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經濟在飛速發展,時代在日益進步,各類通信電話作為流行的信息搜集以及語音交流的工具已經成為人們生活中密不可分的一部分,但在實際應用過程中,通信電話容易受其他因素的影響發生各類故障,妨礙人們的正常交流,如何加爵此類問題已成為時代性緊急任務,對此,本文主要探究基于有線的通信電話線路的維修策略,以進一步提升有線通信電話的維修質量,為人們的生活與學習提供更過的便利。
【關鍵詞】通信電話 維修策略
經過多年的發展,通信行業已經成為人們的緊密良友,如何做好對通信電話線路進行維修的工作,備受各方關注。在實際使用過程中,要想保證通信全過程毫無障礙,幾乎是不可能的事情,因此,需要對其進行定期的維修與檢查。另外,確保通信電路維修工作的順利進行,對于提升人們的生活質量,加快其工作的進程在一定程度上有著重要的推動作用。
1 有線通信電話線路的具體內容
1.1 有線通信業務的主要組成部分
語音通信與數據通信是有線通信業務的主要組成部分(本文主要針對語音通信作進一步的探究―通信電話線路),交換機、電話機以及電話線路構成了有線通信穩定的電話系統。例如,威海機場的有線通信電話的線路系統的運行情況:機場的覆蓋范圍借助眾多內線電話保持正常通信聯系,內線固定電話系統包含數字程控交換機、客戶所使用的電話機以及電話線路三個環節構成,全過程的電話線路是模擬的電路,旨在探究有線通信電話的運營結構,以對其容易發生故障的問題有較為清晰的認識。
1.2 通信電路維修的可靠性
民航的相關規定提出有線設備通信運行正常率應保持在99.97%左右。這表明在實際運行過程中,關于通信線路維修的質量等要求非常高,因此,我們必須認真檢查、及時維護有線通信電話,使其更加規范化與科學化,逐步讓其為民航整體的安全生產奠定良好的保證。
1.3 如何分配、運用通信線路資源
我們平時所看到的有線通信電纜都是提前建設好的,控制整個過程交換機的數量也有一定的限制,這要求我們要制定提前計劃,確保設備與線路資源能夠配合使用,這要著眼于用戶的級別、所使用設備的整體性能、其運用到的密度以及其他因素等,將其綜合考慮,并做好相關的運營不熟條例,使其成為人們生活中的左膀右臂,方便人們的交流。
2 如何維修有線通信電話線路
2.1 整體監控,加強管理
對其進行高強度的集中控制與監管是一個十分關鍵的環節,從而保證對通信線路內部的設備運行模式進行實時的管理,并記錄下相關數據,同時對于監控數據也要做到實時管理與控制,當設備出現問題可借助監控的相關數據對其進行及時的糾正,保證通信系統的正常運行狀態。在實際維修過程中,運用集中監控的管理方法有利于降低維修人員的整體數量,以進一步節約維修成本,做到人力資源的高效配置。
2.2 根據已知情況提前判斷發生故障的原因
在收到用戶的各類報告后,負責線路維修的工作人員應根據用戶所陳述的故障發生具體時間、情況等,以此為依據,維修人員要配備好維修工具,來到用戶指定位置對線路進行檢查與維修。
2.3 正確斷定故障的發生范圍
從經驗來看,交換機的故障相對較為容易判斷,一旦交換機處于故障狀態,那么有相當一部分的用戶電話將不能工作。按照先檢查話機后檢查線路的方式逐步判斷是線路發生故障還是電話機處于故障狀態,對此,需要用到專門的查線話機對相關的用戶電纜進行相應的測試,測試過程中,可運用線路絕緣電阻、直流環路電阻等方式進行測試,相比較而言,線路故障復雜程度位居這三類故障之首,要求文秀人員要做好心理準備,輔以專業技術與專業知識,對其逐一排查。
2.4 加強對維修人員的定期培訓,提升其自身的專業技術
要想提高有線通信電話線路的維修質量,必須擁有一批業務技術高、技術水平專業的高質量維修人員,電話線路的故障發生原因、范圍等具有一定的難度,怎樣在較短的時間內準確判斷故障的原因、范圍以及解決辦法,是一名優秀的維修人員所必備的專業技能。對此,相關部門要定期安排專門人員對大量的維修員工進行再培訓,向其灌輸新的檢查與維修方法,引用國際上的先進經驗,逐步提升其維修技術,使其具備專業的維修知識,另外,同時要采取有效的措施對其進行心理素質培訓,使其具備承受高壓的心理素質,為今后維修工作的順利展開奠定良好的基礎。最重要,培訓人員要及時引導維修人員進行經驗總結,善于觀察各類故障狀況,并總結其共通的特點等,以使其具備較高水平的檢修能力,在眾多維修實踐中鍛煉自身所學的理論知識,為其今后的維修工作積累大量的工作經驗,提升通信電路行業的維修質量。
2.5 規范政策
要保證維修工作的順利進行,需要配備相關的科學性操作規范政策的出臺,因此,復雜維修通信電話線路的相關部門要遵從國家的政策指標以及工作規范等,確保本部門負責的線路維修工作能夠順利展開,在實際維修過程中,時刻以國家的工作規范要求為工作目標,例如,在開展工作之前要安排維修人員必須帶好工作安全帽,全身著工作服,同時,引導維修人員提升自我安全保護意識,做好應對維修過程中各類安全事故的出現,在保證維修人員生命安全的情況下,順利展開維修工作。
2.6 建立規章制度
