2022年通信电源系统日常维护测试 .pdf

第 12 章通信电源系统日常维护测试本章内容2通信电源日常维护测试的基本要求和误差控制。2交流参数指标的测量。2温升、压降的测量。2整流模块的测量。2直流杂音电压的测量。2蓄电池组的测量。2柴油发电机组的测量。2接地电阻的测量。2机房专用空调的测量。本章重点2温升、压降的测量。2直流杂音电压的测量。2蓄电池组的测量。2接地电阻的测量。本章难点2通信电源日常维护测试的误差控制。2蓄电池组容量的测量。2整流模块的测量。本章学时数 8 课时。学习本章目的和要求2理解通信电源日常维护测试的基本要求和误差控制。2掌握交流参数指标；温升、压降的测量方法和指标。2掌握整流模块的各种性能的测试。2理解直流杂音电压概念以及测试的注意事项，掌握杂音电压测试方法和指标。2掌握蓄电池组标识电池选择、端压均匀性判断、极柱压降测量和容量判断方法。2掌握柴油发电机组绝缘电阻、输出电压、频率、正弦畸变率、功率因数、噪声的测量方法及指标。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 41 页 -2掌握接地电阻直线布极法的测量。2了解空调的构造，掌握机房专用空调高低压力的测试及制冷、加热、除湿、加湿等功能的测试。12.1 通信电源日常维护测试概述通信网络的正常运行，首先要求通信电源系统必须安全、可靠地运行。而供电网络的安全运行，归根结底是电源网络各种设备运行参数必须符合指标的要求，包括电压、电流、功率、功率因数、谐波、杂音电压、接地电阻以及温升等等。所以为了使供电质量满足通信网络的要求，从而保证通信网络的良好运行，必须对电源网络的各种参数进行定期或不定期的测量和调整，以便及时的了解电源网络的运行情况。12.1.1 测量操作的基本要求随着电源技术的发展，电源设备种类很多，并且各类设备均有不同的技术指标要求，因而对供电网络各种运行参数进行测量时必须针对不同的设备采取不同的测试仪表和测试方法。但各类运行参数的测量也有相同的操作规范，以保证测试过程的安全性和检测参数的准确性。以下各点是对测量操作的基本要求。被测参数的测量精度与选用的仪表，测量方法，测量的环境等有一定的关系。在通常情况下，一般性的测量调试对仪表精度要求不太高，在1 3范围内即可，在要求高精度的测试中，要尽量选用高精度等级的测量仪表，一般要求精度等级高于0.5 级。仪表在进行测量之前，一般应根据要求进行预热和校零。被测试信号的幅值必须在测试仪表的量程范围以内。当不明被测信号电压值的范围时，可将仪表的量程放在最大档，待知道被测信号范围后，再把仪表的量程放在适当位置上进行测试，避免损坏仪表或造成测量不准。保证仪表接线正确，以免损坏仪表。在测量中，表笔和被测量电路要牢靠接触，尽量减小接触误差，同时要防止短路，烧坏电路或仪表。由于大部分仪表属于电磁类仪表，所以测量时仪表周围应避免强磁场的干扰，以免影响测量精度。12.1.2 测量的误差控制测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。一个量在被观测时，该量本身所具有的真实大小称为真值。在测量过程中，由于对客观规律认识的局限性、测量器具不准确、测量手段不完善、测量条件发生变化及测量工作中的疏忽或错误等原因，都会使测量结果与真值不同，这个差别就是测量误差。不同的测量，对其测量误差的要求也不同。但随着科学技术的发展和生产水平的提高，对减小测量误差提出了越来越高的要求。对很多测量来说，测量工作的价值完全取决于测量的准确程度。当测量误名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 41 页 -差超过一定程度，测量工作和测量结果不但变得毫无意义，甚至会给工作带来很大危害。1测量误差的定义测量误差就是测量结果与被测量真值的差别。通常可分为绝对误差和相对误差。（1）绝对误差绝对误差=测得值真值（12-1）真值虽然客观存在，但要确切地说出真值的大小却很困难。在一般测量工作中，只要按规定的要求，达到误差可以忽略不计，就可以将它来代替真值。满足规定准确度要求，用来代替真值使用的量值称为实际值。在实际测量中，常把用高一等级的计量标准所测得的量值作为实际值。所以式（12-1）可表示为：绝对误差=测得值实际值（12-2）绝对误差可以是正也可以是负。（2）相对误差绝对误差的表示方法有它的不足之处，这就是它往往不能确切地反映测量的准确程度。例如，测量两个频率，其中一个频率f1=1 000Hz，假设其绝对误差为1Hz；另一个频率f2=1 000 000Hz，其绝对误差假设为10Hz。