铁路通信电源故障分析与维护范文

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摘要：铁路网络需要稳定安全的运营，其中通信系统发挥着重要作用。在通信系统运行过程中，电源故障是一种比较常见的故障。因此，强化铁路通信网电源故障的分析和维护具有重要的现实意义。

关键词：铁路通信网；通信电源故障；整流器；断路器

引言

对于铁路通信来说，安全稳定地发挥其应有的作用，是确保整个铁路系统有效运营的关键。在铁路通信系统中，电源类故障一直是比较常见和需要认真解决的重点问题。实际工作中已经形成了一套切实可行的分析和维护方法，而这些故障分析和设备维护的具体方法需要持续更新，以满足技术发展的需要。本文从现场实际角度出发，对铁路通信电源常见故障及其维护进行研究分析。

1铁路通信网电源故障概述

众所周知，铁路通信是确保铁路系统正常稳定运输的基本保障体系的重要组成，是实现铁路体系信息化建设的前提条件，也是铁路运营实现集中调度指挥的基础手段。作为铁路通信系统最根本的保障设备，通信电源在整个通信系统的正常运营中发挥着关键作用。不但要提供整个系统运营所需的能源保障，还是所有控制信息和信号得以形成的源头。无论是交流电还是直流电，在电压、电流以及频率等方面的稳定性直接影响设备的使用效率[1]。当前，我国正在大力发展高铁、客专等快速铁路网络建设，通信系统的稳定性至关重要，而通信电源系统发挥的作用更是得到了充分肯定。目前，铁路通信系统对其电源的要求向多个趋势发展，其具体表现在高效稳定、模块智能、自动多组以及集中监控等一系列具体要求上。同时，故障检测分析与维护方式与以往相比也有了较大变化，正在尝试借助更多智能化工具和手段，对故障排除的效率提出了更高标准。基于此，现代化的铁路通信电源故障分析和维护有了更多更高的要求。

2铁路通信电源故障的分析与维护

铁路通信系统中，电源系统的组成主要包括直流供电系统、交流供电系统、监控单元以及整流模块等。在具体实践中，现场对通信电源故障分析的主要手段主要是定位故障点，然后编制具体的维修方案，形成一套切实的故障分析与维护方案。

3铁路通信电源故障的处理及解决方法

当铁路通信电源发生故障时，先要利用网络监控（如动环）和故障现象进行故障性质、内容和影响的分析，其排故顺序先是外部供电系统，然后到列车通信电源的分析判断。故障排除通常使用排除法逐个筛查潜在的故障点，再依次排除通信系统中的线路连接问题或单板故障等情况。

3.1告警及性能分析法

告警信息是进行故障检测的最直接手段。通过检查现场电源设备各种运行灯和告警信息等，利用网络监控管理系统查询供电系统所有告警以及性能的当前及历史数据，从而得到设备所有的故障内容，包括告警信息、告警类型、告警时间、告警历史记录以及系统性能数值等。通过这些方法可以对故障情况进行初步了解和定位。

3.2故障观察法

故障观察法是对电源故障进行准确定位的一种最常用的有效方法。该方法通过对故障现象的观察，确定具体的故障部位，不对各种告警信息和数据分析形成过度的依赖。一些故障告警监测软件因为设计的合理性问题，导致其对一些电源故障难以进行有效判断，其信息存在一定的不准确性。此时，根据经验对故障情况进行观察成为必不可少的检测手段。该检测方法要做到快速准确，需要检修人员积累丰富的经验，能够准确获取关键信息，进而做出应有的排故决策。如果缺乏相关经验或者遇到一些较为复杂的故障问题，仅凭观察难以断定具体的故障问题，需要配合其他排故方法进行相应处理。

3.3仪表检测法

对于电源而言，输出形式是运行稳定性的直接标准。如果输出的电压、电流以及功率等不能满足设定要求，可以对其故障进行判断。为此，需要一些检测的仪表设备，包括万用表、示波器等检测工具。

3.4功能模块替换法

为提高检修的快速性，确保故障在最短时间恢复，通常直接替换功能模块。具体来说，将故障模块直接换成一个备用的正常模块，使得供电功能马上恢复，然后再对故障模块进行修理。随着模块化程度的日益强化，这种采用功能模块进行替换的方式已经得到较大范围的使用。

4铁路通信电源常见故障及其处理

按照铁路通信电源系统的构成，常见的故障问题主要发生在交流配电单元、直流配电单元等部位[2]。根据经验，故障处理的具体措施因不同的故障单元而不同。

4.1交流配电单元故障及其处理

4.1.1防雷器单元故障及处理防雷设计对于铁路通信网建设有着极为重要的功能。作为其正常运行的基础，它遭到雷击后可以有效保护其他设备不受影响。防雷器主要包括4个单元，其中3个单元可以显示运行状态。当防雷单元屏幕颜色显示绿色时，说明其处于完好的状态；如果防雷单元屏幕显示红色，则说明该防雷单元已经遭雷击损坏，必须尽快更换模块。

4.1.2交流输入缺相故障及处理如果监控单元发出交流输入产生缺相告警，需要对其进行确认。若告警确实由缺相引起，则不需要特别处理，系统会自动进行处理；如果交流并未发生缺相，则问题来自检测系统，则可能发生的故障部位是交流变送器。具体的处理可以使用万用表对变送器输出端子进行测量，确定其是否存在3V电压。如果其中一个端子没有该电压，则交流变送器已经发生损坏，需及时更换。

4.1.3交流停电故障及处理如果通信电源的整流模块发生断电停机问题，监控单元正在使用蓄电池进行供电，此时要特别关注蓄电池所释放的电流大小和波形，同时启动备用供电设备，一般采用发电机作为备用手段。停机复电后，要对蓄电池进行充电，注意其充电的电流状态，确保其在安全可控的范围。