為確保維修工作的順利開展,各類相應的規章制度必須建立起來,同時做好應急準備,防止意想不到事故的土壤發生。在實際工作中,要組建專門小組對維修工作進行定期巡視,同時做好登記工作。維修人員在維修過程中,要以這些規章制度為工作準則,對其嚴格遵守,認真貫徹,每次所發生的故障,要進行明確登記,為今后的工作做好經驗指示,對所發生的各類線路故障要及時處理,確保人們通信線路的暢通。
總之,基于有線通信電話線路的維修工作是一個比較艱巨的工作,這既需要國家相關政策的出臺,負責線路維修相關部門的落實觀察,更需要專業維修人員具備高水平的業務知識以及心理素質,以確保通信電話線路暢通,方便人們的生活與學習。但在具體工作中,面臨眾多的線路故障問題,這有賴于維修人員的業務技術含量,利用其自身所掌握的知識技巧,對其進行及時、合理的維修。
參考文獻
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關鍵詞:雷電;電勢差;靜電;接地;地網
中圖分類號: TM862 文獻標識碼:A文章編號
1 引言
隨著通信行業的高速發展和手機的普及,移動基站已經走進村落,有的站點建設還涉及到一些邊遠山區或公路沿線兩旁,為了信號覆蓋的需要,通常站點設置都在較高位置,在雷雨天氣容易遭到雷擊,輕則使網絡中斷,嚴重的損毀站內的設備。另外,基站內包括移動收發信機、交流配電柜、直流高頻開關電源、蓄電池、傳輸中繼柜、空調等電氣設備,其采用的供電方式不盡相同,有交流380V、220V和直流-48V等,因而設備工作產生的靜電、漏電或設備間的電位差都可能影響設備的正常運行,嚴重時還會損壞器件,甚至威脅維護人員的安全。以上因素表明,基站防雷和設備保護接地工作在基站工程建設中是一個重要環節,只有對危險源有了充分認識,才能使基站接地工作做到有的放矢,事半功倍。因此,在查閱了通信系統大量防雷接地的相關文獻,并結合實際工作經驗對其進行系統性的綜述。
2 基站遭雷擊和不完善接地引起的故障案例
實際生產工作中,被雷電擊中導致設備故障的情況時有發生;由于接地地阻值超標或是接地不可靠,造成的設備運行不穩定的情況不時出現,由此造成的經濟損失更是數以萬計。
馬龍石河基站雷雨天出現嚴重故障,站內部分電氣設備被雷擊損毀,高頻開關電源、傳輸設備、收發信機主設備(BTS)外部有明顯的燒焦痕跡,高頻開關電源柜內的主控模塊和整流模塊尤為明顯,主控單元顯示屏呈焦黑狀,整流模塊連接母板的插針都呈黑色。紅河綠春大黑山基站雷雨天二扇區設備不工作,現場發現機柜內的二扇區接天饋線的合路器指示燈熄滅,饋線接頭處有燒過痕跡(呈黑色)。
上述兩個案例可以通過外部的明顯特征判斷雷擊是故障的原因。下一個案例,沒有外觀的痕跡,在判斷故障原因時就比較困難,需要采用多種方案來驗證。
師宗捏龍基站開通正常運行一段時間,雷雨天時整個基站通信中斷。維護人員到現場處理發現:配套設備如交流配電屏、高頻開關電源、傳輸設備、電池和空調都工作正常,而主設備收發信機(BTS)內部的部分單元——主控單元、傳輸單元、載波機、電源單元工作指示燈熄滅,不能用計算機對其做聯機操作。根據經驗,造成單元故障的原因主要有兩種情況:其一是單元內部的元器件自然損壞;其二是外部原因造成,比如溫度過高、過電壓、雷擊引入等。首先確認單元是否正常,斷電后,從機柜中拔出單元檢查沒有發現外觀上的異樣(如果遭到雷擊會有過電流燒毀的痕跡),隨后測試機柜電壓,-50.3V,在標準范圍;繼之查看高頻開關電源主控單元的歷史紀錄,告警信息中沒有嚴重告警提示,輸入的三項交流電壓在標準范圍,零線與地之間無電壓差;最后檢查接地,連接可靠,測量地阻值3.5Ω,低于5Ω要求值。經過以上排查,基本判定是單元自身故障。更換故障單元,基站恢復正常運行,但其運行不到1個月,又出現了同樣的問題。因主設備是諾基亞公司生產的,故障的單元已返回國外的生產線進行維修,所以我們暫時得不到單元故障的最終原因,只能通過現場跡象和手中的用戶手冊判斷,在故障定位方面不能做到精準。第二次除了更換故障單元,還更換了機柜,并對天饋線的防雷措施做了加強,但設備運行不久又出現了同樣故障。由于出現兩次相同故障,而且根本原因也沒有查明,隨后查找了主設備和高頻開關電源的相關資料,通過對主要電壓電流參數值作細致對比,發現武漢洲際生產的高頻開關電源能承受的電壓波動范圍要大于諾基亞公司生產的主設備(BTS)部分單元,即當輸入的交流瞬時電壓增高,沒有對高頻開關電源設備造成損害,但增加的電壓立即會通過整流模塊(交流變直流)輸出到主設備(BTS),造成主設備單元中的元器件被過電壓擊穿。在第三次處理該站故障時,移動公司加裝了防浪涌的過電壓保護裝置。至此,該站沒有再發生同樣的故障。
