作者：武文彦
出版社：电子工业出版社
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军事通信网电源系统及维护试读：
前言
军事通信网电源系统是支撑我军信息传递网络中的重要组成部分，信息网络的运行质量与供电系统的运行状态密切相关。通信电源在信息网络中通常被称为“心脏系统”，有着其他系统不可比拟的重要地位。由于军事通信网络担负着特殊的使命，提高电源系统的可靠性，保障通信网络在平时和战时的稳定运行，对电源系统运行维护提出了更高的要求。因此，掌握军事通信网电源系统的组成和技术标准，熟悉多手段的备用电源供电系统，掌握现代装备的电源设备性能原理和保障良好的运维状态，是军事通信网运维人员应该具备的技术知识。
随着科学技术的进步和军事斗争准备的需要，我军通信指挥网络近几年得到了飞速的发展。电源系统伴随军事通信发展也发生了质的变化，高频开关型整流设备体积小、重量轻、效率高、智能化，已经完全取代了过去笨重的相控电源；供电方式也从过去的集中式供电转变为分散式供电方式；油机发电、太阳能发电和UPS电源等多手段备用电源的应用，以及集中电源监控系统的实现，从总体上提高了军事通信网电源系统的可靠性，大大提高了值勤维护的工作效率。通信设备的科技含量越高，对供电系统的技术指标要求就越加严格，新技术的应用越多，对电源专业的人员要求就越高。
为了提高军事通信网电源专业技术人员的技能和满足他们对知识更新的需要，注重新技术、新知识、新标准的应用，本书除了介绍交/直流供电、高频开关电源、蓄电池、UPS电源和发电机等常用的电源系统外，还针对现代战争中军事电磁脉冲的威胁，根据我军新颁布的电源专业值勤维护管理条例和维护规程要求，以及电源专业新增的通信机房空调系统维护内容等，对通信台站工程防护的措施和要求，通信机房空调系统，新兴太阳能电池供电系统，以及通信电源集中监控系统进行了深入、全面的介绍。此外，为使编写内容贴近值勤部队、贴近学院教学，我们针对目前部队常用的电源设备，编写了通信台站电源系统维护常用仪表、日常维护内容、主要设备的技术指标和故障分析处理等内容。本书是编者们长期从事军事通信网络工程设计、维护管理和教学工作的总结和多年工作经验的积淀，在编写中力求概念准确、简明扼要、通俗易懂、注重实际和军事特点。本书可作为电源专业值机维护人员的学习用书，也可供通信电源专业的工程技术人员和院校师生参考。
本书由武文彦主编，强生泽、李进壮为副主编，参编人员还有杨富、王永强、陈建文、卫文有、杨贵恒、曹均灿。在编写过程中，还得到了许多同志的支持和帮助，谨向他们表示衷心的感谢！
由于作者水平有限，书中难免会出现缺点和错误，敬请读者批评指正。第1章 军事通信网电源系统概述
20世纪以来信息技术进入了空前发展的阶段。随着数字通信、光通信、移动通信、卫星通信、程控交换等信息技术的出现，以及在军事领域的运用，军事通信从“烽火台”狼烟传信到踏上“信息高速公路”，信息技术的发展使战争形态发生了前所未有的变化，可以看到信息的畅通已经成为现代战争制胜的关键。
军事通信网络是信息系统的支撑体。自海湾战争以来，信息作战作为现代战争的主要作战样式已经登上战争的历史舞台。从“爱国者”导弹的准确拦截，到联合直接攻击弹药的精确打击，从巡航导弹的防区外突击，到无人侦察机的发现即摧毁，其背后无一不是具有一个庞大的陆海空天一体化的信息传递系统。军事通信网电源系统的稳定可靠，对作为作战信息支撑的军事通信网络运行状态有着至关重要的作用。1.1 电源系统在军事通信网中的地位
