专栏·朔黄铁路
着现代通信技术的发展,作为基础设施的通信电
系统也在快速发展,为通信网建设提供了强有力的保障。铁路通信系统在通信、信号、信息网络中起着至关重要的基础作用,而通信电源是基础中的基础。在通信设施和网络改造扩容中,通信电源的更换逐渐增多。因此,研究制定切实可行的通信电源割接方案,以确保通信电源的安全与网络畅通,以及人身安全。
1  通信电源割接分类
在实际工作中,通信电源割接按电源性质可分为交流割接和直流割接;按割接时是否断电可分为停电割接和带电割接;按电源所服务的通信设备可分为交换网设备电源割接、传输网设备电源割接和无线设备电源割接等[1]。
1.1  交直流电源系统割接
交流割接是对交流引入或交流负载进行割接,在实际割接中主要针对交流配电系统或UPS系统。直流割接是对开关电源的直流负载进行割接,对熔断器、直流负载电缆的更换、蓄电池组的更换都是直流割接[2]。
1.2  停电及带电割接
停电割接是电源设备和与其连接的通信设备在停电情况下进行割接。割接的安全性和可靠性较高,但正常的通信业务可能受到影响。一般情况下,交流电源割接采用停电割接。
停电割接注意的问题:一是割接的目的和割接的部位明确,根据影响范围,通知相关单位或部门作好准备工作。二是准备割接材料、工具及应急照明。三是割接人员清楚了解割接方法及步骤,并分工负责;由专人负责指挥调度,保证与相关机房值班人员通信畅通。四是割接遇到问题时应停止,问题解决后再按计划进行。五是分离的开关和熔断器应派专人防护,并且放置“不许合闸”标识牌。六是割接结束后应对现场及各种配线进行清理,消除可能存在的一切隐患。在实际工作中,停电割接较易操作,带电割接则风险较大。因此,应合理制定割接方案,严格按照步骤进行。
通信电源交直流系统割接及实例于丽丽:朔黄铁路发展有限责任公司肃宁分公司技术部,助理工程师,河北 肃宁,062350
摘 要:论述通信电源割接分类,以及交直流电
源系统割接和停电及带电割接;探讨割接案例,
从割接思路、割接操作原则、割接前准备工作、
割接步骤和割接成功判断条件等方面分析UPS系
统割接;从割接组织结构、割接流程、设备配置
情况和割接应急预案等方面分析直流系统割接;
在保证通信不中断的前提下,采用电源系统并机
方式,实现交流及直流电源系统割接。
关键词:铁路通信;电源割接;交流系统;直流
系统应急预案验车需要带什么
中图分类号:U285                  文献标识码:A
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文章编号:1001-683X(2016)11-0063-05
通信电源交直流系统割接及实例  于丽丽
带电割接注意的问题:一是明确割接目的和所割接设备的性能,进出线性质、位置、电缆截面积,以及设备之间的距离、大小等。二是组织割接人员实地考察,对割接方案进行论证,以确保安全性和可靠性。三是针对可能发生的意外事件,制定应急预案和措施,以确保人身与设备安全。四是带电割接需多人协同作业,需分工负责,指定专人负责安全,专人统一指挥;割接人员应熟知割接方案。五是割接前,通知相关部门和机房人员做好数据备份,以防数据丢失。六是作业工具及线头应做好绝缘处理,线头应做好标记,操作人员按规定着装。七是割接时应备好发电机,以防停电;割接前检查电池容量,根据负载电流计算出电池续航时间,确保割接完成。八是2人不能同时割接同处的带电电缆或铜排,割接地点不在一起时应配备通信设备,随时保持联系,确保在统一指挥下进行[3]。
2  割接案例
2.1  UPS系统割接
某机房原有2台先控45 kVA UPS,在其位置新装2套爱默生NXa 100 kVA UPS进行替换。割接过程要求不能影响负载,安全稳定运行,需带电割接。UPS系统割接相关设备见表1。原有的电缆、开关、配电柜满足配电要求。