沒有等電位接地會引起傳輸設備誤碼增高,導致基站傳輸單元掉死,繼而造成通信單元時鐘偏移,通話掉話。臺州路橋中能集團基站運行一段時間后,主設備(BTS)時常掉死,首先對各單元做測試,沒有故障提示或性能降低報告,又對關聯設備進行檢查——高頻開關電源柜工作無異常,傳輸設備告警燈閃爍,指示誤碼率高。從原理上分析,傳輸設備誤碼率高主要由設備內部元器件性能下降、傳輸線路損耗大、連接頭虛焊或沒有可靠連接導致。經檢查,對線路、接頭的問題進行了排除,更換傳輸設備,然而運行一段時間后又出現了同樣問題。排除設備本身問題,再進一步檢查,用萬用表測量發現傳輸設備與主設備之間有2V電壓差,對傳輸設備重作接地處理,問題得到徹底解決。河口南屏基站運行后出現基站主時鐘和2M時鐘不同步的告警,站點周圍有用戶反映手機通話時偶爾會出現掉話情況。對主控單元的晶振時鐘進行校準一段時間后問題再次出現,便更換主控單元,問題還是沒有解決。其后經測量基站地網地阻值高達30Ω,遠遠超出5Ω標準值,于是通過降低地網地阻值的方法,故障得以排除。
3 雷電、電勢差、靜電的危害途徑分析
3.1 雷電侵入途徑分析
3.1.1通過電源線、信號線或天饋線引入
基站的耗電量大,很多基站是單獨安裝變壓器從高壓電網上取電,降壓到380V后再對基站內設備供電。試驗表明,雷電頻譜在幾十MHZ以下頻域,主要能量集中分布在工頻附近。因此,雷電與市電相耦合的概率很高。電力線路往往要翻山越嶺,架空的電力電纜容易遭到雷擊。高壓電力線路遭直擊雷襲擊后,經過變壓器耦合到各低壓0.38kV/0.22kV線路傳送到建筑物內各低壓電氣設備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應雷過電壓。據測,低壓線路上感應的雷電過電壓平均可達10kV,完全能擊壞各種電氣設備,尤其是電子電器設備。
國家對信號線路的鋪設有嚴格的規定,省際間傳輸干線要求地埋方式,其他可以采用架空方式走線。基站屬于傳輸線路的末端,都是采用架空線路進入機房。如果發生了落雷到通信電纜附近時,因為大地不是完全導體,就產生垂直電場和水平電場。感應電壓產生感應電流通過通信線纜的固定金屬芯或是金屬屏蔽層沿電纜的長度方向進入機房。基站內通信線路終端以及通信中心大樓內通信線路終端發生的感應電壓的頻率近似值計算參照公式(1)、(2)。
NS=0.6×105×V-1.8 (1) NC=0.36×104×V-1.8 (2)
式中 NS——基站內通信線路終端發生的感應電壓的頻率;
NC——通信中心大樓內通信線路終端發生的感應電壓的頻率;
V——感應電壓的峰值。
為了擴大覆蓋范圍,基站天線通常都是放置在屋頂或塔頂,尤其是在郊區、農村和山區,天線的擺放位置更要求盡可能高,饋線連接天線由高往低處布線,最后進入機房,連接到主設備。在雷雨天,位置處在高處的天線遭到雷擊——直擊雷或感應雷的可能性增大,雷電產生的瞬時電流容易經過天饋線進入機房,對設備造成損害。
3.1.2地電位反擊引入
地電位反擊通常通過以下兩種方式損害設備:阻性耦合方式經數據線破壞設備,或經中線、地線破壞設備。雷擊時,強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地,在接地體附近放射型的電位分布,若有連接電子設備的其他接地體靠近時,即產生高壓地電位反擊,入侵電壓可高達數萬伏。建筑物防直擊雷的避雷設施引入了強大的雷電流通過引下線入地,在附近空間產生強大的電磁場變化,會在相鄰的導線(包括電源線和信號線)上感應出雷電過電壓。這個電位差可根據下式算出:
UA=IR +HL0di/dt
式中 UA——A點對真實地的暫態電位,kV;
di/dt——雷電流波頭時間變化率;
I——雷電流,kA;
R——接地體的沖擊電阻,Ω;
L0——引下線單位長度電感,μH/m;
H—A點到接地體的長度,m。
如引線長1m,入侵的雷擊電流為20kA(8/20μs),則每米導線上的電壓降為3.6kV,如接地線長度為5m,則接地電位抬高為18kV。
3.2 電勢差和靜電的危害
基站系統中,通電時交直流電源線纜會使周圍的閉合線路和金屬構件產生電磁感應,工作中的電氣設備也會使基站內的導體產生靜電感應,當電荷積累到一定程度,就會對設備構成損害(設備間的電壓差也會對設備造成危害)。其他方面,由于工作人員身體所帶有的靜電,操作中也會對設備造成影響。
4 接地方法綜述
4.1 基站地網的組成及要求
基站地網是防雷和接地保護的基礎,所有危害電荷和電流都是通過地網泄入大地,因而前期地網安裝尤為重要。接地材料的選擇,入地深度、接觸面積大小都要根據當地情況(如大地土壤結構、電阻率、雨量大小、雷暴天數等)而定,要求地阻在5Ω以內,而且接地引線要盡可能短,以便降低阻抗,方能使瞬間的大電流在極短時間泄入大地,避免地阻過高形成的地電壓反擊室內電氣設備。基站地網通常由機房地網、鐵塔地網和變壓器地網等部分組成。
4.2防雷接地措施
防雷工程涉及面廣,不可能依靠一兩種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓、感應過電壓的影響,必須針對雷害入侵途徑,對各類可能產生雷擊的因素進行排除,采用綜合防治——均壓、屏蔽、分流、接地、保護(包括安裝先進的防雷產品、過電壓保護器、浪涌保護器),才能將雷害減少到最低限度。防雷接地措施分為外部防雷和內部防雷,這兩道防線,相互配合,各司其職,缺一不可。
4.2.1外部防雷(圖1)