电源系统是军事通信网络的重要组成部分。可靠，稳定的供电系统是军事通信网正常运行的保证。我军经过多年的信息化建设，现已形成以固定通信网为骨架、多维立体的一体化通信保障体系。我国地域辽阔，军事通信网点多、线长、面广，通信质量的高低，不仅取决于通信系统中各种通信设备的性能和质量，而且与通信电源系统供电的情况密切相关。如果通信电源系统供电质量不符合相关技术指标的要求，将会引起电话串音、杂音增大，通信质量下降，误码率增加，造成通信的延误或差错。一旦通信电源系统发生故障而中断供电，就会使通信中断，甚至使得整个通信台站陷于瘫痪，从而造成严重后果，甚至延误战机。通常说通信电源是通信系统的“心脏”，电源系统在军事通信网中处于极为重要的地位。保证电源系统的稳定可靠是提高我军通指网络保障能力的重中之重。1.2 军事通信网设备对电源系统的基本要求
保证军事通信网的正常运行，是平时和战时对网络的总体要求。电源系统必须在任何环境和条件下保持稳定可靠的运行，并保质保量安全地向通信设备供电。要求军事通信台站应具有多手段的供电方式，做到供电不中断，供电质量不低于相关技术标准，同时要求通信电源系统应具有良好的电磁兼容性和抗干扰性，为防止军事电磁脉冲武器和日常雷电的袭击，电源系统应具有优良的接地装置和屏蔽措施。军事电源设备应具有效率高、节约能源、体积小、重量轻、智能化程度高、可实现集中监控、便于安装维护和扩容等功能。基本要求主要有以下几个方面。1.2.1 通信电源系统及设备的可靠性
电源系统可靠性是衡量通信台站电源系统和组成系统各设备的一项综合性质量指标。根据通信台站电源系统可靠性指标，可科学地确定电源系统各设备的相应配置。军事通信网电源系统的可靠性用“不可用度”指标来衡量，电源系统的不可用度是指电源系统故障时间与故障时间和正常供电时间之和的比，即：
通信电源系统主要设备的可靠性，用“不可用度”和“平均失效间隔时间（MTBF）”指标来衡量，这在《固定通信台站电源系统技术标准》中做了具体规定。通常，若不同标准中对某设备的MTBF指标要求不同时，一般选取高的指标规定值，市电和通信电源设备的可靠性指标如表1-1所示。表1-1 市电和通信电源设备的可靠性指标
通信电源系统由各类通信电源设备组成，要保证通信电源系统的高可靠性，必须注意以下三个方面：（1）科学选择配置通信电源设备。只有配置具有较高可靠性指标的设备，才能够降低设备故障率，减少维护的工作量。同时，设备的可靠性随着运行时间的增加呈指数降低。特别是在设备运行的中后期，MTBF值的高低对设备的可靠性影响更大。因此，无论对单台设备还是整批设备，越到设备运行后期越应加强对设备的维护检查，做到及时发现故障，及时排除故障。（2）重视系统可靠性设计。电源的故障往往是造成军事通信网灾难性故障的主要原因。由于电源系统是通信网络的基础配置，故障率低，易于被边缘化，为此要提高认识，高标准、高投入建设高可用性的通信电源系统。（3）加强通信电源系统科学的运行维护管理。一方面认真落实《固定台站通信电源系统执勤维护管理规定》等标准规范，通过制定科学的运行维护规程，加强技术培训，对设备进行合理配置和正确的操作维护，提高设备使用的可靠性；另一方面要完善施工和配套设备管理，确保设备正常工作必需的温度、湿度等环境条件，这是保证设备可靠性和预期使用寿命的必要条件；同时要下大力气提高系统故障应急处理能力。既要制订应对突发事件的响应预案，也要全面提高抢修装备水平，更要锻造一支战斗力强大的电源专业抢险救灾队伍。1.2.2 通信电源设备电磁兼容性
电磁兼容性（electromagnetic compatibility，EMC）是指电子及电气产品的电磁辐射，以及对电磁干扰的耐受能力。它包含着两个方面的要求：其一是要求产品对外界的电磁干扰具有一定的承受能力；其二是要求在正常运行过程中，该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度。
1.基本概念
电磁兼容性包含电磁干扰和对电磁干扰的抗扰度两个方面。
电磁干扰（electromagnetic disturbance）定义为任何可能引起装置、设备或系统性能降低的电磁现象。对通信系统而言，其可能造成通信质量降低甚至失效等不良后果，因此电磁干扰的产生必须受到限制，以使通信设备与系统以及其他电子、电气设备能够正常运行。
