时间：2023-02-28 15:55:13
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在民航、军航飞行联络中都使用VHF通信设备，它是地面飞行指挥员对飞行员唯一的通信联络工具，其工作性能的好坏直接影响飞机安全及飞行的质量。本文将以国产K/TGR143型超短波双频段对空台和意大利产OTE-DTR100型收发信机为例分别进行相关描述。
1.1OTE-DTR收发信机运行注意事项
1）自检完毕后校波检查电台接收、发射是否正常；2）机房应配备交、直流电源或UPS供电（油机发电机可作为应急手段）；3）接地电阻：小于4Ω；4）避雷：根据传输情况进行信号防雷，电源和天馈系统要采取防雷措施；5）电磁环境应符合相关要求。
1.2VHF通信设备干扰分析
由于受本身技术指标和电子元件及架设密度、周围电磁环境影响，VHF通信设备会产生许多干扰，往往影响正常飞行通信。干扰主要有互调干扰、寄生辐射干扰、接收机寄生响应干扰和电磁环境干扰等。
1.2.1消除或减轻互调干扰
1）提高输入回路的选择性，尽可能地不让干扰信号进入接收机的射频放大级；2）接收机的射频放大级的增益，不宜超过所必须的值；3）合理选择射频放大级，混频级的工作状态。
1.2.2消除或减轻寄生辐射干扰
1）选用滤波性能高的滤波器；2）在选择电台时，注意其技术指标应选用寄生辐射衰减值高的电台；3）改善调制器的调制特性，选用高主振频率减少倍频次数，在倍频器后设置缓冲放大器。
1.2.3消除或减轻接收机寄生响应干扰
1）改善接收机本振频谱不纯的毛病，以提高接收机的选择性；2）使用高性能的螺旋滤波器来增加损耗，使干扰信号无法通过；3）架设电台的间隔距离尽可能远，试验表明当寄生响应50dB时，出现50个寄生频率响应点，如果干扰电台和扰电台进一步靠近时，干扰到扰电台的电平大于50dB而为100dB时则出现的寄生频率点有可能为100个，虽然并不是成线性关系，但是无疑距离越近危害程度越大。
1.3VHF通信设备故障分析
VHF通信系统中出现故障时，首先对其出现故障产生的原因和故障部位的准确判定。主要根据是设备中所设置的各种告警指示，有的故障需要从多个告警指示中进行综合分析才能确定故障部位。以K/TGR143型对空台为例，其设有机内自检测装置，能查找到模块级，各模块均设置了一些检测点。故障指示将以点号形式出现。但有时故障可能涉及一组模块，这就要求作进一步分析。根据长期以来故障现象及排故经验积累，现总结如下：1）开机后频率无法固定，跑频。分析：频合失锁。措施：更换备用频合板。2）发射功率为19W。分析：机内自保护电路已启动，判断某功率放大器出现故障，引起电路平衡保护。措施：更换功放板。3）工作1小时后突然断电且无任何指示，反复开启电源依然无指示。分析：检查保险丝，无损坏；检查交流开关输入、输出均正常；测试电源滤波器，输出端无电压输出，短接后机器工作正常，为电源滤波器故障。措施：更换电源滤波器，维修后烤机三天，正常。4）转换波道，电台无反应。分析：检查“本控/遥控”设置，正确，判断频率合成器故障。措施：更换频合板。5）电台自检测显示3-4。分析：根据故障诊断表，判断为频合充电池故障。措施：更换新锂电池。
1.4维护管理
通信设备维护是指现有通信设备功能性检查和保养。首先要求维护人员对设备有充分的了解，切实掌握VHF通信系统工作原理、告警功能及引起的原因、各种基本参数数据正常数值等，以便在发生故障时能迅速判定故障部位，及时排除，保证通信设备正常运行。其次，在维护现场必须配备有必要的维护仪表。例如万用表、综合测试仪等。在日常工作中，应进行设备所需的外部条件检查巡视：机房温度、湿度、电源电压、设备环境卫生等；利用收、发信机面板上的测试功能，检查设备的功率、调制度等参数，并向指挥员询问设备使用情况。按各型号通信设备技术手册要求，通信设备维护定义为月维护和季维护。月维护一般安排在当月20日至30日，季维护一般安排在季度末20日至30日，具体时间视飞行任务具体情况来定。月维护主要对VHF通信设备进行一般功能性检查、清洁等工作，使设备无尘土、无污垢、无故障隐患，保持正常工作状态。主要维护工作内容有：1）对收发信机、遥控台、滤波器表面进行清洁；2）检查主机、遥控台、天线、电缆间交连是否良好；3）检查收发信机及遥控台保险丝是否良好；4）检查主机及遥控台面板按钮、旋钮开关是否确实有效，话筒、耳机及扬声器是否良好；5）检查主机及遥控台面板显示器、开关转换、频贮预置是否良好；6）相关指标符合规定；7）试机校波是否正常。通信设备季维护工作由维护负责人制定维护方案、重点要领提示、风险估计及其预防措施，包括月维护内容及主要设备性能检查，如发射功率、失真度、调制度、接地电阻等技术指标，主要维护工作内容有：1）完成月维护工作内容；2）电台进行自检测（显示正常）；3）接地电阻的检测（<10Ω）；4）使用综合测试仪，测试接收机灵敏度（一般<2μν）；测试发射机功率、调制度（一般≥70%）、失真度（≤10%）；试机校波是否正常。在维护过程中，要对设备重要参数数据做详细记录，与前次维护数据进行比对，更好掌握每部设备性能的变化。通过对VHF通信设备进行固定的月、季维护并将维护做到规范、高效，最大限度保证整个地空通信系统的正常工作及可靠运行。
2结束语
1.1故障分析法
①全方位故障检测法：全方位故障检测法的方法属于SDH传输设备查找和定位故障的最有效的方法。全方位故障检测法，就是通过对整个线路运行通道进行的一种全方位检测，然后依照定位来确切具体地查处所存在的问题。全方位故障检测法比较实用，可以多次是使用这个方法解决多处存在的问题。在进行全方位故障检测时，通常采取以下步骤：首先要对整个通道进行采样，也就是从多个有故障或存在问题的站点中选出其中一个站点，然后在这个站点的多个可能有问题的通道中选出一个，经过分析后画出这个业务一个方向上的路径图，标出业务源和所经过的一些站点等信息，最后采用逐段检测的方法就可以定位出故障的站点和单板。②信号指示信息分析方法：信号指示信息分析法就是在网络管理的总站取到相关设备的相关信息，包括了性能参数、运行工况和设备的网络运行状况等，根据相关信息对设备进行维护和故障排除工作。具体的实施方案：首先通过网管来获取一些重要的指示信息和性能的信息，综合有效汇总之后，进行故障定位工作，以便于迅速、有效地解决存在的故障。同时能够全面的了解全网设备历史的或当前的与设备有关的重要信息，这对以后有效预防此类故障有重要意义。③等效部件代换方案：等效部件代换方案就是在SDH传输设备在运行过程中出现问题时，使用一个工作正常的物体去替换一个工作有问题的物体，如果替换后，设备工作重新恢复正常，那么问题就在此处。此方法能够达到迅速、准确定位故障的效果、排除设备故障的目的。等效部件代换的方法以其快捷、简便，被广泛应用。
1.2故障处理手段