通過外部高大建筑形成的空間隔離保護,由接閃器和引下線組成,末端接到地網。當有雷電來襲時,接閃器能夠在第一時間把危害電荷通過避雷引下線引入大地,使機房免遭雷擊,并減少室內電氣設備及金屬器件產生感應電壓的幾率;另外,天饋系統也要在進入機房前安裝避雷器件,把可能會產生的感應電流提前引入大地。
圖1基站鐵塔及天饋系統防雷
4.2.2內部防雷
內部防雷系統主要是對建筑物內易受過電壓破壞的電子設備(或室外獨立電子設備)加裝過壓保護裝置——避雷器和內部防雷系統主要是對建筑物內易受過電壓破壞的電子設備(或室外獨立電子設備)加裝過壓保護裝置——避雷器和防浪涌保護器,在設備受到過電壓侵襲時,防雷保護裝置能快速動作泄放能量,從而保護設備免受損壞。內部防雷又可分為電源線路防雷和信號線路防雷兩種(圖2)。
圖2線路過電壓保護示意圖
1)電源線路防雷。電源線路遭雷擊是各類雷電侵入危害中最常見的一種。電源防雷系統主要是為了防止雷電波通過電源線路而對機房內設備造成危害。為避免高電壓經過避雷器對地泄放后的殘壓過大,或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續毀壞后續設備,以及防止線纜遭受二次感應,依照GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》,應采取分級保護、逐級泄流原則。一是在機房的總進線處安裝放電電流較大的首級電源避雷器,二是在機房內電源入設備前加裝次級或末級電源避雷器。為了確保遭受雷擊時,高電壓首先經過首級電源避雷器,然后再經過次級或末級電源避雷器,首級電源避雷器和次級電源避雷器之間的距離要≮5m(如果兩者間距不夠,可采用帶線圈的防雷箱),這樣即可避免次級或末級電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。
2)信號線路防雷。信號線路包括光傳輸、微波傳輸、電信號傳輸和高頻信號傳輸等線路。由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量,因此要求網絡通信設備能夠承受較高能量的瞬時沖擊,而目前大部分通信設備由于電子元器件的高度集成化而致耐過壓、耐過流水平下降,在雷電波沖擊下遭受過電壓而損壞的現象越來越多,其后果是可能造成整個通信系統的運行中斷、消防系統失靈等。因此,必須在網絡通信口加裝必要的防雷保護裝置以確保網絡通信系統的安全運行,選型時也應充分考慮到防雷產品與通信系統相匹配。
4.3等電位聯結措施
等電位聯接,即機房內所有設備和金屬器件的接地互相聯接(圖3),即可有效防止過電壓的產生。
圖3機房接地系統
在通信系統的初級和次級網絡設備之間防止過電壓的生成,即可避免放電。設備機架和電纜走線架要采用等電位聯接。室內設備的電纜都盡量布置緊密,以防止電位差。接地導體呈線性安裝并盡可能的短,可以降低阻抗和軸向電感。另外,電氣設備單元外層加裝屏蔽,屏蔽層與機柜外殼有良好接觸,機柜也作接地處理,就能對所有單元起到防止靜電和電磁干擾的作用;機房內地面也需要做防靜電處理,使電氣設備與地面絕緣,避免形成地回路。
5 實施效果
本文開始提到的幾個案例,經過相應的技術措施改進施工后問題得到了解決,且設備后期運行良好,系統裝置運轉周期延長。這也意味著減少了后期此類故障的處理次數,有效降低了運營商頻繁處理故障帶來的成本;同時證實,這些技術措施在防雷和接地保護、減少電勢差及靜電電荷危害設備性能方面效果顯著,而且取得了較好的經濟成效。
6 結論
現代電子技術的高速發展,帶來的負效應之一是其抗雷擊浪涌能力降低,以大型CMOS集成元件組成的電子設備,普遍存在著對暫態過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點。
暫態過電壓不僅會造成電子設備產生誤操作,由于接地系統不直接產生經濟效益,往往容易被各運營商忽視,更加大了設備因接地措施不到位而引起故障的概率。因此,只有在前期工程建設以及后期的設備運行維護中,提高對防雷和接地系統重要性的認識,對每一項防雷、接地工程工作做到精心設計、精心組織、精心施工、精心操作,嚴格把關,充分做好每一個環節、每一個部位的工作,才能在雷電危害來臨時把損失降到最小,從而創造出更好的經濟和社會效益。
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關鍵詞:光纜 防雷措施
伴隨著光纖的大量應用,由于不少農村地區雷電活動十分頻繁,近幾年光纜線路及光通訊設備遭雷擊的情況時有發生,對通信設備造成了較大的危害,常常致使通訊中斷。因此,應當重視光纖通信設備的防雷保護。只有采取科學的防護措施,才能最大限度地減少或避免光通信設備遭受雷擊。
一、光纜的結構
光纖節制是玻璃,直徑在8~50μm。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜。為增加光纜的抗拉強度,光纜中心多以單根鋼絲作為加強構件,周圍緊密排列著內含多芯光纖及油膏的松套管,松套管的間隙充滿阻水油膏,外包阻水包帶,在包軋紋鋼帶鎧裝,外護套則采用聚乙烯塑料等。
二、光纜通信防強電及防雷措施
