變電站光傳輸設(shè)備故障分析與處理

國網(wǎng)冀北電力有限公司信息通信分公司 許鴻飛 張姣姣 閆磊 金燊 文玲鋒 彭青青

0 引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給電力系統(tǒng)通信帶來了巨大的發(fā)展空間，創(chuàng)新出大量新型的通信設(shè)備，比如數(shù)字程控交換機(jī)、SDH光通信系統(tǒng)、數(shù)字式電力線載波機(jī)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、數(shù)字微波設(shè)備等。新型通信設(shè)備的不斷增加對維修人員提出了更高的要求，要求維修人員不斷提高自身的維護(hù)水平，加強(qiáng)對通信設(shè)備的維護(hù)管理工作，能夠在設(shè)備發(fā)生故障時快速準(zhǔn)確的進(jìn)行處理。

1 變電站光傳輸設(shè)備故障分析

光纖通信系統(tǒng)是由光電轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)、中繼器、電光轉(zhuǎn)換器、光纜、光纖幾部分組成的。眾所周知，計算機(jī)輸出的是電信號，而光纖上傳輸卻是光信號，因此，必須在計算機(jī)終端系統(tǒng)上連接光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，以期實現(xiàn)不同信號間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)前，在變電站中所采用的光電轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)方式是由光信號到電信號之間的轉(zhuǎn)換，而電光轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的是由電信號到光信號之間的轉(zhuǎn)換，假如要實現(xiàn)兩個終端系統(tǒng)的雙向通信，則需要借助兩根光纖實現(xiàn)，而通信系統(tǒng)中的中繼器正起著延長光纖長度，維持光纖信號，確保實現(xiàn)信號傳輸?shù)墓δ堋?/p>

1.1 變電站光發(fā)射機(jī)部分故障分析

一般情況下，變電站光發(fā)射機(jī)的故障發(fā)生在光傳輸設(shè)備信號失真方面，電光輸出的失真，則會造成光信號傳輸?shù)氖д?。由于電光傳輸常常會受到溫度濕度等其他環(huán)境因素的影響，在光強(qiáng)度或電流發(fā)生變化時，則會造成電光輸出曲線的區(qū)間發(fā)生偏差，甚至干擾接收機(jī)的輸出信號。

1.2 變電站光接收機(jī)部分故障分析

變電站的接收機(jī)是光傳輸過程的最后一環(huán)，但在具體操作時，由于接收機(jī)分散在不同的部分，面臨的外界環(huán)境比前端機(jī)房更加惡劣，而光接收機(jī)又需要大量的設(shè)備支持，接收的要求比較高，因而出現(xiàn)的故障相對較多，尤其是在電源以及尾纖接頭部分。如若供電電壓在超過的范圍內(nèi)使用或者在光節(jié)點處未配置穩(wěn)定的電壓，則會造成接收機(jī)無法正常工作或者引起電源損壞。此外，如果光接收沾染了灰塵，則會造成輸入的功率下降，輸出電壓變低，因此，一定要定時對光接收機(jī)進(jìn)行灰塵處理。

1.3 變電站光分路器部分故障分析

光分路器部分處在光傳輸設(shè)備的中間位置，主要負(fù)責(zé)對光發(fā)射機(jī)發(fā)射出來的信號進(jìn)行合理分配，常常會發(fā)生光結(jié)構(gòu)功率下降的故障。一般情形下，如果沒有對光分路器的接口進(jìn)行挪動，則不會造成尾纖頭沾上灰塵或者端口接觸不良的情況，從而不會出現(xiàn)功率下降問題。因此，在變電站運作的過程中，必須定期用專用的清潔器清洗光分路器的端口。