尽管前者绝对误差小于后者，但我们并不能因此得出f1 的测量较f2 准确的结论。为了弥补绝对误差的不足，提出了相对误差的概念。相对误差相对误差=(绝对误差/实在值)3100（12-3）相对误差也叫相对真误差。它是一个百分数，有正负，但没有单位。相对额定误差相对额定误差=(绝对误差/仪表最大量程)3100（12-4）相对额定误差也叫允许误差。它也是一个百分数，有正负，没有单位。仪表的准确度等级（简称仪表等级）就是根据允许误差的纯数值来划分的。例如，某仪表表盘上写有1.5 表示 1.5 级的仪表，其允许误差就是1.5。由式（12-3）和式（12-4）可导出，相对误差等于相对额定误差乘以仪表的额定值（最大量程），再与被测值（实在值）之比，即相对误差=(相对额定误差 3仪表最大量程)/实在值（12-5）例如，用一个准确度为1.5 级，量程为100A 的电流表分别去测80A 和 30A 的电流，问测量时可能产生的最大相对误差各为多少？测 80A 时的相对误差=(1.53100)/80=1.875测 30A 时的相对误差=(1.53100)/30=4.999可见，被测值相比仪表的最大量程越小，则测量的误差越大。这就是使被测值在仪表刻度的2/3 以上名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 41 页 -区间，可以减小测量误差，提高测量准确度的道理。2测量误差的分类根据测量误差的性质和特点，可将它分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。（1）系统误差系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时按某种规律而变化的误差。造成系统误差的原因很多，常见的有：测量设备的缺陷、测量仪表不准、测量仪表的安装放置和使用不当等。例如：电表零点不准引起的误差；测量环境变化，如温度、湿度、电源电压变化、周围电磁场的影响等带来的误差；测量时使用的方法不完善，所依据的理论不严密或采用了某些近似公式等造成的误差。（2）随机误差随机误差是指在实际相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差。随机误差主要是由那些对测量值影响较微小，又互不相关的多种因素共同造成的。例如，热骚动，噪声干扰，电磁场的变化，空气扰动，大地微振以及测量人员感觉器官的各种无规律的微小变化等。一次测量的随机误差没有规律，不可预定、不能控制也不能用实验的方法加以消除。（3）粗大误差粗大误差是指超出在规定条件下预期的误差，也就是说在一定的测量条件下，测量结果明显偏离了真值。粗大误差也称为寄生误差，它主要是由于读数错误、测量方法错误、测量仪器有缺陷等原因造成的。粗大误差明显地歪曲了测量结果，因此对应的测量结果（称为坏值）应剔除不用。3测量的正确度、精密度和准确度正确度是表示测量结果中系统误差大小的程度。精密度是表示测量结果中随机误差大小的程度，简称精度。测量值越集中，测量精度越高。如果测量的正确度和精密度均高，则称为测量的准确度高，准确度表示测量结果与真值的一致程度。在一定条件下，我们总是力求测量结果尽量接近真值，即力求准确度高。4误差的控制和处理（1）随机误差的控制和处理随机误差变化的特点是：在多次测量中，随机误差的绝对值实际上不会超出一定的界限，即随机误差具有界限性；绝对值相等的正负误差出现的机会相同，即随机误差具有对称性；随机误差的算术平均值随着测量次数的无限增加而趋于零，即随机误差具有低偿性。因此，我们可以通过多次测量取平均名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 41 页 -值的方法来消弱随机误差对测量结果的影响。（2）系统误差的控制和处理对待系统误差，很难说有什么通用的方法，通常是针对具体测量条件采用一定的技术措施。这些处理主要取决于测量人员的经验、学识和技巧。但是，对系统误差的处理，一般总是涉及以下几个方面：设法检验系统误差是否存在。分析可能造成系统误差的原因，并在测量之前尽力消除。测量仪器本身存在误差和对仪器安装、使用不当，测量方法或原理存在缺点，测量环境变化以及测量人员的主观原因都可能造成系统误差。在开始测量以前应尽量消除这些误差来源或设法防止测量受这些误差来源的影响，这是消除或减弱系统误差最好的方法。在测量中，除从测量原理和方法上尽力做到正确、严格外，还要对测量仪器定期检定和校准，注意仪器的正确使用条件和方法。