电磁干扰主要通过以下两个途径：一是传导途径，即沿着导体传播开去，称为传导干扰（conducted disturbance），比较常见的是通过电源线进行传播；二是辐射途径，即通过空间以电磁波形式进行传播，称为辐射干扰（radiated disturbance），例如使用移动电话手机以及其他高频设备会对飞机导航系统和医院的医疗器械造成干扰，影响它们的正常运行。
电磁干扰的抗扰度（immunity of disturbance）或简称抗扰度（immunity），定义为装置、设备或系统面临电磁干扰时性能不降低的能力，又称抗扰性。任何通信设备与电子电气设备都要有适当的抗扰度，才能在愈来愈复杂的电磁环境中正常工作。
2.电磁干扰限值
在复杂的电磁环境中，通信电源设备只有具备良好的电磁兼容性，才能在复杂的电磁环境中正常工作，而且不干扰别的设备正常运行。《固定通信台站电源系统技术标准》中规定，配电设备的电磁兼容性要求应符合 GJB 151A 的规定；柴油发电机组应有抑制电磁干扰措施，电磁干扰满足 GB 9254《信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法》或CISPR 22《信息技术设备-射频干扰特性-限值和测量方法》标准要求；其余通信电源设备的电磁兼容性能应符合YD/T 983《通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法》的相关要求。
电磁干扰用电平来度量，以分贝（dB）及其参量的单位来表示。根据GB9254和YD/T983的规定，通信电源设备（TPE）通过电源线的传导干扰应满足表1-2的限值要求（准峰值与平均值限值应同时满足）；通过空间的辐射干扰应满足表1-3的限值要求。表1-2 TPE电源端子传导干扰限值注：1.在衔接频率点（0.5MHz和5MHz）应采用较低的限值；2.在0.15～0.50MHz内，限值随频率的对数呈线性减少。表1-3 TPE在10m距离的辐射干扰限值注：1.在衔接频率点应采用较低的限值；2.当出现外界干扰时，可能需要采取附加措施。
3.通信电源设备抗扰度要求
为确保通信电源设备自身的安全运行，通信电源设备（TPE）应具有抗射频电磁场辐射、抗静电放电、抗射频场感应的传导干扰、抗浪涌冲击、抗电快速瞬变脉冲群、抗电压暂降和短时中断等抗扰能力。在YD/T983等标准中，对TPE的不同部位有不同的抗扰度要求，如表1-4所示。
判定准则分A、B、C三个等级：
A级：在测试期间和测试后，TPE应正常工作，输出电压应符合正常工作范围，不应产生报警、误报警或误显示；
B级：在测试后，TPE应正常工作，输出电压应立即符合正常工作范围，不应产生报警、误报警或误显示；
C级：允许监视和报警功能丧失，但在测试后，TPE所有的功能应恢复正常，输出电压应符合正常工作范围。表1-4 TPE抗干扰最低测试等级和判定准则注：1.测试起始频率可降低80 MHz，但不能低于27 MHz；2.测试频率高于10 MHz，可使用较低的测试级别；3.测试级别可定义为输入电阻150Ω的等效电流；4.当有合适的CDN（耦合/去耦合网络）时，进行这项测试。
4.电磁兼容性系统设计
系统电磁兼容性（EMC）设计的目的是使电子、电气产品在一定的电磁环境中能正常工作。既满足标准规定的抗干扰极限值要求，在受到一定的电磁干扰时，无性能降级或故障，又满足标准规定的电磁辐射极限值要求，对电磁环境不形成污染源。因此，EMC是产品的重要性能之一，也是实现产品效能的重要保证。
高频开关整流器等通信电源设备，既是电磁干扰源，又是电磁干扰的承受者。为了确保通信电源系统稳定、可靠、安全地供电及通信系统的正常运行，通信电源设备必须具有良好的电磁兼容性，其电磁干扰、谐波电流和抗扰度等都要符合相关标准的要求。