在SDH设备运行时，如果出现问题，要根据分析故障的原则和各种故障定位分析法，对故障进行准确定位，然后采用有效的、有针对性的方法进行故障处理。在处理过程中，要根据实际情况，进行确切的分析和研究，通过查阅相关资料，找到合适的解决方案。在处理故障过程中，要不断发掘问题的本原，抓住问题的关键，这样才能处理好以后可能出现的各类问题。
二、电力系统通信光纤设备的有效维护
2.1维护内容
在电力系统的实际运行过程中要对设备进行维护的主要内容有针对光缆设备、配线架和电源等设备的维护。以下是详细的设备维护内容：①保证系统设备运行：在电力系统通信光纤的实际运用过程中，相应的通信设备要保障时刻处于一个正常工作的运行环境中。例如：可以把电力系统中的供电和传输设备的工作直流电压要求控制在-48V±20%，使其允许的详细电压保持在-38.4到-57.6V的对应范围内；SDH网管监控系统和电力系统的本地维护终端所使用的计算机都是相对应的设备，在运行使用过程中，禁止用在其他地方，进行有效阻拦病毒的侵害。②故障排除：要求在实际的系统维护中进行有效地故障分析和处理，确切地说，就是要依照具体的故障信息和告警指示信息，经过排查后定位设备的故障位置，合理及时找出相应的设备故障原因，尽量在短时间内完成设备故障解决，确保电力系统通信光纤设备的正常运行。③集中维护：电力系统通信光纤设备在进行有效维护的时候，普遍使用的维护方法是集中法，就是需要相应部门要建立个系统运行维护中心，把设备运行维护所需要的主要监控、维护仪器和设备运维人员集中在一个站点上，对人员减少配置。
2.2设备的环境要求
为了让SDH光传输设备能有一个干净整洁的工作环境可以很好的工作，工作人员必须清理好机房的卫生环境，要求工作人员定期进行清洁和整理。比如，工作人员要定期清扫室内垃圾或定期清除设备上的灰尘。维护好设备的环境，使设备能够更好地工作，而且也会使设备延长使用寿命。同时，要确保设备有良好的工作条件和保持室内的温湿度。首先要保证传输设备的工作在直流电压－48－20%～－48＋20%，电压的范围保证在－38.4～－57.6。最后要确保设备机房内的温湿度保持在最佳状态。
2.3设备和网管的巡视查看
定期对设备和网管进行有效率的巡视查看，有助于及时发现故障并对故障进行处理，这是很重要的，及时发现问题的同时也能够减少各类损失。
三、总结
1．计划P:明确目标及措施、制定行动计划，即根据维修规程的周期制定生产作业计划，并明确作业标准，用检修工艺文件指导和规范作业行为等。
2．实施D:组织落实作业计划，对人员、材料、工器具、仪器仪表、方法、环境等要素，利用有效的管理手段进行组织、分配、指挥和协调，努力达成作业目标，并记录执行结果。
3．评估C:核查执行结果与计划、目标是否偏离。检查问题是出现在计划目标上，还是出现在人员、材料、工器具、仪器仪表、方法、环境上。
4．改进A:将经验和教训制定成标准，形成规范制度，包括完善和修订维修规程、检修工艺文件及管理制度等。
2预防性维护质量管理实施
管理制度化和技术标准化是保障质量管理良性循环的推动力，通信设备检修工作分为4个阶段。
2.1计划阶段
技术标准是衡量检修工作实施效果和执行效率的基准，明确技术标准是计划阶段的主要任务。通信设备检修技术标准分为作业标准和故障修处理指南二类。作业标准又分为维修规程和检修工艺二部分，是设备维护的依据，也是开展精细化控制的重点。
2.1.1维修规程
维修规程的精细管理主要是对维修标准的细化设定和经验积累。工艺标准关注维修标准的效力，技术规范注重经验、教训的总结。建议重点关注以下方面。
1．工艺标准的设定方面，一要全面分析对维护质量产生影响的因素，将维修规程设置为维修等级、周期、内容、方法和标准等五个部分，并对运营线路上所有通信设备实现覆盖，即所有通信设备都纳入维修规程的约束范围;二要针对不同的设备或不同型号的设备，分别建立规程，实现规程与设备的对应。
2．各设备指标及维修标准的制定方面，应遵循国家标准为最高准则、行业标准次之、地铁企业标准和设备出厂标准再次之的原则。依照检修作业要求和行业做法，将设备维修分为日常检修、二级保养、小修、中修和大修等5个等级。结合设备运行关键要素、设备年度整体评估结果、故障特点及环境因素，设置检修内容和标准。维修内容涵盖设备功能、性能指标、清洁度要求、备件更换等要求。
3．细化行为约束方面，将维修技术要点和操作要点加以提炼，形成技术规范概要;每项维修内容都有对应的维修方法指导，从技术层面保证维修内容执行的有效性。随着现场经验的积累和技术的发展，通过改进环节，不断完善和补充技术规范和维修方法。
2.1.2检修工艺
维修规程作为检修作业标准，在统一检修方式、规范作业一致性等方面发挥了重要作用，但单纯的以维修规程作为作业标准的检修体制，逐渐显露出其在维修过程监管、检修方法指导等方面的薄弱。为此，在维修规程的基础上，增加检修工艺规范，即检修工艺卡，作为与维修规程配套的检修执行文件。制定检修工艺卡应以图文并茂的方式，规范、引导员工完成检修作业的每一步操作，使每一位检修人员都能对检修作业的全过程有一个清晰的认识。因此，检修工艺卡的编制，应关注工艺描述的直观性和准确性，减少检修人员对检修指标理解上的歧义;而且将成本控制理念融入到检修作业中，使检修作业真正做到质量可控、成本可控。检修工艺卡主要体现在以下几个方面。
1．详细描述检修步骤和方法。
根据维修规程中的内容要求，逐项描述检修的步骤、使用的工具和仪器、操作方法、判断标准及注意事项等。力求完整、清晰地表述用什么方法、怎样做、达到怎样的结果，并把维修规程中技术规范类的内容要求，融会贯通于每一步操作说明中。
2．使用大量的图片加以说明。
检修工艺卡在编制时尽量使用大量的图片进行描述，使很多较难理解的参数，以图片说明的方式直观化地呈现出来，使员工做到一目了然。
3．增加检修过程中的经验性提示。
这一点尤为重要，检修操作不可能做到完全的量化管理，针对外观平整检查等无法具体量化的检验项目和一些检修过程中可能出现的偏差项，采取经验描述和重点提示的方式，加强对检修人员的指导。
4．将成本控制纳入检修作业管理。
结合作业的技术要求和执行经验，合理评估员工的投入，建议以中级工的执行能力来核定作业的标准工时和材料的消耗量，最终将人员配置要求、工时消耗和材料消耗等成本控制因素，细化到每一项检修作业中。
2.2实施阶段
这一阶段主要关注以下2个方面:第一，采取有效的管理手段，调配各级资源，保障检修作业正常开展;第二，严格按照设备检修工艺的要求，开展针对特定设备的维修作业，做好过程信息的收集，完成检修测试记录表中内容的填写。因此，实施阶段精细管理的工作重点建议放在检修记录表格的细化管理上。在制定表格时，应重点抓住以下几个细节。
1．将维修规程中涉及的设备检修参数全部列入表格中，并将表格记录顺序与维修规程中的维修内容顺序相对，为检修人员提供完整的检修要求提示。
2．标注每一个检修内容可量化的标准说明，便于检修人员判断检修结果是否正确。
3．对过程数据的收集，不仅体现在检修后，还包括检修前的数据，做好对比。