2 變電站光傳輸設(shè)備的維修與維護(hù)措施

2.1 采取維護(hù)措施前的準(zhǔn)備工作

一般情況下，變電站中運作的光傳輸設(shè)備很多，從而造成故障類型多樣且較為復(fù)雜，因此，相關(guān)維修人員在進(jìn)行故障處理及維修維護(hù)措施時必須提前做好準(zhǔn)備工作，熟悉光傳輸?shù)母鱾€設(shè)備，并一一對其進(jìn)行分析，在深入掌握理論知識的前提下，了解和掌握所有的光傳輸數(shù)據(jù)，如此才能對繁多復(fù)雜的故障類型提出具體、針對性、合理而高效的解決措施。此外，維修人員還需要注意以下幾點，其一是必須對光傳輸設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行全面整體的分析，對維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)時間、維護(hù)部位、各配件之間的連接、配件運行的原理等有一個全方位的了解，確保維修人員掌握維護(hù)系統(tǒng)的整體運行機(jī)制；其二是維修人員必須對整個光傳輸系統(tǒng)的設(shè)備全面了解，包括運行的原理、結(jié)構(gòu)的組成、故障發(fā)生的原因、故障的類型、通常采取的解決措施等，確保對光傳輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)熟悉并了解；其三是維修人員必須對光傳輸設(shè)備的設(shè)計運行儀表充分了解，比如儀表的工作原理、使用方法、運行部位、維護(hù)措施等，確保心中有數(shù)，將不斷學(xué)習(xí)的理論知識與維修維護(hù)現(xiàn)場的實際情況有機(jī)結(jié)合。

2.2 故障具體采取的維修以及維護(hù)措施

2.2.1 主要光傳輸設(shè)備的維修措施

首先，維修人員必須全面分析故障在整個光傳輸設(shè)備系統(tǒng)的位置以及故障發(fā)生的原因。具體來說，維修人員應(yīng)當(dāng)對光傳輸設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)有一個全方位的分析，有一個全面、整體、系統(tǒng)的維修概念。因此，維修人員需要在對整個系統(tǒng)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，依次分析出現(xiàn)故障的系統(tǒng)，及時準(zhǔn)確地找出發(fā)生故障的具體部位，即便是一個很小的部位或結(jié)構(gòu)，也要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，檢查完畢后，將有可能發(fā)生故障的部位進(jìn)行顯著的標(biāo)記。舉例來說，如果維修人員在對系統(tǒng)進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)是光通道的傳輸功率突然大幅度的下降或者突然出現(xiàn)中斷，則應(yīng)當(dāng)首要考慮是否是光纜發(fā)生了折斷、短路或者是其他的情形。此外，維修人員在檢查完成后對標(biāo)記出來有可能發(fā)生的故障類型應(yīng)當(dāng)用測試儀進(jìn)行一一的測試，在進(jìn)一步測試完成后最終確定故障的發(fā)生部位，為后續(xù)的故障維修提高科學(xué)合理的借鑒。綜上所述，維修人員在進(jìn)行這個階段的故障維修時，必須全面掌握和了解整個光傳輸設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的運行原理、故障通常發(fā)生的部位、系統(tǒng)中各設(shè)備的功能等，保證維修人員在進(jìn)行具體的故障排除時，能在最短的時間里及時準(zhǔn)確地找出故障有可能發(fā)生的位置及原因，提高維修人員對變電站光傳輸設(shè)備的維修效率。

其次，維修人員在進(jìn)行故障分析和處理時還應(yīng)考慮針對性的維修措施，這一階段能夠確保在故障初步檢查排除之后，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)的具體位置，確保維修人員能夠進(jìn)行具體的維修和處理，即對光傳輸設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)中的各個器件進(jìn)行分析和處理。具體來說，維修人員在對故障有可能發(fā)生的設(shè)備進(jìn)行測試后，運用專業(yè)的儀器對標(biāo)記出來的設(shè)備進(jìn)行一一的測試，找出光傳輸設(shè)備中故障發(fā)生的具體位置。比如，在確定光傳輸設(shè)備的故障盤時，可以將專用測試儀器依次放置在幾個故障盤周圍，如果盤正常，即可快速測試出盤的輸出值和輸入值，如果測試儀器無法顯示出盤的輸出值或輸入值，或者測量出來的輸出輸入值與正常值的范圍存在較為明顯的差距，則說明該盤是故障盤。此外，維修人員還必須熟練掌握故障盤的工作原理和具體的功能，在確定出故障盤后，在最短的時間里找到科學(xué)合理的最優(yōu)方案，對故障盤進(jìn)行準(zhǔn)確快速的處理，確保變電站光傳輸設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