EMC设计要从分析产品预期的电磁环境、干扰源、耦合途径和敏感部件入手，采用相应的技术措施，如抑制干扰源，切断或削弱耦合途径，增强敏感部件的抗干扰能力等，并进行计算机仿真和测试验证。
EMC设计技术包括系统设计、结构设计、材料和元器件的选取以及抗EMI元器件的使用等，其中有源器件的选用十分关键。
EMC设计技术在产品设计的初始阶段就应十分重视，尽可能把80%～90%以上的问题解决在初始阶段。一旦产品批量生产了，发现EMC问题再去解决，就会事倍功半。1.2.3 供电质量指标
参照我军有关规定和国家通信行业标准YD/T1051-2000规定，通信台站的电源分为交流电源和直流电源两大类。就供电质量而言，首先是电源电压在市电和负载变化时，交直供电电压不应有过大的波动，以免造成通信设备的损坏和影响蓄电池的浮充效果；其次是直流供电中的脉动成分必须低于允许值，以免影响通信质量。
1.交流电源技术指标
通信台站的交流电源包括市电和备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电源。衡量交流电源的重要指标是供电电压和频率。低压交流电的额定电压为 220/380 V（三相五线制，即相电压220 V，线电压380 V）；额定频率为50 Hz。通信设备用交流电供电时，在通信设备的电源输入端子处测量，电压允许变动范围为额定电压值的-10%～+5%，即相电压 198～231 V，线电压 342～399 V。通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量，电压允许变动范围为额定电压值的-15%～+10%，即相电压187～242 V，线电压323～418 V。三相供电电压不平衡度应不大于4%。交流电的频率允许变动范围为额定值的±4%，即48～52 Hz；交流电的电压波形正弦畸变率应不大于5%。电压波形正弦畸变率是电压的谐波分量有效值与总有效值之比。
在市电供电电压超过以上指标时，供电应采用调压器或稳压设备来满足通信设备电压允许变动范围的要求。要求不间断交流供电的通信设备，需要具备一定后备时间的交流不间断供电能力。
根据《全国供用电规则》的要求，在大、中型通信台站采用100kVA以下变压器时，应安装无功功率补偿装置，使其功率因数不小于0.85；采用100kVA以上变压器时，功率因数不小于0.9。
2.直流电源技术指标
通信台站的直流电源是向各种通信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电压的电源。目前通信设备需要的直流基础电源趋于简化为-48 V。衡量直流电源质量的是电压和杂音两个重要指标。
通信机房内每个直流配电设备直流电源输入端子处的电压为-48 V，电源电压的波动范围为-57～-40 V，电话的衡重杂音应不大于2 mV，杂音电压峰-峰值应不大于400 mV。直流供电回路接头（直流配电屏以外的接头）压降应符合下列要求：1 000 A 以下，每100 A接头压降不大于5 mV；1 000 A以上，每100 A接头压降不大于3 mV。1.2.4 电气设备外壳防护等级
有些电气设备有外壳防护等级的要求，其表示方法见图1-1。其中IP是国际防护（international protection）的英文缩写。图1-1 电气设备外表防护等级表示方法
根据国家标准GB4208《外壳防护等级（IP代码）》，电气设备外壳防护等级按如下方法表示：
第一位特征数字表示第一种防护形式等级。第一种防护是对固体异物进入内部，以及对人接近危险部件（内部带电部分或运动部分）的防护，分为0～6级共7级，如 表1-5所示。产品不要求规定特征数字时，数字用字母X代替。表1-5 电气设备第一种防护
第二位特征数字表示第二种防护形式等级。第二种防护是对水进入内部的防护，分为0～8级共9级，如表1-6所示。表1-6 电气设备第二种防护续表