4．需周期更换的部件，标明上次操作日期和应进行下一次操作的日期，以示提醒。
5．以备注的形式，记录检修过程中发现的问题和处理情况，用以提示完善。
2.3评估阶段
评估阶段的精细管理重点在于检查计划是否按要求执行，效果如何，并把结果收集记录下来，分析汇总成经验和教训。建议从以下几个方面着手落实。
1．全面检查作业执行的效果，包括对目标设定的合理性、管理手段的有效性等进行细化评估，如人员、材料、物资的调配及供应能力，环境、方法的匹配度等。
2．审核执行过程的异常性，不仅仅局限对操作过程是否正确的审视，还要检查检修作业的各类成本支出是否与真实需求存在偏离，如:人员配置是否合理，工时和材料消耗是否正常等。
3．整理偏离和建议系统化，在归纳、分析的基础上对收集到的偏离进行系统梳理，以合理化建议或技术质量问题记录表的形式记录，并按流程跟踪处理，直至完成闭环处理。
4．重视对偏离项的再确认工作，对偏离和建议的调查、取证工作，应由专业组成员(技术人员和技师)完成，以辨清真伪。在这一阶段，尤其要关注对评估流程的管理，前期收集的问题和建议的处理、反馈，完成经验、教训的闭环处理，并鼓励问题的发掘和技术创新。
2.4改进阶段
本阶段主要工作应是解决存在的问题，工作重点在于修订标准、梳理流程。将标准修订事项细化到技术标准、管理制度的各个要素和执行环节，组织专业组成员对纠偏措施逐项落实，强化标准修订的权威性，提高与现场作业要求的符合度。改进工作应以2种方式开展。
1．临时性改进。
采用通知或会议纪要等形式，临时的解决方案或措施，及时地开展现场指导，这一方式突出对问题的快速应变能力。
2．稳固性改进。
周期性或出现重大修改事项时的标准修订是对标准的本质性修改，技术标准的完善需要经过专家组的决策论证，管理制度的完善必须建立在相关单位联合审议的基础上。
3结束语
1现状及问题
传统车载通信设备主要是无线列调机车电台，设备组成简单，承载业务单一，机车交路一般在本铁路局管内进行运用，为了动态掌握机车电台运用信息，维护单位使用“机车电台运用揭示牌”进行运用管理，基本能够满足运用管理要求。
随着铁路无线技术发展，GSM-R、CIR、客列尾、货列尾、列车接近预警、列车防护报警等新技术、新设备、新业务的大量应用，车载通信设备的装备数量快速增长。以南昌铁路局为例，全局1274台机车、58列动车组和323台自轮运转设备均加装了CIR设备，投入使用的CIR设备近2000台。CIR设备结构复杂，承载业务多，是当前铁路最主要的车载通信设备，其关键组成部件达10余种，有主控单元、G网语音和数据单元、450MHz列调单元、防护报警单元(LBJ)、操作显示终端(MMI)、存储记录单元、合路器和多频段天线等。目前车载通信设备运维管理中存在的主要问题:①传统车载通信设备动态运用揭示牌更新不及时，数据不准确，与实际运用存在较大偏差;②设备或板件故障修复后，难以换回至原车使用，定机、定台(板件)实现困难;③设备软硬件版本靠人工台账记录，管理手段落后;④机车、动车组频繁调整配属，车载通信设备随车调整配属，车载通信设备的技术履历管理困难;⑤现场无线检测作业与无线检修作业之间检修信息未能实现共享，信息交互困难，同时对车载无线设备的故障或状态跟踪困难;⑥设备到期按整机报废处理，管理粗放，部分未到使用寿命的板件也一并报废，整机和关键部件的使用寿命不能按实际寿命区别管理，造成投资浪费。
随着机车交路不断延长，车载通信设备的运用管理和动态质量依靠传统的管理手段和模式，难以实现设备的精细化管理。
2解决方案
采用物联网、计算机网络、互联网应用、无线局域网、RFID、条形码、数据库等现有成熟技术，结合车载通信设备出入库自动检测系统平台及既有运维管理模式，构建车载通信设备动态运用管理系统，解决无线车载通信设备运维管理过程中存在的主要难题，实现设备整机和关键部件的智能化、精细化、寿命化、定机定台(板件)管理目标，最终达到充分挖掘设备潜力，降低设备更新改造成本。车载通信设备的动态运用管理系统主要包括后台数据库处理服务器、现场客户终端、现场手持终端和RFID扫描检测设备等，网络结构如图1所示。
系统采用B/S与C/S混合工作模式，在铁路局(或通信段)设置服务器，铁路局、通信段、车间、工区用户按分层分权管理，分配操作权限，操作相关功能模块。系统功能模块如图2所示。系统界面简洁、操作简便，符合现场快捷要求，尽量在无输入或较少输入的情况下，完成数据采集、记录、上传，系统关联、分析、统计现场碎片化作业行为和内容，实现设备维护管理、运用管理等生产过程控制，充分体现自动化、网络化的管理模式。
3系统功能
3.1设备基础台账管理
针对机车、CIR主机、LBJ、MMI，设置RFID身份识别标签;针对主控板、语音模块、数据模块、GIS单元等板件，设置身份识别条形码;人工输入软、硬件版本信息数据，以无线出入库检测点为最小管理单元，将各出入库检测点管理范围内的运用设备、备品备件等设备的基础信息、状态信息录入或导入系统服务器，形成全局的无线车载设备基础台账。条件具备情况下，无线出入库自动检测系统和动态运用管理系统之间开放数据交互接口，无线出入库检测系统可获取归属该出入库检测点的相关基础数据，动态运用管理系统可获取出入库自动检测系统检测结果、质量分析等相关数据。
3.2电子无线车载设备动态运用揭示牌
现场操作终端使用专用账户登录后，弹出电子揭示牌，揭示牌信息根据权限从数据服务器提取与出入库检测点配属相对应的设备信息，定期刷新。揭示牌分三个功能区:①当前机车入库到达信息;②设备运用揭示，一般情况显示机车型号、机车号、设备厂家、设备型号、设备编号等，当鼠标移动至该机车时，弹出悬停窗进一步显示主机设备、软硬件版本等详细信息;③该出入库检测点的备品备件、故障修设备等信息。
3.3机车入库到达提示
在机车入库咽喉位置设置RFID读取设备，当机车入库时，自动读取机车上RFID卡片并反馈至后台，系统将机车的到达信息及搭载的无线设备信息推送到无线出入库检测点现场操作终端，例如显示:2014年7月21日7:37HXD3C-0037机车入库，CIR厂家世纪东方，WTTJ-I。另外，根据实际情况提示前期故障修的设备(板件)是否需要执行归位操作，供作业人员参考。
3.4板件级动态运用管理
车载通信设备或板件因故障等原因需倒换时，或设备或板件入所修(含返厂修)时，使用现场手持终端扫描RFID或条形码并选取相应操作即可完成。设备(板件)的状态、位置发生变化时，手持终端将相关信息进行记录并上传至数据服务器。根据系统记录运用日志信息，当维修板件位置信息已经到达对应无线出入检测点时，系统根据机车入库到达信息，判断并声光提示在出入库检测点进行设备(板件)归位操作。现场对设备(板件)进行故障倒换时，输入故障现象等信息(为了减少输入繁琐，可预制常用故障信息供选择)，信息自动跟随故障件至无线检修所。无线检修所对故障件进行维修后，检修记录终身跟随故障件，供各级技术人员查询。
3.5全寿命跟踪管理