隨著光纖通信技術的迅速發展,在加緊建設光纖通信的同時,光纜的防強電、防雷電問題已經引起了有關方面極大的重視,進行了不同程度的研究,并提出兩種不同的防護措施。
第一種防護措施,是在光纜接頭處將纜內金屬構件在接頭處前后斷開,不作電氣連接和接地處理,且在直埋光纜的上方設置屏蔽線。第二種防護措施,是在光纜接頭處將纜內金屬構件作電氣連通,并作接地處理,在直埋光纜的上方不設屏蔽線。對這兩種防護措施雖然有爭議,但資料表明這兩種防護措施都很有效。
由于我國山地較多,埋設一組合格的地線十分困難,采用第一種防護措施,光纜接頭處不接地,可以減少很多接地裝置,從而可大大減少工程費用和維護工作量。另外,光纜接頭處纜內金屬構件不連通,相當于加了分割波波器,限制了感應縱電動勢在光纜中長距離的積累。
我國光纜線路一般均為直埋光纜,大多都是在距公路較近地址埋設,部分架在明線桿路上,并都與高壓輸電線、交流電氣鐵道、地面各種建筑物形成了相互合理的關系,保持有一定間隔距離,并在線路上采取了相應的防護措施。根據國家現行的光纜防強電防雷電措施,筆者根據線路實際情況,主要應采用以下防強電、防雷電措施:
1.防強電措施:
⑴光纜線路與強電線路之間保持一定的隔距,使光纜金屬構件的短期和長期危險縱電動勢分別不大于12000V和60V。
⑵在接近交流電氣化鐵道的地段進行光纜施工和檢修時,將光纜中金屬構件臨時接地,以保證人身安全。
⑶在接近發電廠、變電站等地電位高的區域,不將光纜的金屬構件接地,以免將高電位引上光纜。
⑷采用非金屬加強芯光纜或非金屬光纜,但直埋光纜除外(因為這種光纜對潮氣滲透的抗力較低,而且在維護工作中難于確定光纜位置)。
⑸增加光纜PE外層厚度,以提高光纜護套的絕緣和耐壓強度。
2.防雷電措施:
⑴在選擇光纜線路路由時,應與高大的樹木、獨立建筑電桿、古塔等保持一定的間距。
⑵在光纜上方敷設防雷線。當大地電阻率小于500Ω?m時,敷設一條防雷線;當大地電阻率大于500Ω?m時,敷設兩條防雷線。
⑶采用架空光纜吊線間隔接地,一般500-1000m接地一次。
⑷在強雷區采用非金屬加強芯光纜,或者是超厚PE外護層的光纜。
三、強電和雷電對光纜的影響及防護措施
光纜中的光纖是非金屬材料,傳輸的光信號不受外界電磁場的干擾,所以在光纖部分可以不考慮強電和雷電的影響。但由于絕大多數在用光纜并不是無金屬光纜,其中包含有金屬材料,如金屬加強芯、金屬護套等。因此有金屬構件的光纜(簡稱金屬光纜)線路會受到強電和雷電的影響。
1.強電對光纜的影響和防護措施
強電線路靠近金屬光纜時,會在光纜內銅線、金屬加強芯、金屬防潮層、金屬護套等金屬構件上產生感應電動勢和電流,當其達到一定強度時就會損壞光纜,危及人身安全。光纜受強電影響主要有三個方面:
⑴ 短期影響。強電線路發生接地短路故障時,在光纜的金屬構件上產生感應電動勢,擊穿絕緣介質,瞬間高溫可能損傷光纜,甚至中斷通信。
⑵ 長期影響。不對稱運行的強電線路在正常工作狀態下,在光纜的金屬構件上產生電動勢,在超過安全電壓的規定值時會危及人身安全。
⑶ 干擾影響。不對稱運行的強電線路在工作狀態下,在光纜的銅線上會產生電動勢,對銅線回路(如區間聯絡,遠供回路等)產生雜音、噪聲等干擾。對于無銅線的光纜線路來說,強電影響的允許值可由光纜外護層(PE層)對地絕緣強度確立。光纜PE層的厚度一般等于或大于2mm,其工頻絕緣強度要求等于或大于20000V。按CCITT建議K13規定光纜金屬護套上短期危險影響的縱電動勢不超過其直流試驗電壓的60%,即為20000×60%=12000V。光纜金屬構件上長期影響的縱電動勢允許值,按CCITT《關于通信線路防止電力線路有害原則》和國家標準“GB 6830-86”《電信線路遭受強電線路危險影響的允許值》中關于人身安全的規定為60V。
2.雷電對光纜的影響和防護措施
金屬光纜的雷電的作用下,會在其金屬構件上產生感應電流、縱電動勢,使金屬構件熔化,外護層擊穿,光纖損壞,甚至中斷通信。光纜受雷電影響主要有以下幾個方面:
⑴金屬構件熔化。雷電流進入金屬護套,纜芯導體與金屬護套將出現沖擊電壓,擊穿金屬構件間介質而發生電弧,使金屬構件熔化外護層被擊穿。
⑵針孔擊穿。雷擊大地產生地電位升高,使光纜塑料外護套發生針孔擊穿,土壤潮氣和水通過針孔侵蝕光纜金屬護套,從而降低光纜使用壽命。
⑶形成孔洞。雷電流通過雷擊針孔擊穿金屬護套從而形成孔洞,進而損傷光纖。
⑷結構變形。雷擊大地造成光纜的放電而引起的壓縮力會壓扁光纜,引起結構變形,增大傳輸損耗乃至中斷通信。
【關鍵詞】維護;網絡安全;管理;局域網
【中圖分類號】tp393 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)11-0381-01