附加字母表示对人接近危险部件的防护等级：A、B、C、D对应地表示能防止手背、手指、工具（直径2.5mm、长100mm）、金属线（直径1.0mm、长100mm）接近危险部件。附加字母仅在对人接近危险部件的防护高于第一位特征数字所代表的防护等级，或第一位特征数字用X代替，仅需表示对接近危险部件防护等级的情况下使用。
补充字母是专门补充的信息：H表示高压设备；M表示做防水试验时设备运行；S表示做防水试验时设备静止；W表示适用于规定的气候条件。
如无特别说明，附加字母和补充字母可以省略。
若室外通信电源设备的防护等级为IP55，则表明对固体异物进入内部的防护为防尘级，对水进入内部的防护为防喷水级。1.3 军事通信网电源系统组成
军事通信网台站电源系统是对台站内各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。该系统通常由三部分组成：交流供电系统、直流供电系统和接地系统。有三种比较典型的电源组织方式：集中供电、分散供电、混合供电。此外我军针对一些小型台站还配备了一体化的供电方式。1.3.1 集中供电方式电源系统的组成
在供电中采用的供电设备集中和供电负荷集中的方式统称为集中供电方式。集中供电方式电源系统的组成如图1-2所示。
1.交流供电系统
集中供电方式的交流供电系统包括变电站供给的交流电源（高压市电或低压市电）、油机发电机供给的自备交流电源、UPS设备、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏以及相关的配电线路等。
1）交流电源
按照相关技术要求，重要通信枢纽站需要从两个变电站引入两路10kV高压市电，一路主用，一路备用，并由专线引入到配电设备；一般通信台站要求引入一路10kV高压市电。用电量小的通信台站可直接引入220V/380V低压市电。图1-2 集中供电方式电源系统的组成
在相关标准规范中将市电供电方式分为四类。不同类别的供电方式涉及供电系统的可靠性，各类市电供电方式的可靠性指标参见表1-1。通信台站可与当地供电部门协商，根据附近公用电网中变电站的位置、供电质量，通信台站的重要性等情况，引入适当的市电。
市电供电类别如下：（1）一类。由两个稳定可靠的独立电源引入两路供电线，且两路供电线不应同时检修停电的供电方式称一类市电供电方式；（2）二类。从两个以上独立电源构成的稳定、可靠的环形网上引入一路市电供电称为二类供电方式；（3）三类。从一个电源引入一路供电线的供电称为三类市电供电方式；（4）四类。其他供电中，由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到第三类市电供电要求的称为四类市电供电方式。
台站供电级别如下：（1）一级。为各网系中一级固定通信台站（局、室）供电的定义为一级；（2）二级。为各网系中二级固定通信台站（局、室）供电的定义为二级；（3）三级。为各网系中三级（含三级以下）固定通信台站（局、室）供电的定义为三级。
同时为多个不同级别的台站供电时，以最高供电级别确定。
固定通信台站市电引入原则：（1）一级供电台站市电引入应采用一、二类市电；（2）二级供电台站市电引入应采用二、三类市电；（3）三级供电台站市电引入不宜低于三类市电。
当供电台站采用三类以下市电时，可采用太阳能电源或其他能源作为辅助供电。
2）变电站
变电站由高压配电装置和降压电力变压器（又称配电变压器）组成，根据通信台站建设规模及用电负荷的不同，可分为室外小型专用变电站（所）和室内专用变电站（所）两种。
室外小型专用变电站（所）将变压器安装在室外，变压器高压侧采用高压熔断器式跌落开关（跌落式熔断器）进行操作。
室内专用变电站（所）将变压器安装在室内。当变压器容量不大于315kVA时，一般不设高压开关柜，变压器高压侧常用高压负荷开关进行操作；当变压器容量大或有两路高压市电引入时，应配置适当的高压开关柜。