2.2.2 光傳輸設(shè)備中零器件的維修措施

通過對上文主要光傳輸設(shè)備的維修措施分析，可以看出，在對光傳輸設(shè)備中的零器件進(jìn)行維修時，也要掌握整體分析的原則，在確定設(shè)備發(fā)生故障的大致位置后，再進(jìn)行相關(guān)零器件的維修。從相關(guān)理論知識角度來講，整體分析和具體的零器件維修是兩個截然不同的階段，但在實際的操作過程中，兩者是相輔相成、不可分割的整體。舉例來說，如果檢測完成后發(fā)現(xiàn)故障基本都集中在某一個設(shè)備上，那么則需要對該設(shè)備進(jìn)行全方位的深入檢測。比方，如果在對機(jī)盤測量輸入輸出值時，發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)值存在較大的差距，則可以判斷該機(jī)盤存在故障，因為正常情況下，機(jī)盤的輸入輸出值在一定范圍內(nèi)為恒定變化，此時則需要核定故障盤，進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。這就需要維修人員在對零器件設(shè)備的構(gòu)成及工作原理深入了解的基礎(chǔ)上，對錯綜復(fù)雜的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與處理。

2.2.3 光傳輸設(shè)備理論化的維護(hù)措施

通常情況下，專業(yè)的維護(hù)人員在對變電站光傳輸設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時，主要采取以下六種措施。首先，營造一個合理干凈的外部環(huán)境。由于變電站光傳輸設(shè)備通常均處在不斷運行的階段中，如果設(shè)置一個比較合理的環(huán)境，則可以在一定程度上提高各設(shè)備的運行效率，減少設(shè)備發(fā)生損壞的幾率，因此，在對整個光傳輸設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時，設(shè)置一個合理干凈的外部環(huán)境非常必要。在設(shè)置合理干凈的外部環(huán)境時，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)考慮到幾個必要的問題，比如設(shè)備所處的空氣溫度和濕度是否合適，是否定期對各設(shè)備進(jìn)行擦拭灰塵的清理工作，是否合理控制了空氣中的灰塵含量等，只有綜合考慮了以上因素，才能在一定程度上減少設(shè)備故障的發(fā)生概率，提高設(shè)備的運行效率，甚至延長設(shè)備的使用時間。

其次，維護(hù)人員必須全方位地了解整個變電站光傳輸設(shè)備中的運行系統(tǒng)。從理論上來說，維護(hù)人員對光傳輸設(shè)備的系統(tǒng)組成、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、故障等現(xiàn)象應(yīng)有全面深入的了解，是維護(hù)人員得以高效解決故障問題所必須具備的技能，因此，維護(hù)人員在進(jìn)行具體的故障分析和處理時，必須對以上因素了然于心，在全面深入的了解之后，具體問題具體分析，有效解決各種故障。

此外，科學(xué)合理的更換故障盤也是維護(hù)人員通常會采取的一種措施。一般情形下，如果變電站光傳輸設(shè)備的機(jī)盤發(fā)生故障后，就會造成無法再次使用的問題，這就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰。在這樣的前提下，只有對故障盤加以必要的更換才能從根本上解決這一問題。值得一提的是，由于光傳輸設(shè)備的機(jī)盤構(gòu)成都較為復(fù)雜，機(jī)盤中的配置又非常密集，內(nèi)部構(gòu)造中含有大量的導(dǎo)線與其他的機(jī)盤連接，如果在處理故障盤時對配置進(jìn)行盲目的拆卸，就很有可能導(dǎo)致機(jī)盤發(fā)生崩潰，因此，維護(hù)人員在處理故障盤時，必須留下部分插件，減少對機(jī)盤的損壞。