运用RFID及条形码技术，结合手持终端的使用，系统对无线车载设备(板件)从上道开始，至报废或调拨出局，对其运用状态发生变化的行为及原因进行跟踪，记录运用日志。系统可设置无线车载设备或板件使用寿命年限，根据上道时间自动计算到期时间，在运用揭示牌界面可根据要求自动提示到期剩余时间。系统还可设置运用日志组合查询、智能分析功能，对设备运用情况自动进行统计分析，对即将到更新改造周期或经常使用不良的设备进行智能分析、提示，也可人工手动定向查询、分析，实现对设备全寿命动态跟踪管理。
3.6机车或设备调拨管理
机车或设备的调拨由通信段级管理人员发起，选择机车或设备、输入/导入调拨原因和依据，发起调拨程序。局内调拨时，调出的出入库检测点在确认机车下线并进入整备状态后，确认调出，调入的出入库检测点在确认机车到达后确认调入，完成调拨工作。出局调拨时，调出出入库检测点在确认机车下线并完成整备后确认即可完成。
3.7报废管理
针对车载通信设备(或板件)进行报废操作，报废界面应显示设备的主要构成，如CIR主机、LBJ、MMI、主控板、语音模块、数据模块、GIS单元等，以及上道时间、障碍信息。选择已到报废年限的部件进行报废操作，对于还未到报废年限的部件进行转备品操作，可实现精细化管理，节约投资和成本，减少投资浪费。
3.8软硬件版本管理
车载设备或板件的软、硬件版本及GIS数据版本发生变化时，可选择软硬件版本管理界面，采用人工手动操作方式进行修改。具备条件时，可通过出入检测系统或无线车载设备开放的数据接口，在出入库检测时，自动获取并自动更新软、硬件版本等相关信息。3.9履历管理
根据总公司车载设备履历簿管理要求，系统提取设备基础台账信息、运用日志信息，自动生成实时履历簿。3.10信息共享
各级用户可根据权限查阅设备(板件)全寿命范围内的基础数据、检修记录、运用日志等相关数据。如:无线检修所可以查询现场设备运用情况、机车入库检测记录、设备故障现象、倒换原因、处理人员等信息;无线检修工区可查询设备(板件)的入所修测试记录、状态、检修人员，上次机车入库情况等信息;各级管理人员可根据需要进行查询。技术管理文件、设备技术资料、作业指导书、故障案例、数据分析软件、维护软件、GIS数据、各次软件升级补丁等资料的共享，通过、浏览、下载方式实现。充分利用办公局域网覆盖通信各管理环节，以及系统基础数据、检修记录、运用日志等，可根据不同管理需求进行功能扩展。如:工作任务管理，具备任务下达通知、签认、闭环管理;年、月度检修计划及进度管理;无线检修所设备轮修过程管理及检修记录电子化;设备运用质量报表统计、分析;故障、障碍登记簿管理等，最终实现无线车载设备维护管理无纸化。
4系统构建建议
物联网、计算机网络、互联网应用、无线局域网、RFID、条形码、数据库等均为现有成熟技术，不存在技术上难点。系统涉及面广、作业环节较多，有专业交叉，管理较复杂，而且通信管理人员与系统开发人员彼此专业了解不够，这些都对双方参与人员的综合素质提出较高要求。通信管理人员要参与并协助系统开发人员充分了解车载通信设备维护管理体系及特点，现场作业流程和各环节要点，设备的编号规则，设备主要构成、关联关系;机务部门相关的机车管理体系及特点;通信与机务部门结合部的关联关系;通信部门的需求等，这些需求对接清楚是系统构建的一个难点，需要双方充分交流。而且系统覆盖全局，点多面广，现场维修人员接受和使用信息系统的能力参差不齐，因此，现场维修人员与信息系统的衔接是否顺利成为了构建车载通信设备动态运用管理系统的又一个难点，需在系统启用前，在试用期间对员工加强培训。
1新建方案
220V直流电源设备是保证电网安全、断路器分合闸操作和继电保护设备可靠运行的独立电源，不受其他电源的影响，具有安全、稳定、可靠的优势，是每个变电站的标准配置。建议将通信设备-48V电源模块更换为直流220V电源模块，直接采用变电站已有直流220V电源系统，即不再建设通信设备专用电源系统，如图3所示。新建变电站直流电源系统具有以下几个优点。(1)共用变电站直流电源设备，电源更可靠，同时减少了设备投资和相应的安装空间。(2)减少了通信人员的运维量，使通信人员更加关注于通信设备的运维。(3)减少了设备种类，增加了备品备件种类。(4)提高了设备电压，电流降低，电缆上的压降降低，对电缆要求降低，同时降低了电源与设备间的距离要求。从目前来看，采用直流220V电源模块的网络通信设备比较多，如D-link网络交换机、路由器，现代通信大量使用的EPON设备已支持高压直流供电。2009年12月，工信部推出了通信技术准标《通信用240V直流供电系统技术要求》，制定了通信用直流供电系统技术规范，对通信直流供电系统明确了技术要求。中国电信、中国移动、中国联通等各大移动运营商都在大力推广高压直流供电系统，其中江苏电信已全面采用高压直流供电系统。虽然各运营商大力推广高压直流供电系统取代传统的交流UPS，以解决UPS可靠性差、转换效率低、输入电流谐波大等问题，但也侧面证明了高压直流供电系统是大势所趋。从某电网公司实际情况来看，该电网公司拥有500kV变电站1座，220kV变电站15座，110kV变电站34座，35kV变电站33座，所有通信设备均采用48V电源，其电源设备配置如表1所示。若将通信设备全部改为直流220V电源模块，按电源模块每只0.3万元测算，每变电站按4台通信设备，每台通信设备配置2块电源模块计算，则每变电站需：0.3×4×2=2.4万元。对于新建智能变电站，由于直流-48V电源模块与直流220V电源模块价格差别不大，不增加通信设备投资费用。对于常规变电站通信电源设计，220kV变每站可节省投资20万元，110kV变每站可节省投资4万元，35kV变每站可节省投资2万元；对于智能变电站一体化电源设计，则220kV变每站可节省投资10万元，110kV、35kV变每站可节省投资5万元。电网企业每年新投运上百座变电站，直接经济效益非常可观。同时，减少了通信系统运维量，提高了110kV及以下非重要变电站通信节点通信设备电源保障能力。
2实现途径
现在变电站内采用-48V直流电源的通信设备种业较多，包括SDH，PDH，PCM，EPON，OTN、网络交换机、路由器、光放、调度交换机等设备，涉及厂家众多，包括华为、中兴、烽火、广哈等，且数量较大，因此实现变电站内通信设备采用直流220V电源是一个循环渐进的过程。(1)由国家电网组织技术人员制定相应技术规范，作为电网企业的强制标准，并修改变电站典型设计。(2)新建变电站的通信设备电源直接采用直流220V。(3)老旧变电站的通信设备老化进行更换时，新换通信设备应直接采用直流220V；通信专用-48V电源老化需更换时，应强制退役通信电源，将通信设备电源模块改为直流220V供电。(4)建议非变电站的通信机房继续使用-48V供电；对于供电公司核心通信机房，要结合交流IT设备电源由交流改为直流，单独建立直流220V电源系统后，通信设备根据运行情况逐步改为直流220V供电。
3结束语