例如仪器的放置位置、工作状态、使用频率范围、电源供给、接地方法、附件以及导线的使用和连接都要注意符合规定并正确合理。对测量人员主观原因造成的系统误差，在提高测量人员业务技术水平和工作责任心的同时，还可以从改进设备方面尽量避免测量人员造成的误差。例如用数字式仪表常常可以减免读数误差。又如用耳机来判断两频率之差，由于人耳一般不能听到16Hz 以下的频率，所以会带来误差，若把耳机指示改成用示波器或数字式频率计指示，就可以避免这个误差。测量人员不要过度疲劳，必要时变更测量人员重新进行测量也有利于消除测量人员造成的误差。在测量过程中采用某些技术措施，来尽力消除或减弱系统误差的影响。虽然在测量之前注意分析和避免产生系统误差的来源，但仍然很难消除产生系统误差的全部因素，因此在测量过程中，可以采用一些专门的测量技术和测量方法，借以消除或减弱系统误差。这些技术和方法往往要根据测量的具体条件和内容来决定，并且种类也很多，其中比较典型的有零示法、代替法、交换法和微差法等。设法估计出残存的系统误差的数值或范围。有时系统误差的变化规律过于复杂，采取了一定的技术措施后仍难完全解决；或者虽然可以采取一些措施来消除误差源，但在具体测量条件下采取这些措施在经济上价格昂贵或技术上过于复杂，这时作为以中治标的办法，应尽量找出系统误差的方向和数值，采用修正值的方法加以修正。例如，可在不同温度时进行多次测量，找出温度对测量值影响的关系，然后在实际测量时，根据当时的实际温度对测量结果进行修正。12.2 交流参数指标的测量在供电系统中，交流供电是使用最普遍、获取最容易的一种供电方式，也是最重要的一种供电方式。电信企业对电源的不可用度有着严格的要求，重要的局站均要求实现一类市电供电方式。掌握交流电量参数的定义和测量方法是动力维护人员做好动力维护工作的基础，也是需要掌握的最基本的技能。12.2.1 交流电压的测量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 41 页 -电流的方向、大小不随时间而变化的电流称为直流电流。大小和方向随时间而变化的电流称为交变电流简称交流电。常见的交变电流（即电厂供应的交流电）是按正弦规律变化的我们称之为正弦交流电。交流电压又可分为峰值电压、峰峰值电压、有效值电压和平均值电压等四种。交流电压的测量通常使用万用表、示波器或交流电压表（不低于1.5 级）。测量方法主要有直读法和示波器测量法。（1）直读法测量根据被测电路的状态，将万用表放在适当的交流电压量程上，测试表棒直接并联在被测电路两端，电压表的读数即为被测交流电源的有效值电压。以上方法适用于低压交流电的测量。对于高压电，为了保证测试人员和测量设备的安全，一般采用电压互感器将高压变换到电压表量程范围内，然后通过表头直接读取。在电压测量回路中，电压互感器的作用类似于变压器。值得一提的是进行电压互感器的安装和维护时，严禁将电压互感器输出端短路。常用的交流电压表和万用表测量出的交流电压值，多为有效值。通过交流电压的有效值，经过相应的系数换算，可以得到该交流电源的全波整流平均值、峰值和峰峰值。表12-1 中列出了各种交流电源的有效值，全波整波平均值、峰值和峰峰值的转换关系，供测量电压时查阅。（2）示波器测量法名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 41 页 -用示波器测量电压，不但能测量到电压值的大小，而且能正确地测定波形的峰值、周期以及波形各部分的形状，对于测量某些非正弦波形的峰值或波形某部分的大小，示波器测量法是必不可少的。用存储示波器测量电压时，不但可以利用屏幕上的光标对波形进行直接测量，并且能够将存储下来的波形复制到计算机中以便日后进行比较和分析。用示波器可以测出交流电源的峰值电压或峰峰值电压。如果需要平均值电压或有效值电压，可以通过表 12-1 给出的系数进行换算。12.2.2 交流电流的测量交流电流的测试一般选用精度不低于1.5 级的钳形表、电流表或万用表。测试大电流时，一般选用交流钳形表测量。测试时将钳形表置于AC档，选择适当的量程，张开钳口，将表钳套在电缆或母排外，直接从钳形表上读出电流值。测试接线如图12-1（a）所示。如果被测试的电流值与钳形表的最小量程相差很大时，为了减少测量误差，可以将电源线在钳形表的钳口上缠绕几圈，然后将表头上读出的电流值除以缠绕的导线圈数，测试接线如图12-1（b）所示。测量精度要求较高且电流不大时，应选用交流电流表（或万用表）进行测量。测量时将电流表串入被测电路中，从表上直接读出电流值。测试接线如图12-2 所示。