同時，維護(hù)人員還應(yīng)運用合適的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對光傳輸設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的控制。在維護(hù)系統(tǒng)時，維護(hù)人員可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實時監(jiān)控功能對故障進(jìn)行實時監(jiān)督，保證在故障發(fā)生時能夠及時準(zhǔn)確的采取相應(yīng)解決措施，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)防。

再者，維護(hù)人員在進(jìn)行光傳輸設(shè)備的維護(hù)時，最好在最大程度上少動機(jī)器設(shè)備。在變電站的光傳輸設(shè)備中，由于各設(shè)備具有大量的端口和接口，如果對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行亂動或者搬移，則會在很大程度上影響整個系統(tǒng)的運行效率，嚴(yán)重時甚至造成連環(huán)故障的產(chǎn)生，因此，維護(hù)人員在對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時，除非確定系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障，否則不要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行搬動。

最后，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)確保自己可以深入掌握所有需要在故障分析和處理時運用到的軟件技術(shù)。對于變電站光傳輸設(shè)備而言，軟件設(shè)備是一個非常重要的組成部分，因此，在對光傳輸設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的同時，需要對軟件設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。具體來說，維護(hù)人員在深入掌握軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)確保對軟件注意事項以及基本功能的掌握和了解，保證在軟件發(fā)生故障時能夠在最短的時間里對軟件進(jìn)行高效的處理，確保軟件以及設(shè)備的安全運行。

2.2.4 光傳輸設(shè)備的日常維護(hù)措施

由于光傳輸設(shè)備在整個變電站系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用，因此要求在日常生活中對光傳輸設(shè)備進(jìn)行合理的日常維護(hù)。在對光傳輸設(shè)備的日常維護(hù)中，可以采取以下措施：首先，做好對設(shè)備的管理維護(hù)工作，實行專人負(fù)責(zé)制，制定專門的人員進(jìn)行專門的管理和維護(hù)；其次，在將光傳輸設(shè)備接入機(jī)房的環(huán)形通信網(wǎng)上時，必須在天氣發(fā)生較大變化時，尤其是春季雷雨的季節(jié)，定期對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查和維護(hù)，查看網(wǎng)絡(luò)連接處的接觸是否緊固和良好，在條件允許的情況下，采用數(shù)字式接地電阻檢查接地電阻是否正常。同時，相關(guān)責(zé)任人員還應(yīng)對日常的維護(hù)數(shù)據(jù)做好檔案管理和備份的工作，對重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類保存，確保在需要使用數(shù)據(jù)的時候，能夠及時查找出相關(guān)的數(shù)據(jù)，做好定期檢查的工作避免由于硬盤滿存儲等原因發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失；再者，維護(hù)人員還應(yīng)定期檢查變電站的電源設(shè)備是否在正常運行，保證蓄電池處在飽和的狀態(tài)中，確保在電源發(fā)生故障時，能夠及時將備用電源投入使用；此外，維護(hù)人員在對故障進(jìn)行分析和處理時，還應(yīng)注意不要帶電插拔機(jī)盤；最后，維護(hù)人員每隔一段時間應(yīng)當(dāng)對運行設(shè)備進(jìn)行檢查，在必要的時候進(jìn)行更換，確保設(shè)備的正常運行。

3 結(jié)束語

綜上所述，變電站光傳輸過程是一個較為復(fù)雜的過程，在整個系統(tǒng)的運行過程中出現(xiàn)故障的概率很多，容易產(chǎn)生故障的部位以及環(huán)節(jié)也較為復(fù)雜，一般情況下，幾乎每一個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的設(shè)備故障問題，從而影響或嚴(yán)重威脅整個變電站系統(tǒng)的安全運行。因此，在變電站光傳輸設(shè)備發(fā)生故障時，相關(guān)維修維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)在第一時間確定故障發(fā)生的部位及環(huán)節(jié)，在最短的時間里進(jìn)行及時準(zhǔn)確的處理，確保變電站整個系統(tǒng)的安全運行，提高系統(tǒng)的運行效率，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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