关键词：设备故障；集中监控；故障告警；声光告警
随着计算机与通信技术的快速发展，机房数量也在骤增。机房主要用来放置计算机系统或通信网络的核心设备，为了保证设备正常运行，机房装有许多配套设备，这些配套设备必须24小时监控，任何一种异常情况都必须得到及时有效地处理。否则，将对机房中各系统的正常工作带来严重危害，后果不堪设想。设备的生产厂家众多，有华为、西门子、摩托罗拉、中兴等，为保证整个通信网络，特别是机房设备安全稳定运行，现有设备厂家依据设备故障对系统影响程度提供不同级别的告警信号，以提醒机房监控人员及时通过系统维护终端进行软维护或以不同方式（电话、短讯等）通知相关维护人员处理。机房采用24小时专人值班，由于设备分散在不同机房，为了确保整个通讯网络系统安全运行，防止事故的发生，移动通信机房需要对不同专业设备的故障告警进行集中声光告警监视监控。
一、移动通信机房设备故障告警特点
目前许多机房的管理人员采用24小时专人值班，定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，不能及时排除故障，对事故发生的时间及责任也无科学的管理。尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。采用集中告警监视监控系统使得机房监控人员能够更及时的发现网络故障，及时处理故障，保证设备处于最佳运行状态，使其运行服务质量能够满足用户的需求。
移动通信机房设备故障集中监控系统将所有设备维护终端集中在一个统一平台输出告警，所有不同设备的故障集中产生声光告警，该系统使得监控人员只需要在同一平台处理日常告警。对于网络监控人员工作有以下有利方面：有利于网络监控人员作为第一责任人在7×24小时值班时，对安装在本地区内的话务网、传输网、数据网及所有相关设备的运行状况实时监控，对本地区动环监控的站点实时监控，特别是将交换网元、BSC网元以及传输网设备的监控作为重点，实时查看上述各网元上的各类告警信息，特别注意话务网、传输网设备上告警的关联性，并通知相关人员负责故障的受理和处理。有利于监控值班人员实时监测移动通信网网路、设备运行情况，对发现的故障进行预处理、派单，监督相关专业维护人员及时处理各种故障，并跟踪、处理过程和结果。发现重大故障立即通知相关专业管理、支撑部门和向上级领导汇报。
二、移动通信机房设备故障集中监控系统特点
2.1集中告警信号的采集
告警是设备故障集中监控系统的一个重要功能。本系统采取从网管终端发出的告警信号端子提取信号进行处理，有指示灯两端输出的电压量和机内声卡输出的语音数据。故障发生后，系统会根据故障的优先级别将故障放入不同的队列进行处理。系统首先从高优先级队列获取报警信息，进行报警。网络监控人员根据告警级别在10分钟内先分析判断、定位，确定故障发生的大致区域和基本性质后，通知相关人员进行处理，有效压缩故障历时。
2.2中央集中控管，提供良好的管理并提高效率
本系统将服务器集中控管，所有服务器的状态一目了然，监控人员可以透过因特网在远程方便地进行设备管理，并且在每个服务器端，也能由维护人员进行管理维护。
2.3支持各类智能设备的接入
机房设备种类多、生产厂家多，通信协议各不相同。因此，为提高系统的兼容性，整个系统分为通信层、规约层、业务逻辑层分别进行设计，各层之间相互不影响。可以根据需要进行通信方式的扩充、通信规约的扩充。系统新增设备终端，增加相应模块就能接入到该系统进行集中监控。
三、移动通信机房设备故障集中监控系统设计与实现
3.1系统结构概述
方案设计充分考虑移动机房的实际要求，整个监控系统采用逐个设备汇接的结构，将所有设备故障终端接入到KM0216服务器进行集中监控，如图1所示。在设计中充分考虑系统的稳定性、兼容性、系统所有设备的性价比、及其系统今后扩展、扩充需要。
监控站用来实现各种上层应用以及系统配置，监控人员只需要在设备故障集中监控系统处理日常告警，管理人员可以通过近端或设备故障集中监控系统进行数据管理、安全管理、配置管理、报表管理。移动通信机房设备故障集中监控系统选用一台AltusenKM0216MatrixKVMSwitch，来进行所有服务器的管理工作。选用USB的CPU端模块KA9120及CE250网络线来将服务器的键盘及鼠标连接到KM0432上。在视讯方面，用VS-82A将视讯一分为二，一方面传送给本地的显示器，另一方面透过KM0216与CPU端／控制端模块传送给远程的投影机，使得每台服务器都能保留原有的键盘、鼠标、显示器，不影响在本地的正常使用；同时，也能透过KM0216进行切换管理。在投影机一端，我们透过一台4埠KVM切换器CS-9134来选择三个KA9222控制端模块，以控制每个投影机的内容来源，以满足方案要求，也就是从网管主机中选择应显示某一台主机的视讯。此外，还配备了一个IP远程控管装置CN-6000，以实现透过因特网来控制网管主机的需求。
3.2系统功能概述
本系统将设备故障集中监控系统分为五大功能，分别为集中实时监视功能、集中实时声光告警功能、集中循环监视功能，用户管理功能，远程管理功能。
3.2.1集中实时监视功能
实时监控系统通过各维护终端将当前被监视设备的运行参数集中采集，实时显示在监控电脑屏幕上，监控人员通过该系统依据设备故障对系统影响程度提供不同级别的告警信号，以提醒机房监控人员及时通过系统维护终端进行软维护或以不同方式（电话、短讯等）通知相关维护人员处理。
3.2.2集中实时声光告警功能
该系统从网管终端发出的告警信号端子提取信号进行处理，将所有设备故障告警在同一集中声光告警箱产生实时告警。监控人员报警发生后，一般按以下步骤来进行处理：①通知。首要的是将报警信息告知给相关人员。②确认。表明已经知道报警的发生，正在处理。但此时报警仍然存在，没有消失。③消除。经过处理，故障消失，设备恢复正常，报警也随之消失。
3.2.3集中循环监视功能
该系统对所有维护终端都能够通过2台投影屏幕来循环监视，设置自动轮流显示所接维护终端，每个终端可设置停留时间(3s～60s)；还可以用手动选择，当手动选择后，画面停止在选择的维护终端，直到再次选择自动显示按键。
3.2.4用户管理功能
本系统将管理权限分为三级:SuperAdministrator、Administrator、以及User，各级管理人员的管理范围和权限不同。
3.2.5远程管理功能
本系统提供远程管理功能，维护人员既能通过该系统进行数据管理、安全管理、配置管理、报表管理，又能在本地维护终端对设备进行相应的操作维护。
四、系统实际应用效果
4.1应用效果
该系统的上线运行将永州分公司所有设备维护终端都集中在一个平台输出，如图2所示，所有设备维护终端都显示在本系统，选择数字键或者ENTER就进入相应终端进行监控监视。该系统使得监控人员彻底改变传统分散式监控模式，集中在同一个系统对所有维护终端进行监视监控。
4.2成果效益