12.2.3 交流输出频率的测量频率的测量可选用电力谐波分析仪、通用示波器以及带频率测试功能的万用表、频率计等仪表。应该注意，测量柴油发电机的输出频率时，负载容量不能超出柴油发电机的额定输出容量，否则会影响其输出频率。1选用电力谐波分析仪的测量方法选用万用表或电力谐波分析仪进行测量时，将万用表打在电压档，将两根表棒并接在被测电路的两端，直接从表头上读出频率值。选用万用表进行测试时，则应该将万用表的功能档打在频率档。其他测试要求与电力谐波分析仪相同。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 41 页 -2示波器测量法用示波器测量频率的方法有多种，如扫速定度法，李沙育图形法，亮度调节法等，但在电源设备的维护中最常用的方法为扫速定度法。目前常用的示波器有工作频率40MHz的 SS-7804 双踪示波器和100MHz的 SS-8608 存储双踪示波器，只要简单的操作即能显示稳定波形，测量简单准确，相应操作方法将在实训中作进一步说明。12.2.4 交流电压波形正弦畸变因数的测量在电源设备中，除了线性元件外，还大量使用各种非线性元件，如整流电路、逆变电路、日光灯和霓虹灯等。非线性元件的大量使用使得电路中产生各种高次谐波。高次谐波在基波上叠加，使得交流电压波形产生畸变。为了反应一个交流波形偏离标准正弦波的程度，把交流电源各次谐波的有效值之和与总电压有效值之比称为正弦畸变因数，也称为正弦畸变率。用RMS（THD-R）表示。也可以用交流电源各次谐波的有效值之和与基波电压有效值之比表示，用（THD-F）表示。正弦畸变率为无量纲量。如果供电系统正弦畸变率过大，则会对供电设备、用电设备产生干扰，使通信质量降低。严重的时候甚至会造成通信系统误码率增大，用电设备如开关电源、UPS退出正常工作，也可能造成供电系统跳闸。特别是3 次、5 次、7 次、9 次谐波，应引起电源维护人员的注意。在对称三相制中三相电流平衡，且各相功率因数相同则零线电流为0。如果电流中存在3 和 3 的倍数次谐波，各相的谐波电流不再有120的相位差的关系，它们在零线中不但不能相互抵消，反而叠加在一起，使得零线3 和 3 的倍数次谐波电流值为相线中的3 倍。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 41 页 -过大的零线电流，不但增加线路损耗，还会引起零地间电压过高，线路采用四极开关时可能会引起开关跳闸。另外，由于5 次、7 次电压谐波的波峰和 50Hz 基波的波峰重合，叠加后严重影响交流电压波形。测试仪表可选用电力谐波分析仪F41B或失真度测试仪。测试电压谐波时电力谐波分析仪直接并接在交流电路上，调整波形/谐波/数字按钮至谐波功能档，直接读出被测信号的谐波含量。12.2.5 三相电压不平衡度的测量三相电压不平衡度是指三相供电系统中三相电压不平衡的程度，用eU表示它是指电压负序分量有效值和正序分量有效值的百分比。三相电流不平衡度用ei表示。测量三相电压不平衡度首先要求测出三相供电系统的线电压，然后再采用作图法、公式计算法或图表法求出。其中公式计算法较为繁琐，图表法不够准确，较简单的方法是作图法，以下介绍作图法的步骤。测出三相电压后，以三相电压值为三角形的三条边作图，如图12-3 所示，图中AB、BC、CA为所测得的三相线电压，O和P是以CA为公共边所做的两个等边三角形的两个顶点，电压不平衡度按下式计算：eU=OB/PB=UP/UN3100式中：eu电压不平衡度；UP电压的正序分量，V；UN电压的负序分量，V。需要说明的几个问题：正序分量是将不对称的三相系统按对称分量法分解后，其对称而平衡的正序系统中的分量。负序分量是将不对称的三相系统按对称分量法分解后，其对称而平衡的负序系统中的分量。图中OB、PB的值，可用直接测量法求得。12.2.6 交流供电系统的功率和功率因数的测量在目前的电源系统维护中，电力谐波分析仪F41B是测量功率和功率因数最方便的仪表。用 F41B 进行测量时，只需将红表棒搭接在相线上，黑表棒搭接在零线上，电流钳按正确的电流方向套在相线上。将 V/A/W 功能键设定在功率档，波形/谐波/数值功能键设定在数值档，便可以从表头上直接读出视在功率（S）、有功功率（P）、无功功率（Q）和功率因数（PF）。如果三相负载平衡，只需测出其中一项的参数即可，其他两相参数与该相参数相同。如果用电设备内部采用三角形接法，即只有三根相线而没有零线时，测量该设备的三相功率时需要调整电压表棒和电流钳的接法。