在鐵路通信工程建設(shè)中，通信設(shè)備也越來越豐富，因此對于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來越高。在鐵路通信系統(tǒng)中，通信電源是決定通信設(shè)備能否正常運行的關(guān)鍵，只有全面提升通信電源的技術(shù)水平，才能滿足鐵路交通的穩(wěn)定運行，促進我國科技的發(fā)展。為此，鐵路通信電源的合理運用在鐵路通信設(shè)備運行中發(fā)揮著重要意義[1]。

1 鐵路通信電源的基本概念

對于當(dāng)前的鐵路工程來說了，鐵路通信系統(tǒng)在其中具有舉足輕重的地位，近年來，鐵路通信技術(shù)水平得到了全面的提升，我國現(xiàn)階段擁有的通信設(shè)備包括交流配電設(shè)施、局內(nèi)高低壓配電站、發(fā)電機組、整流設(shè)備、蓄電池組等等，此外，在鐵路通信系統(tǒng)中，許多設(shè)備都配備了專門的板上電源。目前我國鐵路工程中通信系統(tǒng)常用的電源種類分為直流供電電源和交流供電電源兩種，并且由于當(dāng)前的鐵路通信設(shè)備類型也逐漸趨向于這兩種電源發(fā)展，因此，鐵路通信電源也實現(xiàn)了直流與交流電源之間的持續(xù)供電，而蓄電池可以實現(xiàn)持續(xù)性供電效果[2]。

2 鐵路通信電源的現(xiàn)狀

對于鐵路工程的通信系統(tǒng)來說，通信電源屬于單獨供電系統(tǒng)，鐵路工程設(shè)備的供電系統(tǒng)主要包括外供直流與交流兩部分，其中對于鐵路通信電源來說，一般包括蓄電池組、直流與交流轉(zhuǎn)換器、柴油發(fā)電機組、交流電引入線路、防雷接地系統(tǒng)、環(huán)境檢測系統(tǒng)以及變電站等部分組成。通過這些系統(tǒng)構(gòu)成了完善的鐵路通信系統(tǒng)，為系統(tǒng)內(nèi)部多個環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的電力能源，保障鐵路通信系統(tǒng)的可靠性，從而實現(xiàn)鐵路穩(wěn)定運行。鐵路通信電源的交流電源也分為兩個部分，一部分為鐵路配電所、變電站以及專業(yè)電源設(shè)備提供交流電，另一部分主要由發(fā)電機組提供。另外，鐵路通訊傳輸室還專門配有固定發(fā)電機組[3]。

3 鐵路通信電源的基本組成

對于鐵路通信系統(tǒng)來說，通信電源內(nèi)部的閥控式密封蓄電池具有較高的使用頻率，通過閥控式密封蓄電池可以輸出穩(wěn)定的直流電源，保障鐵路通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。一般情況下，閥控式密封蓄電池能夠與鐵路通信設(shè)備組成一個并聯(lián)整流器，雖然不能起到良好的設(shè)備供電效果，但是通過合理的應(yīng)用能夠有效的提高供電的質(zhì)量，實現(xiàn)平滑濾波的效果。如果當(dāng)供電異?；蛘哒髌鳠o法正常運行時，蓄電池就可以發(fā)揮出單獨供電的作用，避免了通信故障造成的影響。但是蓄電池供電無法持續(xù)很長時間，所以，要在蓄電池的電量完全釋放前，及時處理好通信故障，恢復(fù)交流供電，讓設(shè)備可以重新啟動，另外也要注重蓄電池的再次充電。在鐵路通信電源的組成中，閥控式密封蓄電池憑借著能量足、體積小、無污染、節(jié)約面積等優(yōu)勢，與通信設(shè)備并聯(lián)運行能夠有效的降低施工費用，所以閥控式密封蓄電池在鐵路通信設(shè)備中具有廣泛應(yīng)用[4]。

4 鐵路通信設(shè)備的維護措施

4.1 加強電池組的維護工作

對于鐵路通信電源結(jié)構(gòu)中，蓄電池組是由多個電池組成來實現(xiàn)的，但是在實際應(yīng)用過程中，由于電池之間的差異性，就會造成很大影響，比如一些電池不符合使用要求，日常沒有及時做好電池的維護與保養(yǎng)，導(dǎo)致蓄電池組的整體質(zhì)量無法滿足使用要求。就會影響鐵路通信設(shè)備的供電效果。為此，必須制定定期的電池組護理計劃，做好電池組維護工作[5]。

4.2 加強鐵路通信電源開關(guān)管理

一般情況下，當(dāng)蓄電池長期處于負荷狀態(tài)下，就會引發(fā)充電過度的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致蓄電池的水分流失速度加快，同時壓力增大，影響蓄電池的使用壽命，另外，如果蓄電池一直處于饋電狀態(tài)，也會影響蓄電池的性能，使蓄電池的反應(yīng)能力減弱，蓄電性能降低，為此，在日常管理中，還要注重蓄電池的電源開關(guān)管理，確保蓄電池處于飽和狀態(tài)，并及時斷開電源開關(guān)。