高压开关柜引入10kV高压市电，输送给降压电力变压器。它能保护本局的设备和配电线路，同时能防止本局的故障波及到外线设备，还具有操作控制及监测电压、电流等性能。高压开关柜内装设高压开关电器、高压熔断器、高压仪用互感器、避雷器、继电保护装置，以及电磁和手动操作机构。
降压电力变压器把三相10kV高压变成220V/380V低压，用三相五线制（TN-S系统）配线方式输送给市电油机转换屏和低压配电屏，为整个通信台站提供低压交流电。一般采用油浸式变压器，如在主楼内安装，应选用干式变压器。
3）备用油机发电机组
军事通信网通信台站均装备有备用发电机组，当市电停电时，用它向交流配电屏和保证建筑负荷等供给220V/380V交流电。备用发电机组主要采用柴油发电机组，也有部分台站配备了汽油发电机。在备用发电机组安装时需要注意的是，备用发电机组三相电压的相序，在交流供电系统的线位上必须与市电三相电压的相序一致。备用发电机组的零线，必须在受电端与市电供电时的零线可靠地连接。否则，会引起用电设备工作异常，甚至可能损坏设备。假如发现相序接错，将接备用发电机组输出端三根相线中的任意两根对调，即可纠正。备用发电机组的金属外壳必须可靠地实施保护接地。按照电源系统值勤维护管理条例和维护规程要求，当市电停电时备用电源必须在规定时间内启动并加载，以免影响通信设备正常运行。
4）市电油机转换屏
市电油机转换屏引入降压电力变压器和备用发电机组供给的三相五线制220V/380V交流电，对交流配电屏和保证建筑负荷进行由市电供电或备用发电机组供电的自动或手动切换，并进行供电的分配、通断控制、监测和保护。
保证负荷是指通信用空调设备、照明、消防电梯和消防水泵等。
5）低压配电屏
低压配电屏从降压电力变压器引入三相五线制220V/380V市电，对一般建筑负荷进行市电供电的分配、通断控制、监测和保护。
一般负荷是指一般空调、一般照明以及其他备用发电机组不保证的负荷。
6）交流配电屏或配电箱
交流配电屏从市电油机转换屏引入三相五线制220V/380V交流电，对各高频开关整流器、交流不间断电源设备（UPS）等进行供电的分配、通断控制、监测、告警和保护。通信用空调、保证照明也可由电力室中的交流配电屏供电。
在大容量的通信用高频开关电源系统中，交流配电屏是其中的一个独立机柜。在组合式高频开关电源设备中，没有单独的交流配电屏，但必有交流配电单元。
7）交流不间断电源设备（UPS）
UPS电源设备由整流器、蓄电池组、逆变器和转换开关等部分组成，其输入、输出均为交流电。在通信电源系统中通常采用双变换UPS设备，在正常情况下，不论市电是否停电，通信设备电源均由UPS中的逆变器提供。
2.直流供电系统
目前我军通信台站中的大部分通信设备均采用直流供电。由于系统中设置了蓄电池组，因此可以保证通信设备的不间断供电。集中供电方式的直流供电系统由整流器、蓄电池组、直流配电屏和相关的馈电线路等部分组成。
1）整流器
整流器将低压交流电变成所需直流电。整流器的交流电源由交流配电屏引入，输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接。现在通信用整流器通常采用高频开关电源，应用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控等优点。在我军配备的高频开关电源中，整流器通常为模块化结构，若干个高频开关整流器模块并联在一起，各整流模块的输出电流自动均衡，输出电压自动稳定。
2）蓄电池
蓄电池组在通信台站中通常与整流器并联使用，组成浮充供电系统。在市电正常的情况下，整流器一方面给通信设备供电，另一方面又给蓄电池组补充供电，以补充蓄电池因局部放电而失去的电能。在并联浮充工作状态下，蓄电池还能起到对供电电压的平滑滤波作用，可降低整流器输出杂音，提高供电质量。当交流电源中断或整流器故障时，蓄电池组对负载供电。由于蓄电池通常都处于充足电状态，所以当市电短时间中断时，蓄电池起到了不中断供电的作用。若市电中断供电时间较长，备用电源油机应当在规定时间内启动，并替代市电向整流器供电。所以蓄电池在直流供电系统中是一种不可缺少的后备电源。