具体接法为：红表棒搭接在其中一相（A相），黑表棒搭接在另一相（B名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 41 页 -相），用电流钳来测量余下的那一相（C相）电流，然后从电力谐波分析仪F41B 的表头上直接读出三相用电设备的功率参数。功率和功率因数的测量也可采用有功功率表、无功功率表来测量，或者采用电压表、电流表、功率因数表来测量，根据测出的数据，按照定义中给出的相互关系，求出其他参数，在此不作详述。交流参数表如表12-2 所示。12.3 温升、压降的测量12.3.1 温升的测量1温升的定义及其影响我们知道供电系统的传输电路和各种器件均有不可消除的等效电阻存在，线路和器件的连接肯定会有接触电阻的产生。这使得电网中的电能有一部分将以热能的形式消耗掉。这部分热能使得线路、设备或器件的温度升高。设备或器件的温度与周围环境的温度之差称为温升。很多供电设备对供电容量的限制，很大程度上是出于对设备温升的限制，如变压器、开关电源、UPS、开关、熔断器和电缆等。设备一旦过载，会使温升超出额定范围，过高的温升会使得变压器绝缘被破坏、开关电源和UPS的功率器件烧毁、开关跳闸、熔断器熔断、电缆橡胶护套熔化继而引起短路、通信中断，甚至产生火灾等严重后果。所以电力维护人员对设备的温升值应该引起高度的重视。通过对设备温升的测量和分析，我们可以间接地判断设备的运行情况。部分器件的温升允许范围如表12-3所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 41 页 -12.3 温升、压降的测量12.3.1 温升的测量1温升的定义及其影响我们知道供电系统的传输电路和各种器件均有不可消除的等效电阻存在，线路和器件的连接肯定会有接触电阻的产生。这使得电网中的电能有一部分将以热能的形式消耗掉。这部分热能使得线路、设备或器件的温度升高。设备或器件的温度与周围环境的温度之差称为温升。很多供电设备对供电容量的限制，很大程度上是出于对设备温升的限制，如变压器、开关电源、UPS、开关、熔断器和电缆等。设备一旦过载，会使温升超出额定范围，过高的温升会使得变压器绝缘被破坏、开关电源和UPS的功率器件烧毁、开关跳闸、熔断器熔断、电缆橡胶护套熔化继而引起短路、通信中断，甚至产生火灾等严重后果。所以电力维护人员对设备的温升值应该引起高度的重视。通过对设备温升的测量和分析，我们可以间接地判断设备的运行情况。部分器件的温升允许范围如表12-3所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 41 页 -2温升的测量方法红外点温仪是测量温升的首选仪器。根据被测物体的类型，正确设置红外线反射率系数，扣动点温仪测试开关，使红外线打在被测物体表面，便可以从其液晶屏上读出被测物体的温度，测得的温度与环境温度相减后即得设备的温升值。有些红外点温仪还可设定高温告警值，一旦设备温度超出设定值，点温仪便会给出声音告警。红外点温仪常见物体反射率系数如表12-4 所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 41 页 -注意事项：被测试点与仪表的距离不宜太远，仪表应垂直于测试点表面。仪表与被测试点之间应无干扰的环境。对测试点所得的温度以最大值为依据。12.3.2 接头压降的测量由于线路连接处不可避免地存在接触电阻，因此只要线路中有电流，便会在连接处产生接头压降。导线连接处接头压降的测量，可用三位半数字万用表。将测试表笔紧贴线路接头两端，万用表测得的电压值便为接头压降。无论在什么环境下都应满足：接头压降 3mV/100A（线路电流大于1 000A）接头压降 5mV/100A（线路电流小于1 000A）下面的例子说明如何判断接头压降是否满足要求。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 41 页 -例如：某导线中实际负载电流为4 000A，在某接头处测得的接头压降为100mV，则标准情况下压降为100mV/4 000A=2.5mV/100A3mV/100A，为合格值。接头压降的测量可以判断线路连接是否良好，避免接头在大电流通过时温升过高。12.3.3 直流回路压降的测量1直流回路压降的定义直流回路压降是指蓄电池放电时，蓄电池输出端的电压与直流设备受电端的电压之差。任何一个用电设备均有其输入电压范围的要求，直流设备也不例外。由于直流用电设备输入电压的允许变化范围较窄，且直流供电电压值较低，一般为48V，特别是蓄电池放电时，蓄电池从开始放电时的48V 到结束放电为止，一般只有7V 左右的压差范围。