當前,隨著信息技術的迅猛發展,互聯網絡與計算機均轉變成各大行業日常工作的必需設施與最佳助手。倘若缺乏互聯網絡與計算機工作,那么勢必會使得整個工作不能夠正常開展下去。特別是于疾病預防控制機構而言,各類公共衛生相關的疾病監測和業務信息均采取網絡進行傳輸的方式;而直接面向社會公眾的網站則是與社會群眾緊密相連,通過網絡將大量的健康教育知識以及疾病預防信息灌輸到人民群眾中。倘若網絡運行存在問題,則信息就無法及時準確的收集,將嚴重影響到疾病預防控制工作的開展。所以,計算機網絡的管理維護工作愈漸重要,必須確保網絡在任何時段均處于暢通狀態。而內部局域網的管理維護工作基本上涵蓋了服務器、網絡基礎設施以及客戶端等諸多相關設備。身為一個網絡管理員,確保局域網運作正常是其主要職責所在,一旦產生故障,其理應及時將故障清除,從而確保網絡的正常運作與暢通性。在此,筆者將結合自己多年來工作的實際狀況,說說個人的感受。
1、客戶端與服務器的維護與管理
軟件維護是客戶端與服務器的維護與管理的主要對象,其主要表現在安全備份、保密以及系統防病毒工作上。縱觀服務器,其大致包括了Ftp服務器、web服務器、應用服務器、Mail服務器等幾大類。而身為網絡管理員,其應當擔負保證數據安全與及時對硬盤數據進行備份的責任。所以我們應嚴守管理規定的要求每天均把數據都備份至異構的存儲介質內,并在每個月月尾把其刻錄至光盤或備份至異地保存。同時,還應在工作的過程當中熟練地運用各類管理工具對系統的運作狀況進行實時監控,趁早挖掘出故障隱患并對其加以處理。同時,從網絡鏈路上將重要內部管理信息系統的服務器與其他信息系統服務器以及外部網隔離開來,對于具備訪問此服務器的權限的客戶端計算也也至于同樣的隔離措施。不準許其訪問信息系統與外部網。而對于授權訪問重要內部管理信息系統的用戶,也需實施輸入密碼結合身份認證系統確保安全性。
在局域網內部運用靜態地址將網卡MAc地址和IP捆綁起來,同時運用靜態ARP涉及,不僅可以減少個別用戶私自變動IP地址也RCARP欺騙之類的病毒、木馬無用武之地。
在機器部署方面,客戶機、服務器都一樣均需先將硬盤劃分好區域,把操作系統、數據文件以及應用程序按設在不一樣的分區,進而避免操作系統發生故障時致使數據丟毀。同時,還應運用正版軟件,適時安裝、下載微軟網站最近時間內的數據庫和操作系統的漏洞與更新的補丁包;統一網絡版殺毒軟件,適時升級病毒庫,并定期在整個網絡內進行殺毒,避免病毒在局域網當中胡亂傳播,對于某部分頑固的病毒,應適時運用專用殺毒工具;
2、網絡基礎設施的維護與管理
網絡基礎設施涵蓋了UPS穩壓電源、網絡通信線路以及局域網核心交換設備等。而局域網正常運作的必要基礎是網絡基礎的正常運作。所以,網絡管理員應當充分了解局域網內全部網絡設備以及通信線纜的分布情況及其拓撲結構,并可以在尋覓故障點或追加布線的時候進行精確地判斷;熟知路由器等網絡主干設備參數的變更狀況與配置信息,能夠熟練地進行配置,并適時配置文件的儲存和備份;因大部分核心交換設備均處于中心機房當中,中心機房的通風度、防雷、溫濕度、防火滅火手段、衛生等條件十分重要,故應每天進行定期檢查,便于及早發現故障隱患;一般要將網絡核心設備遠程登錄管理的資格取消,管理好其登錄密碼;了解外部網和局域網的連接配置,一旦出現問題應積極和相關機構聯系,一起找出問題所在;熟稔局域網中客戶端的布局與接入狀況,一旦用戶反映局部網絡故障能對其進行飛快定位。應嚴格執行并制定網絡管理規定,認真填寫機房運作日志,以保證網絡運行的正常化;
3、完善網絡安全管理平臺與設備技術檔案,加大裝備網絡維護工具的投入力度
實際上,局域網的管理維護工作相當繁雜,但靠操作系統與網絡設備的控制命令自帶的管理工具很不充足,所以我們需要不斷地研究國內外領先的網絡管理手段,并持續完善網絡安全管理平臺。通過對多品牌的應用監控系統(APM)的測試表明:運用網管軟件或者APM能愈加精準地認識到局域網實時運作的狀態,以盡快地鎖定網內的不安全因子,為發現故障隱患和解決故障提供了基礎。此外,在網絡防護方面,還應在對惡意攻擊進行有效攔截的同時加大對網絡進行管理的力度,以推動網絡管理工作狀態,由被動轉成主動;應持續健全網絡拓撲結構圖、局域網整體發展規劃以及以上闡述的各種設備信息資料。只有建立了全面、具體的設備技術檔案,再加上日常運行日志檔案的記錄,既能讓網絡管理工作變得愈加規范、有秩序,又便于管理人員交接,新近管理人員迅速掌握網絡運行情況;此外,可以借助專業網絡工具(諸如:網絡線路測試儀、網絡抓包分析工具等),從而更好地將解決問題。
4、網絡管理員應重視自身的業務素質與技術水平的持續提升
身為一名網絡管理員,確保局域網的安全,正常運作是其義不容辭的責任。而其仔細工作的必要前提則是享有高度的責任感以及積極向上的工作熱情。所以,我們應增加實施信息化建設的安全性教育的頻率,積極開展此類工作。除此之外,網絡管理員還應掌握好與計算機網絡相關的操作技能與基礎知識。針對網內交換機,路由器以及防火器等設備的網絡操作技能,常用的配置命令與應用軟件以及其所管理的各種信息系統均應運用自如,并迅速找出故障產生的緣由,以及時處理好問題;積極參加有關技術培訓,確保與網絡信息技術的飛速發展的相適應。同時,要加大實踐操作與理論學習的力度,重視工作經驗的積累,持續提升業務素質與技術水平,從而給網絡管理工作打下較好的鋪墊。
[關鍵詞] 配網自動化 配電監控 數據采集 發展趨勢