4.2直流配电单元故障处理

4.2.1监控单元故障告警对于直流配电单元故障，一般是基于监控单元的告警信息判断故障情况。通常，告警信息表现在两个方面：一是正常的告警情况，直流断路器断开就会发生告警，基本不需要进行处理；二是断路器并未断开但监控单元仍然发出告警，原因是检测线发生断开，可以针对检测线进行连通性能检查，以排除相应的故障问题。

4.2.2直流断路器故障铁路通信电源采用蓄电池进行下电保护，需要用到直流断路器，其触点处于常闭状态。如果该断路器接收到断开信号却无法有效断开，可以判断断路器已发生故障，需要及时进行更换，以确保供电安全。

4.2.3整流器故障整流器发生故障会造成供电电流不稳，可以利用万用表对输入的交流电压进行检测，观察其能否满足正常标准。如检测到交流电压出现不正常情况，原因通常有两个[2]：一是整流器工作在保护状态，只需归位启动即可；二是整流器发生故障，需要及时进行更换。

4.2.4输出电压告警当直流输出高压告警，则说明输出的电压高于警戒值，该告警情况会在输出电压恢复标准值后停止。直流低压告警表明该电源的输出电压输出过低并低于警戒值，该告警信息在输出直流电压正常后会自动停止。如果电压正常告警信息仍然不停，说明监控软件发生故障，可以通过检查CSU内的高压告警、低压告警以及HVSD内的各相关参数的设置来确定SMR的准确情况。如果错误，只需对参数进行更改并储存即可恢复正常。

4.3通信电源监控单元故障处理

在整个铁路通信网电源中，监控单元是非常重要的组成部分，其内置的智能化功能使得整个系统的故障监控实现了信息化和自动化处理功能。目前，比较广泛采用的型号为CUC-09HM。该监控系统主要监测整流模块及电池组等的输入输出情况、电池放电、温度、浮充电压、温度补偿，并基于监测结果进行告警和显示。

4.3.1温度异常告警故障处理蓄电池对温度有较为严格的要求。如果温度过高则会产生爆炸风险，需要对电池或工作环境的温度进行监测。过温告警是通过监测蓄电池本身温度或工作环境的温度比对监控单元设定的预警值，监控单元会自动进行告警，以提醒工作人员采取必要的措施进行处理。当蓄电池或工作环境温度逐渐下降到正常状态后，告警会自动停止。

4.3.2蓄电池温度过高故障处理对于蓄电池非正常的温度过高问题，需检查监控单元告警设置是否正确，之后再检查充电电流。如果充电电流过大，可以将均充调整为浮充方式，否则需要更换蓄电池。

5直流远供电源系统在铁路区间通信设备上的运用

5.1区间用电终端设备存在的情况：

目前，在铁路通信系统中，区间用电终端设备存在以下几个情况[3]：（1）为了尽可能地保证区间通信设备的供电稳定性，通常需要考虑设置电缆物理径路的冗余；（2）设备故障存在连带性，区间某点电缆短路、开路或者终端设备故障或者电源输出端故障，通常会导致后续线路终端设备供电故障；（3）车间在维修天窗点安排人员多次排除故障进行抢修；（4）区间存在电化干扰，影响设备使用寿命。以上现状无论是在建设阶段还是在维修阶段，都会产生很大的工、料成本，且效率低。

5.2直流远供电源系统主要解决的问题

直流远供电源系统主要解决的问题：（1）只需单物理径路，减少建设投资成本；（2）提高系统稳定性，保证线路、设备故障等情况发生时，不会导致后续线路系统设备故障；（3）实现故障隔离及定位，提高系统维修效率；（4）降低区间电化干扰，延长设备使用寿命。

5.3直流远供电源系统组网图

供电系统由局端设备、远端设备、供电电缆、监控设备等组成，如图1所示。该系统由区间两端的局端设备分别接取220V或380V交流电，升压为400～800V直流电，双方向向区间并网供电，实现用2芯电缆完成一级负荷供电。区间用电点的远端设备将直流线路上的高压直流电源逆变为用电设备所需的电源类型，为弱电设备供电。远端设备具有自动配网功能，实现故障隔离，在供电线路开路、短路时能保证用电设备不停电。

5.4直流远供电源系统带来的便利

本系统自设架空平台，具有性能管理、配置管理和故障管理，能识别系统设备、电缆等故障性质，实现故障定位，将信息实时上传，告警。具体地，（1）日常巡测不需去现场，远程监控即可解决；（2）故障隔离不需要应急处理；（3）故障定位，快速排查故障，降低故障延时；（4）死机远程重启，无需去现场重启；（5）自动重合闸功能，免去现场合闸；（6）无需更换蓄电池。

6结论

综上所述，铁路通信网中，通信电源的工作稳定性对整个系统的工作是最直接的关键影响因素，也是实际运行中检修和维护重点关注的内容。目前，铁路通信电源的供电体系和功能实现已经与过去的电源保障有了巨大变化，实际的检修标准和要求也有了较大调整，为此需要相关检修人员不断优化检修方式和方法，使用各种新的检测方法和维修手段，快速恢复正常运营状态。这是最直接的检修要求，也是未来最大化满足列车运行的根本需要。

参考文献：

[1]赵倩.电力通信网中通信电源故障的分析与维护[J].通信电源技术，2009，26（4）：58-59.

[2]张晓军.注重通信电源运行管理保证通信质量和安全[J].中国科技博览，2009，（2）：183.

[3]崔志东，赵艳.高频开关通信电源系统的组成及维护与故障处理[J].通信电源技术，2008，25（5）：61-64.

作者：练国元 单位：中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司广州分公司