如果直流供电线路上产生过大的压降，那么在设备受电端的电压就会变得很低，此时即使电池仍有足够的容量（电压）可供放电，但由于直流回路压降的存在，可能造成设备受电端的电压低于正常工作输入电压的要求，这样就会使直流设备退出服务，造成通信中断。因此，为了保证用电设备得到额定输入范围的电压值，电信系统对直流供电系统的回路压降进行了严格的限制，在额定电压和额定电流情况下要求整个回路压降小于3V。整个直流供电回路，包括三个部分的电压降：蓄电池组的输出端至直流配电屏的输入端；直流配电屏的输入端至直流配电屏的输出端，并要求不超过0.5V。直流配电屏的输出端至用电设备的输入端。以上三个部分压降之和应该换算至设计的额定电压及额定电流情况下的压降值，即需要进行恒功率换算。并且要求无论在什么环境温度下，都不应超过3V。2直流回路压降的测量直流回路压降的测量可以选用3 1/2 位的万用表或直流毫伏表、钳形表。精度要求不低于1.5 级。下面以实际的例子说明直流压降的换算。【例 12-1】设有直流回路设计的额定值为48V/2 000A，在蓄电池单独放电时，实际供电的电压为50.4V，电流为 1 200A，对三个部分所测得压降为0.2V、0.3V 及 1.3V，则在额定电压48V 及额定电流2 000A工作时，其直流回路压降为：U=(0.2+0.3+1.3)3(4832 000)(50.431 200)=2.853V3V直流屏内压降为：U=0.33(4832 000)(50.431 200)=0.48V0.5V因此，直流回路压降满足设计要求。12.4 整流模块的测量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 41 页 -整流模块的作用是将交流电转换成直流电，是通信网络中直流供电系统的重要组成部分。整流模块可以为通信设备提供48V、24V 等直流电源。目前整流模块均采用高频整流，体积小、容量大、输入电压范围宽、输出电压稳定、均流特性好、系统扩容简单，多台模块并联工作可以很方便地实现N+1冗余并机，系统可靠性得到大大的提高。整流模块作为直流供电系统的基本组成单元，熟练掌握其各项技术指标的测试方法对于保证通信网络的供电安全具有重要的意义。12.4.1 交流输入电压、频率范围及直流输出电压调节范围测量1交流输入电压、频率范围高频整流模块通过PWM、PFM或两者相结合的控制方式，将交流电转换成直流电。如果交流输入电压过高，则容易造成直流电压偏高、整流模块内部器件被高压击穿，从而造成模块损坏；如果交流输入电压过低则直流输出电压偏低。因此，为了使整流模块输出稳定的直流电压，要求交流输入电压的波动限定在一定的范围以内。保证整流模块正常工作的最高电压和最低电压称为模块输入电压范围。一旦输入电压超出该范围时，整流模块在监控模块的控制下停止工作，同时给出相应的声光告警，如果交流电压回复到允许输入范围时，整流模块应该自动恢复工作。另外，整流模块还可以设定输入过压/欠压告警值，如输入超出告警范围，整流模块仍然保持正常输出，同时给出输入过压/欠压的声光告警，以便引起维护人员的注意。相应的，整流模块有频率输入范围的技术指标。根据信息产业部YD/T 7312002 标准：整流模块的输入电压范围为85 110Ue，输入频率范围为48Hz52Hz。如果输入电压超出告警设定范围时，整流模块应该产生声光报警并进入保护状态，输出电压为0。一旦输入电压回复到设定范围，模块自动进入工作状态。2直流输出电压调节范围由于蓄电池组有浮充、均充的要求，直流供电回路上有线路压降的存在，种种因素均要求整流模块能够根据不同的要求相应地调整直流输出电压。整流模块输出电压的调整，应该能够通过手动方式或通过系统监控模块的控制实现连续可调的功能。根据信息产业部YD/T 731 2002 的要求，整流模块的直流输出电压的调节范围为43.2V 57.6V（对 48V供电而言）。具体的测试方法是：对于开关电源系统，通过监控模块上的系统菜单，进入均充或浮充电压调节菜单，调整直流输出电压，同时用万用表监测模块输出电压，根据测得的数据判断该功能是否满足规范要求。对于数字控制式整流模块，同样通过菜单功能调整输出电压。非数字控制式整流模块需要通过调节电位器的方式来实现输出电压的调整。调整模块的同时，用万用表检测实际输出电压的变化情况并将测试结果与规范要求进行比较。进一步调节模块输出电压，使输出电压超出输出过压/欠压告警点时，模块应该能够产生声光报警并进入输出保护状态。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 41 页 -12.4.2 稳压精度测量整流模块在实际的工作中，当电网电压在额定值的85 110及负载电流在5 100额定值的范围内变化时，整流模块应该具有自动稳压功能。