该系统对所有设备告警进行集中监视，根据告警的级别产生相应的告警声音，以提示监控人员立即上报故障情况。如图3所示，一旦设备出现告警，相应设备指示灯闪烁，以声音提示监控人员立即对故障进行处理。
YZHLR01设备维护终端为例介绍成果效益，对该设备的数据进行基础维护，一旦设备出现重大故障立即通知相关管理者。
五、结语
本文所设计的移动设备故障集中监控系统已在永州分公司上线试运行，效果良好。目前，集中监控系统正在向分布式和网络化方向发展，人们不断对远程监控的简便性、实时性、可靠性提出更高的要求，因此，必须要灵活、及时地把最新的技术应用到监控系统中，才能使集中监控系统不断地发展，保障移动通信机房的安全运行，不断地满足通信业发展的需求。
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赵彬.高校机房监控系统的设计与实现[J].科技信息.2008(1):64.
杨红和.公共计算机机房管理和维护初探[J].漳州师范学院学报(自然科学版).2005(2):65-68.
1设计需求。在进行电力信息通信设备管理系统开发前，应对系统的设计需求有一个充分的了解，并对软件系统的功能特性进行分析，确定解决设备管理问题的方案，随后进行开发设计。信息通信设备管理系统的设计需求主要包括良好的人机交互界面、功能完善的通信系统设计以及高效率的数据库设计等，应根据电力信息通信设备管理的具体需求，进行管理系统的开发与设计。
2设计步骤。电力信息通信设备管理系统的开发设计包括系统软件设计和数据库设计两个阶段：首先，对于系统软件的设计，应对其软件系统的结构设计以及组成模块进行分析，确立每个系统模块之间的关系和人机界面的主要功能。其次对于数据库结构设计，应从电力信息通信设备管理系统的需求出发，确定相应的数据表及索引关键词，同时选择较优的数据储存结构，从而提高整个电力信息通信设备管理系统的运行效率。
3设计原则：（1）安全可靠原则。基于电力系统对国民经济发展及人民生活的重要影响性来说，电力信息通信设备管理系统的设计应严格遵守安全可靠性原则，保持程序设计及通信安全的严谨性，从而确保数据传输的可靠性，通过合理的系统设计和布局，最终达到整个系统运行稳定性的提升。（2）实用性原则。电力信息通信系统设计应采用良好的人际交互界面，并尽量使操作系统平台简单易懂，避免由于人员调动出现的电力通信工作人员不能及时掌握系统操作方法等问题。
二、通信设备的状态检修
1实现设备管理理念的转变和管理基础的夯实，是实行电力信息通信设备检修的关键。换言之就是要从维护好设备转变到使用好资产。同时在检修策略制定时应根据其必要性和紧迫性进行安排，对于维护成本高且投入产出较低的设备提倡以换代修。另一方面，要学会将设备管理重点转移到到科学分析上，从而促进设备状态检修的常态化。
2设备状态检修过程中应注意对数据的收集和整理，摆脱以往单一数据单一用途的做法，对各项数据进行分类梳理后，使之形成一个整体的系统，并从时间、指标等多角度对其进行对比分析，使单项数据能发挥出更大的作用，从而利于设备的状态评价和检修决策工作。
3采用先进的在线监测和辅助诊断技术，实现在线监测从报警到预警方向的发展，对可表征设备状态的工况量进行监测。同时通过人工智能对设备数据进行分析处理、减少主观随意性，从而使设备状态检修更好的为设备管理服务，以适应智能电网的发展趋势。
4充分贯彻资产设备全寿命周期管理理念，使通信设备的效益能够得到更好的发挥。由此就需要加强设备选型、安装调试以及运行维护等各方面的设备强化管理，这方面需要设计、采购、安装调试、运维等各个部门的共同努力。
关键字:无线通信设备防雷措施
Abstract:Wirelesscommunicationispopularlyusedinsomearea.Butbecauseofthethunderbreakin,wilelesscommunicationisindangerseverytime.Thisarticleintroducedlightingpreventionmeasureofwilelesscommunicationdevice。
Keywords:wilelesscommunicationdevicelightingpreventionmeasure
一、前言
在我们的生活中会经常见到电闪雷鸣,但是大家知道吗?全球平均每年要发生1600万次闪电。雷电具有惊人的能量,每次雷击所产生的能量大约为55万千瓦/小时,足以燃点100万个灯泡1小时、直击雷电流平均都有34kA。有记录的最大直击雷电流为210kA。目前人类尚未能对雷电的能量加以有效利用,而雷害造成的损失却是巨大的。据统计,在欧美国家每年有20%—30%的电脑故障是因感应雷引起的,在一处电网中每8分钟便有一个瞬间过电压产生。全球每年有数以千人死伤于雷击事故、经济损失有数十亿美元。
所以雷电灾害对无线通信设备的危害也是不言而喻的,所以探讨有关无线设备的防雷是非常有必要的,这对于无线通信网络的安全、质量等都有很重要的意义。
二、雷电对无线通信设备损害的原理和主要形式
1.原理
要真正做到对无线设备的防雷首先必须了解雷电对无线通信设备危害产生的原理。以负雷云为例,由于电云负电的感应,使附近地面积累正电荷,地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积累的电荷密度很大,激发的电场强度达到空气游离状态(空气击穿)的临界值时,雷云便开始向下梯级式放电。接近地面的物体达到一定的距离时,地面物体在强电场作用下产生尖端放电,形成向雷云方向逐渐向上先导放电,二者汇合形成雷电通路,异性电荷剧烈中和形成很大的雷电流,并发出强烈的闪电和雷鸣。雷电发生时,雷电流经架空线路或空中金属管道等金属物体产生冲击电压,随物体走向而迅速扩散,形成危害。
2.三种主要形式雷击破坏的三种主要形式为:
2.1直击雷
带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象,叫做“直击雷”。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,也就是说直击雷发生的几率较低,而且直击雷发生时一次只能袭击一个小范围的目标,但是由于放电现象发生过程迅猛,被直接击中的目标会由于放电电流过大,造成的损坏程度较大。直击雷主要对室外物体产生破坏作用,所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。
2.2球形雷
简称球雷,是一种特殊的雷电现象。一般是橙或红色,或似红色火焰的发光球体(也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的),直径约为10~20cm,最大的直径可达1m,存在的时间大约为百分之几秒至几分钟,一般是1~5s,一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸,其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内有的由烟囱或通气管道滚进楼房,多数沿带电体消失球形雷一般发生的较少,只有在一些特殊的地理环境或者特殊的基站位置上才会有球形雷的发生。