供電企業實現配網自動化的主要目的在于:有利于在配電網正常運行時,通過監視配網運行工況,優化配網運行方式;有利于在保證供電可靠性的前提下,確保電力用戶用電的時效性,滿足電力用戶的供電需求;有利于滿足和確保供電的質量,符合高新技術裝備和居民家用電器的要求,避免高峰低谷,電壓幅值和頻率以及諧波對用戶所產生的不良影響;有利于降低電網的損耗,提高網絡的供電能力,減少用戶的停電機率;由于采用了自動化設備,當配電網發生故障或異常運行時,能快速隔離故障區段,及時恢復非故障區域用戶的供電,縮短對用戶的停電時間,減少停電面積,這樣就有利于提高設備的故障判斷能力和自動隔離故障、恢復非故障線路的供電條件;有利于提高配電網設備的自身可靠性運行能力,大大地減輕運行人員的勞動強度和維護費用;由于實現了配電系統自動化,可以合理控制用電負荷,從而提高了設備的利用率;采用自動抄表計費,可以保證抄表記費的及時和準確,提高企業的經濟效益和工作效率,并可為用戶提供自動化的用電信息服務。
1.我國配電自動化進展和存在問題
由于城網及農網的不斷改造,在供電可靠性和供電指標已有很大提高的基礎上,要繼續提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規模上對配電自動化工作進行試點,并積累不少經驗和教訓。通過近幾年的實踐,國內配電自動化系統的進展和存在問題主要有:
(1)配電自動化的關鍵設備由依賴進口逐步轉向使用國產設備,FTU已有了國產的入網許可產品,其功能與性能價格比更有利于各供電部門選用。
(2)配電自動化由單純的配電監控與數據采集(SCADA)系統加配電自動化(DA)轉向具有DA、配電管理系統(DMS)、地理信息系統(GIS)等較完整的配電自動化實時及供電企業管理系統,配電主站系統也由借用調度主站系統逐步轉向選擇面向配電自動化應用的配電自動化主站系統。
(3)全網配電自動化的實現由通過重合器時序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端(FTU)進行故障檢測,結合通信技術進行故障隔離和非故障區域恢復供電。當然,重合器的功能應用到變電站10KV出口以及分之線上消除瞬時故障,仍然有意義。
(4)通信方式多樣化。配電網通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式,但在主通信線路上更傾向于使用光纖,10KV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網中的應用受到用戶的廣泛關注。
(5)GIS由孤獨的靜態設備管理系統逐步轉向動態的實時GIS,將SCADA和地理信息有機地統一起來。
(6)DMS由需求不確定、功能繁雜逐步轉向功能需求實用化,以及DMS與其他系統有機集成構造供電企業信息一體化方向發展。
(7)由于技術發展的需求,一次設備與自動化設備結合更加緊密,一次設備的廠家向二次自動化方向發展,二次自動化系統的廠家向一次設備方向發展。
(8)部分設備沒有通過嚴格的質量測試,系統在惡劣環境下運行存在質量隱患。
(9)配電自動化系統的規劃與配電一次網架的規劃結合不夠。
(10)配電自動化系統出廠實驗和現場實驗沒有指導性的試驗規范及驗收標準。
(11)配電自動化系統及DMS集成面臨網絡安全的挑戰。
(12)試點系統的規模不夠,體現不出系統的整體規模效益。
(13)部分省公司以及全國電力系統城市供電專用工作網了一些配電自動化系統實用化的驗收細則,有利于配電自動化系統實用化的發展,但是配電自動化系統的實用化仍然是一個長期的過程。
2.配電自動化的發展目標
許多供電企業都強烈要求制定配電自動化的各種標準,對投運的具體相當規模的城網配電自動化系統制定相應的實用化要求,進行實用化考核和實用化驗收,以體現配電自動化系統的經濟效益和社會效益。在總結配電自動化近年發展經驗和教訓的基礎上,應在已頒布的《配電自動化系統功能規范》等行業標準和各省公司以及全國電力系統城市供電專業工作編制的驗收導則的基礎上,建立配電自動化系統性能測試方法和手段,并在此基礎上搞好配電自動化實用化建設,作為當前配電自動化的階段性發展目標。
筆者認為,《配電自動化系統功能規范》的基礎思想是實時的配電系統監控和故障處理功能(DA)與配電管理功能(DMS)相結合的系統,最大程度地實現資源公用、信息共享,以使實時信息盡快地提供給管理應用,使管理信息方便地為實時系統服務。在總結這些經驗教訓的基礎上對功能予以規范。功能分為基本功能和選配功能。基本功能是較為實用的,也是應該實用的;選配功能是為發展提高留有余地,并有利于使用單位因地制宜選用的。
3.配電自動化的應用技術
對于配電自動化實用化的建設,應在功能規范和驗收導則的基礎上,在系統性能測試方法和手段健全的前提下,制定可行的實用化驗收細則。在實時系統中重點考核SCADA系統的連續穩定運行情況、饋線自動化(FA)動作可靠情況、出廠測試(FAT)和現場測試(SAT)的成功率。
在管理系統中重點考核配電GIS基礎信息的準確率和及時更新情況,配電工區設計和操作人員真正應用圖紙管理系統代替常規的CAD圖紙,配電調度操作功能代替手工記錄和操作。