当电网电压在额定值的85 110、负载电流在5 100额定值的范围内同时变化时，输出电压与模块输出电压整定值之差占输出电压整定值的百分比称为模块的稳压精度。模块的稳压精度应该不大于 0.6。整流模块的稳压精度的计算公式如下：100式中：dU 整流模块的稳压精度；Uo整流模块整定电压；U 整流模块在各种工作状态下的输出电压。稳压精度的测量方法如下：启动整流模块，调节交流输入电压为额定值，输出电压为出厂整定值。调节负载电流为50额定值，测量整流模块直流输出电压，将该电压值作为模块输出电压的整定值。调节交流输入电压值分别为额定值的85、110，输出负载电流分别为额定值的5、100，分别测量4 种状态组合后的模块输出电压。根据测得的模块输出电压，计算模块的稳压精度，取其最大值。12.4.3 整流模块均分负载能力测量多台整流模块并联工作时，如果负载电流不能均分，则输出电流较大的模块产生的热量较大、器件老化较快，出现故障的概率较大。一旦该模块退出服务，其他模块将承担全部负载电流。这样就造成模块间的负载不均衡程度进一步扩大，从而使得模块损坏的速度加快。根据信息产业部YD/T 731 2002 标准，并机工作时整流模块自主工作或受控于监控单元应做到均分负载。在单机50 100额定输出电流范围，其均分负载的不平衡度不超过直流输出电流额定值的5。由于模块显示电流值精确度不高，因此在进行均流性能测量时，如果条件允许，最好用直流钳形表测量各模块的输出电流。模块负载电流不均衡度的测试方法如下：对所测试的开关电源模块，先设置限流值（同一系统的模块限流值应一致）。关掉整流器，让蓄电池单独供电一段时间。打开整流器，这时开关电源在向负载供电的同时向蓄电池进行充电（均充），在刚开始向蓄电池充电时，电流很大，各模块工作在限流状态，在各模块电流刚退出限流区时，记下各模块的电流值，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 41 页 -作为满负载情况的均流特性。当直流总输出电流约为额定值的75时，记录各模块电流。当直流总输出电流约为额定值的50时，记录各模块电流；如果负载电流超过50额定电流值，则蓄电池充电结束（充电电流约在三小时内不再减少）时，记录各模块的电流值。模块输出电流记录表如表12-5 所示。12.4.4 限流性能的检测整流模块的限流性能主要是防止蓄电池放电后充电电流过大，同时也为了在整流模块出现过载时，模块能够实现自我保护，以免损坏。模块的限流值在30 110Ie之间可以连续可调。当限流整定值超出输出电流额定值时，不允许长期使用。测试方法如下：（1）使整流设备处于稳压工作状态，通过控制菜单设定输出限流值。（2）改变整流设备的负载电阻值，使整流设备的输出电流逐步增大。到达限流整定值时，如果继续减小负载电阻值，模块应持续降低输出电压，使输出电流保持不变，该点的电流值即为限流点。负载电阻越小，电压下降得越快，说明限流性能越好。12.4.5 输入功率因数及模块效率测量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 41 页 -目前整流模块一般均加装功率因数校正电路，输入的功率因数可以达到0.9 以上，效率可以达到90以上。输入功率因数和效率的测量，要求输入电压、输入频率、输出电压和输出电流为模块的额定值。12.4.6 开关机过冲幅值和软启动时间测量整流模块保持输出电压稳定，主要依靠模块内部的输出电压反馈电路来实现。但由于电压反馈需要一定的时间，因此在反馈电路起作用以前，整流模块将会出现瞬间的输出过压现象，然后反馈电路起作用使整流模块实现稳压输出。开机过冲现象的检测需要20MHz存储记忆示波器，具体操作步骤如下：（1）将模块输出电压接入示波器，适当调整示波器的工作参数。（2）调节模块输入电压为额定值，直流输出电压为出厂整定值。（3）调节负载电流为100额定值，测量整流模块直流输出电压，将该电压值作为模块输出电压的整定值。（4）反复作开机和关机试验3 次，用记忆示波器记录其输出电压波形，开关电源最大和最小峰值不超过直流输出电压整定值的10。根据直流输出波形，读出模块从启动开始到稳压输出的时间即为模块的软启动时间。12.4.7 绝缘电阻及杂音在常温条件下，用绝缘电阻测试仪500V 档测量整流模块的交流部分对地、直流部分对地和交流对直流的绝缘电阻。要求绝缘电阻不小于2MW。整流模块电气指标如表10-6 所示。