(1)割接思路。机房旁边先运行1台爱默生NXa 100 kVA UPS(3号UPS)于旁路状态;将原有2台先控45 kVA UPS(1号和2号UPS)由逆变切换到旁路状态;闭合配电柜上3号UPS输出空开,爱默生NXa 100 kVA UPS与原有2台先控45 kVA UPS一起旁路带载运行;关闭1号和2号UPS,让3号UPS单独旁路带载运行;在3号UPS单机带载情况下,由旁路切换到逆变状态运行;拆除1号和2号UPS;在2号UPS位置安装调试4号UPS;负载由3号UPS过渡到4号UPS;在1号UPS位置安装调试3号UPS;3号和4号UPS并机调试后割接完成。
(2)设备割接操作原则。割接时实行唱票方式,施工中服从指挥调度,严格执行制定的割接方案,如果有疑问暂停工作,讨论取得共识后继续,并指定专人监督和检查。割接过程中应注意机架的绝缘防护,使用专用电源绝缘工具,防止短路。在拆除每条电源线前应确认是否会造成设备断电,电缆拆除后立即进行绝缘处理。旧电缆拉出时,防止刮断和损伤其他电源和信号线。设备上的空开预先用胶布贴好,做好标记,避免误操作导致电源中断。操作时应采取有效的隔离措施,裸露的线头应用绝缘材料包扎,使用的工具要采取绝缘措施,人员要采取防电击措施。割接完毕,检查设备运行情况,设备运行正常后配合人员离开机房。
(3)割接前的准备工作。在机房对爱默生N X a 100 kVA UPS进行配电检查,检查油机供电是否正常,启动油机作为后备供电。确定好电池组改接的端子(先控45 kVA UPS一组电池是30节,爱默生NXa 100 kVA UPS一组电池是40节),电缆布放到位。
(4)割接步骤。3号UPS在机房外走廊上,固定好地脚螺钉,采用40节电池作为其后备电池;接好输入、输出、电池电缆,其中输入电缆一端接到原2台先控45 kVA UPS同源的电网或同一配电柜上,另一端接到3号UPS主路输入(爱默生UPS默认主旁路同源,因要求主旁路不同源或外加旁路开关,需拆除UPS内部主旁路短接铜排);输出电缆一端接到3号UPS输出端子,另一端接到输出配电柜,与原2台先控45 kVA UPS输出直接并联,确保所有接线正确、牢靠,至此完成3号UPS的安装;对3号UPS空载加电调试,做功能切换,确定3号UPS单机运行完全正常,将其切换到旁路工作状态备用。此步骤可在割接前完成,操作由爱默生UPS工程师完成。
启动备用发电油机,确定其工作正常,输出稳定,可由市电切换到油机供电。操作可在割接前进行,由使用单位完成。关闭1号和2号UPS逆变,使其转换到旁路工作状态。此步骤分配10 min,操作由用户完成。
确定安装调试好的3号UPS为旁路工作状态后,闭
合配电柜上的3号UPS输出空开。此时3号UPS、1号和表1  UPS系统割接相关设备
通信电源交直流系统割接及实例  于丽丽
2号UPS都为旁路工作状态,向负载供电,负载用市电工作,不受保护,发电油机后备,无断电风险。此步骤分配10 min,操作由爱默生UPS工程师完成。
关闭1号和2号UPS,确定其输入开关(包括主路和旁路)、输出开关、电池开关处于断开状态后,开启3号UPS逆变。此时3号UPS单机工作状态为市电逆变工作,带所有负载,负载受保护。此步骤20 min,操作由维护人员完成。
拆除1号UPS,将输入、电池、输出电缆的不同相采用不同颜的胶带标记好,并做好标签,电源线压接端子用胶带做好绝缘,将1号UPS主机移出机房,地面清理干净,同时更改电池组连接,将原30节一组的两组电池更改为一组40节,剩余20节电池暂时不用。此步骤30 min,操作由施工人员完成。
拆除2号UPS,将输入、电池、输出电缆的不同相采用不同颜胶带标记好,并做好标签,电源线压接端子用胶带做好绝缘,将2号UPS主机移出机房,地面清理干净,同时更改电池组连接,将原30节一组的2组电池更改为一组40节,剩余20节电池暂时不用。此步骤30 min,操作由施工人员完成。
将4号UPS放在2号UPS位置,固定好地脚螺钉;接好输入、输出、电池电缆,完成4号UPS的安装,
进行空载加电调试。此步骤90 min,操作由爱默生UPS安装人员和UPS工程师完成。
3号和4号UPS并机调试完成并确定系统完全正常,3号和4号UPS处于逆变工作状态,各分担50%。关闭3号UPS,4号UPS带所有负载运行。此步骤30 min,操作由爱默生UPS工程师完成。