4.3 構(gòu)建完善的應(yīng)急預(yù)案

在鐵路通信設(shè)備的維護工作中，應(yīng)該實現(xiàn)模塊化，才能更精準(zhǔn)的找到故障區(qū)域，從而達到快速的修復(fù)效果。在鐵路通信設(shè)備的正常維修中，還要構(gòu)建完善的應(yīng)急措施，保障精準(zhǔn)供電，同時也要注重技術(shù)人員專業(yè)水平的提升，加強集中化監(jiān)管制度，實現(xiàn)現(xiàn)代化鐵路通信系統(tǒng)的發(fā)展[6]。對于集中管理維護制度的建立，要滿足智能化鐵路通信電源要求，從而使維護更加合理。

4.4 保障電壓設(shè)置的合理性

為了更好的達到鐵路通信設(shè)備維護效果，還要針對合理的設(shè)定電壓，電壓的設(shè)置要維持一定的標(biāo)準(zhǔn)，如果設(shè)置過高，就會導(dǎo)致蓄電池壓力增加，容易造成蓄電池組損壞，而如果電壓設(shè)置過低，就會導(dǎo)致蓄電池充電不足，影響后續(xù)的使用效果。

5 鐵路通信電源在鐵路通信設(shè)備中的實際應(yīng)用

以鐵路通信系統(tǒng)中的公網(wǎng)覆蓋設(shè)備電源實際工程為例，本工程用電負荷基本每處為0.643kW～2.013kW。用電負荷主要分布在鐵路隧道內(nèi)洞室、隧道口場坪站等。公網(wǎng)用電為二級負荷用電，從用電負荷點附近的變電站的綜合貫通線側(cè)引一路可靠380/220V低壓電源供電，隧道覆蓋涉及的設(shè)備額定電壓為AC220V。

5.1 電源設(shè)計方案

根據(jù)公網(wǎng)用電負荷和位置核算供電箱式變電站容量,原則上盡量利用已設(shè)置的箱變供電，變壓器容量不滿足要求時需更換變壓器及附件。在供電箱變內(nèi)增加一個公網(wǎng)回路，采用電纜引380V/220V電源經(jīng)箱變附近新設(shè)計量箱至負荷處的配電箱，再由配電箱分多個回路供至各公網(wǎng)設(shè)備。新增計量箱的1～2個出線回路分別供箱變左、右側(cè)就近的用電負荷點。計量箱設(shè)于箱式變電站附近，配電箱設(shè)于用電點附近，分別設(shè)于場坪和洞室內(nèi)。

另外，在配電箱的設(shè)計中，對各公網(wǎng)設(shè)備供電的計量箱及公網(wǎng)設(shè)備配電箱根據(jù)接引電源位置采用不同的安裝方式。隧道口場坪配電箱采用室外落地式安裝方式；各隧道綜合洞室內(nèi)配電箱按壁掛式設(shè)置；計量箱就近安裝在箱式變電站附近鐵路用地界內(nèi)，采用室外壁掛式安裝方式，所有計量箱及公網(wǎng)設(shè)備配電箱防護等級為IP65,并要求防潮、防銹蝕、防腐、防振、防震，室外計量箱及公網(wǎng)設(shè)備配電箱采取防水措施標(biāo)高大于50年一遇的水位；計量箱、配電箱采用壁掛安裝時底邊距地1.2m以上，配電箱的安裝及配電箱設(shè)備應(yīng)滿足動車350km/h速度所產(chǎn)生的風(fēng)壓的要求，特別是箱門在使用過程中不得脫落，需作加固特殊設(shè)計處理[7]。

遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計采用一套GPRS遠程抄表系統(tǒng)，完成對全線各移動用電點的用電量進行統(tǒng)計,在所有公網(wǎng)設(shè)備引電的箱變內(nèi)設(shè)遠程抄表用的1套GPRS終端，在業(yè)主指定綜合工區(qū)內(nèi)設(shè)一個遠程抄表中心與互連網(wǎng)相連,組成VPN。所有公網(wǎng)設(shè)備引電的箱變內(nèi)的GPRS終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及互連網(wǎng)實現(xiàn)與遠程抄表中心數(shù)據(jù)傳輸。

5.2 防雷接地設(shè)計

隧道內(nèi)采用TT接地保護系統(tǒng)，計量箱、負荷點配電箱處設(shè)置等電位連接端子板，等電位端子板與隧道洞室的兩處綜合接地端子相連，各設(shè)備的金屬外殼及接地端子與等電位連接端子板相連。隧道外設(shè)備采用TN-C-S供電系統(tǒng),在引入各配電箱處N作重復(fù)接地之后N線與PE線分開，計量箱金屬外殼與箱變接地網(wǎng)連接，配電箱的重復(fù)接地利用通信接地共用接地裝置，不再另行設(shè)置接地裝置；計量箱、負荷點配電箱處設(shè)置等電位連接端子板， PEN線、PE線、N線均等電位連接端子板。在計量箱、配電箱內(nèi)各引入金屬導(dǎo)體設(shè)置浪涌保護器防止雷電波侵入，其中計量箱采用一級浪涌保護器、配電箱采用二級浪涌保護器，滿足鐵路防雷要求。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國鐵路通信系統(tǒng)的全面發(fā)展，鐵路通信電源在其中發(fā)揮著重要的作用，為此，本文深入探討了鐵路通信電源在鐵路通信設(shè)備中的應(yīng)用與維護，保障鐵路通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，促進社會的健康發(fā)展。