整流模块除了以上技术指标，还有一项非常重要的技术指标是整流模块直流输出的杂音电压。杂音指标的好坏将直接影响通信质量。杂音指标的测量将在下一节中介绍。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 41 页 -12.5 直流杂音电压的测量杂音电压是指在一定的频率范围内，所有杂音电压信号的有效值之和。直流电源的杂音电压主要来源于整流元器件、滤波、交流电的共模谐波和电磁辐射及负载的反灌杂音电压等。直流杂音电压超出过大，容易引起通话质量下降、误码率增大和系统有效传输速率下降等。在信息产业部的电源维护规程中对各类杂音电压指标均有明确的要求。直流电源的杂音电压测量应在直流配电屏的输出端，整流设备应以稳压方式与电池并联浮充工作，并且电网电压、输出电流和输出电压在允许变化范围内进行测量。直流杂音电压可以分为电话衡重杂音电压、峰峰值杂音电压、宽频杂音电压和离散杂音电压。12.5.1 衡重杂音电压的测量通常所说的杂音电压是指在一定频率范围内所有干扰杂音电压信号的有效值总和。由于人耳对不同频率的感知程度有所不同，为了通过电话机能真实反应人耳对声音的感觉，于是在所用的测试仪表中串接一只类似人耳对各频率不同感觉的衡量网络，用这种方式测得的杂音电压称为衡重杂音电压。这类表的检波应采用有效值检波方式。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 41 页 -测试电源杂音电压的目的是测量直流电源中的交流干扰杂音电压，为防止直流电压进入仪表而造成仪表损坏，需要在仪表输入端中串接隔直电容器，它的耐压应是直流电流电压的1.5 倍以上（即100V以上）。为了防止正、负极性的错接，该电容器应是无极性，同时为了让300Hz 以上的干扰信号杂音电压无压降地输入测试仪表，要求串接的电容器阻抗远远小于600W的平衡输入阻抗。实际测量中一般要求电容器的容量在10mf 以上。电容器阻抗的计算公式如下：为了防止在测量时，仪表输入的测试线正负极性接错，造成短路发生意外而损坏设备和仪表，要求仪表的外壳应处于悬浮状态。测试用仪表如果本身需要接交流电源时，通常电源插头有三个脚，其中中间脚是保护接地，它与仪表外壳相通，为了使仪表的外壳处于悬浮状态，方法是去掉仪表电源线插头上的中芯头或另用二芯电源接线板（即中芯头不接地）。如图12-4 所示。图 12-4 机壳悬浮方法衡重杂音电压的测量选用通常选用QZY-11 型宽频杂音电压计，仪表机壳应悬浮。测试接线图如图12-5所示。衡重杂音电压的测量步骤如下：（1）打开仪表电源、预热约20 分钟。（2）调零：阻抗档至600W，功能档至需要测试的频段，调节校零电位计使仪表指示（零电压）。（3）自校：阻抗档至校准，调节校准电位计，使表针指示0dB（红线）。（4）完成上述步骤后，调节阻抗档至600W，功能档至电话，平衡档至平衡a/b，电平档至+40dB(100V),名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 41 页 -时间档至200ms。将测试线接入平衡输入插孔，负极性端输入线串接一只大于10mf/100V 的隔直无极性电容，另一条输入线接至正极性端。（5）调节电压档，使表针指示为清晰读数，记下表头指针指示的电压即为衡重杂音电压。电压值应50mV（不合格）。但若以每个电池间的最大差值90 mV为标准时，则2.25 2.16=90mV 就为合格值。这表示以平均电压50mV为高标准。3标示电池一组蓄电池容量的多少，决定于整组电池中容量最小的一只单体电池，也就是以电池组中最先到达放电终止电压的那只电池为基准。因此，对电池组容量的检测总是着重对电池组中容量最小的电池进行监测。这些有代表性的单体电池被称之为标示电池。标示电池的选定应在电池放电的终了时刻查找单体端电压最低的电池一至二只为代表，但标示电池不一定是固定不变的，相隔一定时间后应重新确认。如果端电压在连续三次放电循环中测试均是最低的，就可判为该组中的落后电池。电池组中有明显落后的单体电池时应对电池组进行均衡充电。当电池组处于浮充状态时，标示电池电压在整组电池中不一定是最低的，甚至是最高的。也就是说，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 41 页 -端电压最低的电池其容量不一定是最小的，如果一只电池端电压超出平均电压很多，如达到2.5V 以上时，很可能该电池已经失水过多，电解液浓度过高，该电池的容量往往不足。4电池极柱压降（1）极柱压降的产生及影响蓄电池组由多只单体电池串联