将3号UPS放在1号UPS位置,固定好地脚螺钉;接好输入、输出、电池电缆,完成3号UPS的安装。此步骤60 min,操作由爱默生NXa 100 kVA UPS安装人员和工程师完成。
3号和4号UPS完成并机调试后,进行功能切换测试,系统正常工作,割接结束。此步骤30 min,操作由爱默生UPS安装人员和UPS工程师完成。
割接全过程5 h 10 min,建议在负载较少时的晚上进行,尽可能关闭部分次要负载。
(5)割接成功判断条件。割接过程中,设备运行正常,没有出现掉电情况,割接后所有设备运行正常。2.2  直流系统割接
2.2.1  概况
某站点的-48 V直流电源系统使用某型号的开关电源,为1号和2号开关电源系统。其中,1号开关电源系统配有1个交流配电柜、1个直流配电柜和2个整流器柜,整流器柜配置容量为2 000 A,实际负荷99
2 A;2号开关电源系统配有1个交流配电柜、1个直流配电柜和2个整流器柜,整流器柜配置容量2 000 A,实际负荷248 A。割接后更换为中兴通讯股份有限公司的2套ZXDU 3 000 A/2.0 -48 V电源系统,每套采用25个100 A 整流模块,分为3个整流器柜、1个直流分配柜和1个交流分配柜,可提供2 500 A输出容量。直流柜具备2路蓄电池输出端子和12路500 A负载输出端子。
原有直流电源系统支撑着二级传输主干、交换等核心网设备的运行,其割接替换工作必须在动力供电不中断、负载电源不掉电的情况下进行。2套电源系统相互替换时,负载输出较大,新电源系统放在原有电源系统位置,割接较为复杂。割接过程中要求新旧设备能同时供电,割接后方便以后扩容。
2.2.2  割接组织结构
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核心网电源系统割接项目实施涉及新旧电源系统生产厂商、设备维管部门和业务运用部门。
(1)电源割接工作小组。负责制定割接方案、应急预案和科学的操作规范,以确保割接工作安全。
(2)项目实施组。负责完成新旧电源系统的割接、替换和安装等工作。
(3)核心网设备应急保障组。割接前负责做好交换、BSC和传输等核心网设备数据备份,割接过程中配合做好应急保障工作,处理突发事件。
2.2.3  割接流程
(1)原2号电源系统割接流程见图1。
(2)原1号电源系统割接流程见图2。
2.2.4  设备布置
(1)割接前直流电源系统布置见图3。电源系统布置说明:交流线从交流配电柜通过走线架接入原1号电源系统和原2号电源系统的交流配电柜进行分配,然后各路交流线通过走线架分别接入原1号电源系统的1#—2#整流柜和原2号电源系统的1#—2#整流柜,通过整流变换为-48 V直流电。电源系统48 V电的正、负极分别用一条
通信电源交直流系统割接及实例  于丽丽
铜排汇接在一起,连接到各自的直流配电柜,均有2组
3 000 Ah的蓄电池接入和多路负载输出。
(2)割接替换后直流电源系统布置见图4。电源系
统布置说明:割接后新电源系统放置在原电源柜原1号和原2号电源系统位置,排列顺序有所变化。由
于新老电源系统的直流分配有差异,为确保各路负载线长度足够,将原4#直流柜移到2#直流柜位置并在原位置安装,交流输入电源线可利旧,3个整流柜依次按顺序摆
放。新电源系统各机柜之间连接关系:三相交流线接入1#交流柜进行分配,用35 mm 2多股铜芯电缆线经走线架分别接入3#—5#整流柜,将交流电转换为48 V直流电,3个整流柜的48 V正负极分别用一条铜母排汇接后接入2#直流配电柜,然后将新1号和新2号电源系统的输出负载分别接入各自直流配电柜上。4组蓄电池分别接入新1号和新2号电源系统直流配电柜的相应端口上,由于直流配电柜位置变动,必需更换原蓄电池组电源线。
割接后的2套ZXDU 3 000 A/2.0电源系统的输出负载状况与原电源系统一样,新1号电源系统负载输出为992 A;新2号电源系统负载输出为248 A。电源系统割接
完成后,根据需要可进行扩容。
图1  原2号电源系统割接流程图2  原1号电源系统割接流程
图3  割接前直流电源系统布置
割接前准备工作