2.3感应雷
雷电在雷云之间或雷云对地放电时,并在附近的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象,叫做“二次雷”或称“感应雷”。感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷不论雷云对地闪击还是雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害。此外一次雷闪击都可以在较大的范围内使多个电子设备同时产生感应雷过电压现象,并且这种感应高压可以通过基站供电线和信号中继线等引入传输到很远,致使雷害范围扩大。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用,因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波(LEMP)破坏的系统称为内部防雷系统。
三、无线电设备防雷措施探讨
1.外部防雷外部防雷系统由避雷针、引下线、接地地网等组成,缺一不可。一般防止直击雷破坏是通过避雷装置即避雷针、引下线和接地网络构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。然而避雷针、引下线和接地装置的导通只能保护安装避雷针的物体本身免受直击雷的损毁,但雷电会通过多种形式及途径破坏电子设备。对通信基站而言,天馈线系统和机房建筑物容易遭受到直击雷的袭击,可以通过合理的设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。有人工接地体和自然接地体两种。接地网是把需要接地的各系统,统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来,使它们之间成为电气相通的统一接地网。一定要有一个良好的接地系统,因为所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果基站接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰、防静电等问题都需要建立良好的接地系统来解决。一般整个基站的接地系统有:建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地(也称信号地)、防雷地等。然而,各地网之间必须独立时,如果相互之间距离达不到规范要求的话,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的要求时,应尽可能连接在一起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现等电位连接。
2.内部防雷
有可靠的外部防雷措施同时更需要完善内部防雷措施,内部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。
(1)屏蔽
每对双绞线或四对双绞线都可使用金属屏蔽,不同的双绞线或四对双绞线放在一起可共同使用一个金属屏蔽。由于金属屏蔽的趋肤效应产生的吸收和反射作用,可更好的分割周围的电磁场和减少单独屏蔽的对绞线之间的串音。
(2)防雷器
防雷器是用一种低压时呈现高阻开路状态,高压时呈现低阻短路状态,能承受数百安培大电流通过的过压保护电子器件组合。将防雷器并联在供电线路、信号传输线路上使用。当遇到雷击和高电压大电流时其立即呈现短路,将瞬间产生高电压大电流通过地网泄放到大地中,使设备受到保护。发生雷击时,直击雷或者沿着线路进入室内的感应雷会使设备的进线电压瞬间急速升高,达到几百甚至上千伏。由于在进线端采用了第一级保护,并联一个气态放电管,通过惰性气体的电离,能转移大部分的瞬变能量。因为无分布电感电容,通流容量极大,特别适合用于吸收直击雷,保护后的残留电压为二十几伏,对于集成电路而言,这个电压还是偏高,还起不到有效保护。另外气态放电管,反应速度慢,导致其上冲电压可达到电压峰值,有鉴于此,增加一级保护,并且在两极之间采用电感耦合,利用电感电流不能突变的原理,起到一个延迟的作用,为第二级保护赢得时间,并减轻对第二级的压力。第二级主要是采用固态放电管,它是基于可控硅原理的一种负阻器件,在冲击电压作用下,其前沿上冲电压非常低,显示出极强的抑制特性,并且响应速度非常快(纳秒级),分布电容小,残压低于5V,且对电流的吸收能力也相当大,非常适合用于网络通讯工程、电子部件的防雷保护。
3.微电子设备防雷
3.1天线防雷
完善微波天线防雷击的保护措施。天线铁塔设避雷针,并经40mm×4mm镀锌扁钢直接入地,使雷电流沿最短路径接入接地网,这样塔上的天线都在其保护范围内,免受雷电,而且使天线引下线都多点接地。馈线在塔顶与天线连接处接地,进机房前与地网就近接地,进入机房后,与设备连接处接地,馈线与设备接口处,有条件的加装避雷设备。天线铁塔和机房之间装设支撑电缆的金属过桥或悬挂电缆的钢绞线。过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通,在电缆进入机房外侧时,将过桥和钢绞线、电缆外护层连在一起,并通过最短路径与接地网相连,尽可能减少经天馈线进入机房的雷电压幅值。塔灯电源铠装带屏蔽层采用多点接地,并在机房入口处对地加装氧化锌无间歇避雷器,并将零线接地。
3.2机房防雷防雷检测技术人员首先对机房部分的防雷装置及其安装工艺、材料规格等进行查看,即查看机房内是否安装了汇流排(也叫接地汇集线),汇流排的接地引下线是从哪里引入的,汇流排和接地引入线的材料规格是否合乎要求;查看输电线路是否安装了电源避雷器,其安装是否规范和工作是否正常;查看同轴电缆馈线是否安装了天馈避雷器,其安装是否规范和工作是否正常。然后测试馈线的金属外护层、PE线、数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、内走线架、金属门窗、空调机正常不带电的金属外壳等金属体是否作了等电位连接。然后测量接地电阻值,并做好记录和绘制机房防雷平面示意图。
3.3基站防雷
首先,保护建筑物部分的防雷装置(接闪器、引下线、接地装置等)、天面金属物必须实施可靠的等电位连接。因为当雷电向建筑物闪击时,雷电流通过接闪器和引下线被迅速释放入地,强度得到迅速衰减,干扰源的雷电电磁脉冲存在时间极短,不至于产生高的感生电压,对通信设备有保护作用。
其次,天线的直击雷防护,主要是安装避雷针一,最好直接利用天线杆来保护。上文中已经有比较具体的介绍,就不在此累赘了。