至于配電高級應用軟件以及配電管理中的其他業務流程管理,可放在第二步,當條件成熟后再逐步實用化。
實現配電自動化系統的應用技術主要有:
(1)FTU應能有效可靠地捕捉故障信息,并結合通信和算法來實現故障隔離及恢復功能,并實現配電自動化功能的分布、分層控制。
(2)系統通信方式的廣泛支持性,通信速率和通信可靠性應滿足配電自動化要求,系統通信結構應滿足在一點通信故障時數據暢通,且配電自動化功能正常實現,并能解決因配電自動化系統信息最大而可能造成的信息“瓶頸”效應。
(3)FTU采用全工業級設計,滿足戶外惡劣環境運行要求,技術指標達到戶外D2級標準(-40攝氏度~85攝氏度)。柱上開關與FUT在電氣和結構上匹配,可靠接口,便于維修。
(4)具有通過FTU進行蓄電池在智能維護的功能,有效的延長蓄電池的壽命。
(5)配電主站采用開放式支撐平臺技術,具體分布式運行管理環境,采用大型商業數據庫作為歷史數據庫,實時數據庫具有客戶/服務器技術。應用軟件通過軟總線進行數據交換。
(6)DMS數據建模及設備編碼考慮全局信息一體化建設的完備性和一致性,做到信息源頭唯一,系統拓撲信息CIS/SCADA/DMA的一致性。負荷控制信息、客戶服務信息、用電信息等其他系統信息,能有機地接入配電主站系統,共同構件全局信息一體化系統。
(7)配電SCADA系統與GIS應運軟件之間在保證網絡安全的基礎上有效互通,使得實時信息在GIS中具有與SCADA系統相同的實時性,保持圖元在不同硬件、軟件平臺上的一致性。
(8)通過中間件軟件技術和工作流方式DMS流程化管理。
配電自動化系統的試驗性能是保證實用化驗收效果的關鍵。配電自動化系統涉及面廣、系統集成度高,配電自動化系統試驗是為了保證配電自動化產品在其形成的各個階段的產品質量而進行的各種測試過程。
配電自動化系統產品的生命期大致可以分為產品研制、市場認可、供貨與接入系統3個階段。在每個階段都有各自不同的測試與運行過程。在產品研制階段,站端產品進行功能驗證和型式試驗,主站產品進行單元測試;在市場認可階段,進行產品技術鑒定,取得入網許可證;在供貨與接入系統階段,進行FAT,現場投運前進行SAT。
3個階段的每一個測試項目都必須有完整的測試計劃、明確的初始條件、嚴格的測試過程和對測試結果進行有效評估。
關于建立配電自動化系統性能測試方法和手段,應考慮配電動模試驗模型的建設。為了闡述配電模試驗模型,本文以某公司建成的配電系統模擬仿真實驗室為例介紹其功能。實驗室模擬系統規模為6個電源點,35條分段線路,6個開閉所單元。系統可模擬正常運行時的各種工況,例如改變符合的大小和性質、改變負荷分布、操作開關改變系統送電的網絡結構等。系統可根據現場實際保護配置情況來配置模型系統的保護裝置,使系統自身的動作情況與配電自動化系統對系統的操作二者得到真實反映。系統可模擬電網運行中的各種故障情況,并可模擬配電網各種中性點接地方式的運行,包括中性點不接地方式和中性點經消弧線圈接地方式、中性點經小電阻接地方式。
配電動模試驗模型將為系統聯調和測試提供仿真配電網運行的實時數據采集及控制對象,是系統聯調和測試可以在出廠前完整地進行,這對于提高開發和服務質量、減少現場服務工作量將產生明顯的效果。
4.配電網自動化系統的發展趨勢
配電自動化推廣應用的時間不長,在實用化工作逐步推進和完善的同時,配電自動化的理論和技術有著廣闊的發展空間。一些發達國家的配電自動化及配電管理系統已經從單純的監控及故障建設發展到優化運行和提高效益。配電自動化技術發展中應特別關注的研究方向主要有以下兩個方面。
(1)配電網優化運行決策支持系統
通過配電自動化的有效投運,可以縮小停電范圍和停電時間,提高供電可靠性。但是,配電自動化系統要真正在系統中取得經濟效益,除了提高供電可靠性,需要優化電網結構與運行方式,降低線路損耗,提高供電質量。
配電網優化運行決策支持系統的研究將為提高供電的經濟性、優化運行方式提供一個有效的工具。配電網優化運行決策支持系統中將要研究建立配電網優化運行決策模型,綜合利用各種配電網的在線和離線參數信息,通過優化運行決策模型的輸入輸出關系,反映配電網運行的在線工況與未來可能的運行方式和配電網的規劃信息,計算出各種經濟指標、安全指標,并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運行的效果。
(2)信息一體化大平臺集成系統
配電網自動化及DMS是整個電力企業信息一體化集成系統的一個有機組成部分,而不是孤立的系統。在未來的配電自動化系統中,需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制,在支持IEC 61970 CIM(公共信息模型)和IEC 61968 UIB(企業集成總線)系統應用層互聯模擬標準的同時,需要滿足電力二次系統網絡安全框架方案,以提供數據安全引擎機制作為數據應用的基礎環節。
5.結束語
隨著科技的不斷發展,配電網自動化技術也會逐漸提升,工程走向實用化也是一個必然趨勢;包括配電網優化運行決策支持系統和電力企業信息一體化集成系統也將會得到實現,只是還有待于我們不斷的去努力。