讲解割接方案、新旧电源系统原理和结构,做好动员工作
安装一套新电源系统作备用,并调测好;完成核心网设备的数据备份  准备好相关的材料、设备和工具,检测蓄电池和发电机试机
原2号电源系统的割接替换工作开始
原2号电源系统第1组蓄电池割接到备用新电源系统    数据机房5路负载和HLR机房2路负载进行依次割接
原2号电源系统的负载割接完成后,在原位置安装一套新电源系统
备用新电源系统
观察运行是否正常
安装调试好的新电源系统
第2组蓄电池割接并机
割接成功后,观察运行情况
割接前准备工作
讲解割接方案、新旧电源系统原理和结构,做好动员工作
完成核心网设备的数据备份,详细记录所有负荷电流的原始数据准备好相关的材料、设备和工具,检测蓄电池和发电机试机
2015港原1号电源系统的割接替换开始  在安装好的新2号电源系统直流柜并接3对240 mm 线缆到GSM机房直流配电柜
将GSM机房的5路负载线和两组蓄电池接入线依次拆除
断开原1号电源系统的交流供电,并拆除所有机柜
在原1号电源系统位置安装一套新电源系统(5个机柜),并做好开通调试工作
将原1号电源系统的2组蓄电池并接到新电源系统直流柜    将原1号电源系统拆除的5路负载线裁好后,依次从新电源系统直流配电柜并接到GSM机房直流配电柜
割接成功后,观察运行情况
蓄电池组1  四组3 000 Ah 蓄电池
蓄电池组1  蓄电池组2
蓄电池组2
蓄电池室
原2号电源系统
原1号电源系统      4#
直流配电柜
4#
直流配电柜
3#
整流器柜2  3#
整流器柜2    2#
整流器柜1  2#
整流器柜11#
交流配电柜
1#
交流配电柜
通信电源交直流系统割接及实例  于丽丽
2.2.5  割接应急预案
对于核心网电源系统“在线割接”项目,其大通信电源系统割接危险性大,因必须是带电操作,稍有不慎就可能造成网络瘫痪和人员伤亡。核心网大通信电源系统割接实施难度大,因负载电流高达上千安培,电缆线直径为240 mm,增大了线缆接、断、合等操作难度。因此,在割接实施前,需做好应急预案。
(1)通信设备断电重启预案。根据不同核心网设备要求,核心网设备应急保障组制定相应的应急预案。
(2)电源设备故障恢复预案。根据电源设备可能出现的故障,电源割接工作小组和项目实施单位及生产厂商组制定应急预案。
(3)割接事故处理预案。在割接发生意外时,应暂停割接,工作组组长通知相关专业负责人,按程序进行应急处理,在最短时间恢复通信,并立即报告有关领导。
预定割接日期遭遇雷雨天气或交流电源不稳定时,应根据实际情况改期;当电池性能不能保证割接正常
图4  割接替换后直流电源系统布置
进行时,应重新安排割接;当发现新电源系统存在问题时,应停止割接并恢复原来供电,新电源系统问题解
决后重新安排割接;当出现不规范操作时,应进行返工;当出现不可预见的非常情况时,应采取适当的应急
措施,保护通信供电安全,召开紧急会议,研究处理方案。
3  结束语
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通信电源的割接形式多种多样,应根据总体建设工程的实际要求,针对电源系统的更新、扩容、改造具体情况实施;必须对实际状况进行具体分析,制定出符合客观实际、合理可行的割接方案;严格按操作规程和割接步骤实施操作,保证割接工程顺利完成。
参考文献
[1] YD/T 1051—2000 通信局(站)电源系统总技术要 求[S].
[2] 李福生. 一次大型直流电源系统割接[J]. 邮电设计
技术,2005(8):19-21.[3] 孙维信. 浅谈通信电源的割接[J]. 铁道通信信号,我国的四个直辖市
2005(10):25-28.
责任编辑  卢敏
收稿日期  2016-06-17
蓄电池组1  4组3 000 Ah 蓄电池
蓄电池组1  蓄电池组2  蓄电池组2
蓄电池室
5#
整流器柜3
2号新电源系统  1号新电源系统  5#
整流器柜3
4#
整流器柜2  4#
整流器柜2  3#
整流器柜1    3#
整流器柜1    2#
直流配电柜
2#
直流配电柜
1#
交流配电柜  1#
交流配电柜