同时做好天线杆、同轴电缆馈线、外走线架的等电位连接,能减少各金属体之间的电位差和防高压反击,可以避免雷电波从同轴电缆馈线侵入机房损坏通信设备。作法为:用40mm4mm的镀锌扁钢把天线杆连接,并接到避雷带上;采用横截面积36mm的绝缘皮多股铜芯线把同轴电缆馈线的金属外护层与天线杆连接,并在进人机房的入口处与外走线架连接;用40mm4mm的镀锌扁钢把外走线架每隔5米与避雷带连接,且不能少于两处。
此外还有塔接、接地等措施。搭接就是等电位连接。做好等电位连接能减少电位差,并能有效地防范雷电电磁感应的破坏作用。在机房内,打开建筑物内柱(对角两柱)的一段混凝土,使其露出柱筋,采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线,从柱子的主筋焊接出接地端子,并连接到汇流排上。汇流排采用面积为120mm铜排制作,采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接带,把等电位连接带沿机房的四周敷设成闭合环(即均压环),并与汇流排连接。采用横截面积为35mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接线(接地连接线),把数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、空调机的金属外壳等金属体相互连接,并连接到等电位连接带上。同轴电缆馈线的金属外护层、PE线、金属门窗也应做等电位连接,用等电位连接线把它们连接到汇流排上。内走线架每隔5m用等电位连接线就近连接到汇流排或等电位连接带上,但不少于两处。
接地就是接地装置。其目的是把雷电流迅速流到大地。采用共地接地系统,即所有接地都与建筑物的基础接地相连。机房的接地直接利用建筑物的基础接地装置。具体做法:采用横截面为95mm的绝缘皮多股铜芯线作为接地引入线,把接地引入线的一头与建筑物的基础预留接地端子相连,另一头引人机房,并连接到汇流排上。需要增加人工接地体的做法:当建筑物的基础接地电阻大于1欧姆时,应增加人工接地体,即沿机房建筑物滴水点外,安装环形接地装置并与建筑物的基础预留接地端子相连,此时接地电阻小于5欧姆即可。
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通信设备户外应用时因呼吸效应导致的设备进水问题存在两种解决思路:1)提高设备的防护等级。如改进结构形式使设备防护等级提高到IP68，但设备制造成本急剧增加，并且不能完全解决设备进水问题，在内外压力差的作用下，水由于渗透作用仍然存在进入设备内部的可能。2)平衡内外压力。如采用人工肺、透气孔或防水透气阀。采用人工肺的结构如图1所示，需要设备内部存在一定的空间或在设备外部装配相应的气囊，但通信设备内部空间比较紧凑，不适合安装气囊，同时外部装配气囊也存在容易破损、影响外观等问题，因此该方案并不适合在通信设备行业使用。采用透气孔、迷宫式通道等设计方案也可以有效平衡内外压力，从而保护密封圈不受过大的压力，避免水从密封界面进入。但这些方案无法完全阻止水、灰尘、杂质和异物从其自身(孔、通道)进入，使用中也存在一定的风险。防水透气膜是一种可以将液态和固态物质挡在外面，而气态物质可以自由出入的功能性薄膜，其工作原理如图2所示。防水透气膜的微孔网状结构如图3所示，其含有微小的孔径，孔径大小介于液态水分子直径和气态水分子直径之间，并且是立体网状结构，因此能阻挡液态分子如水和微小颗粒状灰尘的进入，同时又能使气体如空气自由进出壳体。防水透气阀是将防水透气膜装配在阀体内部组成一个防水组件，其结构如图4所示，主要由阀体、防水透气膜、O型圈组成，其中核心组件防水透气膜位于阀体内部。与文中所述其他方案相比，防水透气阀能够通过较好的透气来实现壳体内外压力的平衡，防止外界的水通过密封条、线缆等进入壳内，并能有效保护密封条的完整性。同时其自身结构具备很好的防水防尘能力(可以达到IP65甚至更高的等级)。防水透气膜还能加快水气的散发，从而减少水气积聚。
2防水透气阀的应用
2．1防水透气阀的选型
2．1．1材料的选择目前阀体的材料主要是金属或塑料，金属防水透气阀加工尺寸一致性不容易控制，在户外也存在腐蚀的可能，不能满足通信设备行业的需求。塑料防水透气阀可以采用一体化注塑成型技术将防水透气膜和相应的阀体注塑成型为一体，阀体尺寸一致性容易控制，并且阀体与膜层结合界面缺陷率低，适合大批量生产。防水透气膜的材料一般为EPTFE，即膨体聚四氟乙烯。该材料具有轻薄、耐用、防水等特点，可以加工成各种不同“透气性”等级的织物或薄膜。2．1．2关键指标的选择防水透气阀主要功能是防水和透气，其关键性能指标主要是防水能力和透气量。防水能力主要和阀体生产工艺和透气膜的防水能力有关，可以达到IP65、IP66、IP67甚至更高的防护等级。防护等级的选择和设备的应用环境有关，一般的风吹雨淋环境要求IP65即可，如有浸水的环境，则需考虑IP67或更高的防护等级。透气量的选择主要与设备壳体体积、最大温差等密切相关。假设设备内部空气体积为10L，外部使用环境最大温差为从80℃降低到20℃(12min内)，并且内部和外部初始空气压力均为1个大气压，即101kPa，假设从80℃降低到20℃是一个均匀降温的过程，内外压差按1min为时间单位进行积聚，且内部空气压力在每个时间单位开始时已恢复至一个大气压。假定降温是一个匀速过程，则内外压差在1～2kPa之间(80℃降到75℃和25℃降到20℃产生的压差均在1～2kPa之间)，那么要求透气阀的透气量为497～994ml/min@7kPa(透气量与压差有线性关系，一般用7kPa时的透气量表示)。实际使用时考虑到外界环境的复杂性，一般透气量选择为理论设计值的2倍以上为宜。2．1．3安装和使用防水透气膜作为防水透气阀的核心组件，也可以单独采用背胶粘贴或橡胶塞等方式。这两种方式简单易用，但存在粘贴不牢、松动滑脱等风险，因此在通信设备等可靠性要求高的行业不建议使用。比较而言，将透气膜和阀体注塑到一起，并通过螺纹和设备壳体连接到一起更牢固，可靠性较高。防水透气阀一般要求安装在通信设备壳体的底部，以避免外界灰尘等颗粒物积聚在防水透气阀膜层上堵塞透气膜影响透气效果。
2．2防水透气阀的使用效果
为了进一步验证防水透气阀在实际使用环境中的效果，对安装透气阀的设备壳体进行高温淋雨实验(图5)，以模拟户外设备遇到暴雨时设备温度急剧降低产生负压的情形。首先将设备在高温试验箱中加热到80℃，并保持2h，取出后进行IPX5淋水实验，看设备内部是否进水。测试结果显示:壳体内部及透气阀处均没有进水，说明透气阀能够有效平衡内外压力，避免设备因呼吸效应而进水。对某型号产品大批量使用防水透气阀进行了一年多的跟踪，该产品因进水失效的比例由使用前的千分之三降低到十万分之五以下，改善效果明显。
3结束语