在使用蓄电池中应该注意的是蓄电池组中每只电池的规格型号和容量都应相同；当采用两组蓄电池并联时，两组电池性能应一致。
3）直流配电屏
直流配电屏在供电系统中的主要作用是把整流器的输出端、蓄电池组和设备负载连接起来。同时构成全浮充工作方式的直流不间断电源供电系统，并对直流供电进行分配、通断控制、监测、告警和保护。目前在由组合式开关电源设备组成的直流供电系统中，通信机房中通常不再单独设立直流配电屏，代替其功能的是架中的直流配电单元。
3.接地系统
军事通信网通信机房的接地系统是人身和设备安全的重要保证。按照地线功能，通信电源接地，可分为工作接地（直流电源的正极或负极接地称为直流工作接地、交流电源中性线接地称为交流工作接地）、保护接地和防雷接地。机房电磁脉冲防护要根据通信机房的重要程度采取不同的技术措施，一般情况下外线引入的强电磁脉冲按照防雷接地的要求处理。
我军目前根据防雷等电位的原则，通信台站均采用联合接地。这种接地方式是交、直流工作接地，保护接地以及建筑防雷接地等共同合用一组接地系统的接地方式。
目前通信设备供电采用-48 V 电源正端接工作地线。机房所有设备的金属外壳必须进行保护接地。工作接地和保护接地的接地线应分别单独与接地汇集线（或汇流排）连接。要求在接地线中严禁加装开关或熔断器。
4.集中监控系统
电源系统集中监控系统是机房动力环境监控系统的一部分，它主要是对各个运行的电源设备进行遥测、遥信、遥控和遥调，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并通知维护人员处理。1.3.2 分散供电方式电源系统的组成
分散供电方式电源系统的组成框图如图1-3所示。图1-3 分散供电方式电源系统组成框图
电源系统通常所说的分散供电方式实际上是指直流供电系统采用分散供电方式，而交流供电系统基本上仍然是集中供电。交流供电系统的组成与集中供电方式的相同。直流供电系统可以按楼层或要素分别设置。蓄电池组一般与开关电源设备布置在同一机房内。
我军目前通常采用分散供电方式。这种供电方式的最大优点是大大提高了通信电源供电可靠性，多个电源系统同时出现故障的概率小，降低了全站通信设备因电源故障出现瘫痪的概率。同时因分散供电方式电源设备应靠近通信设备布置，从直流配电单元到通信设备的直流馈线长度缩短，故馈电线路电能损耗小，即节能，并可减少线料费用。1.3.3 混合供电方式电源系统的组成
地处边缘或海岛的通信台站，可采用以太阳电池方阵（或风力发电机）为主和交流电源为辅相结合的混合供电方式电源系统。该系统由太阳电池方阵、低压市电、蓄电池组、整流和配电设备以及移动式发电机组组成，如图1-4所示。
太阳能电池简称太阳电池。它是根据pn结在光照射下会产生电动势这一效应制成，这种效应通常被称为光生伏特效应。太阳电池与蓄电池组成的直流供电系统，工作中太阳电池向通信设备提供直流电源，同时通过防反充二极管对蓄电池组进行并联浮充。图1-4 混合供电方式电源系统组成框图1.3.4 一体化供电方式电源系统的组成
在一些小型的通信台站，当设备数量少且用电容量不大时，通常采用一体化供电方式，即通信设备和电源设备组合在同一个机架内，由交流电源供电。电源设备包括整流模块、交直流配电单元、监控单元和蓄电池组。1.4 军事通信网供电安全
军事通信网供电安全指的是军事通信电源装备及其系统在各种威胁安全情况下的完整性和可用性。它包含两层含义：一是平时安全，指的是在面临人为和自然灾害时，电源系统能否保持可靠的通信供电；二是战时安全，指的是在面临敌方攻击时，能否有效保存自己，实现安全隐蔽地供电。1.4.1 军事通信电源安全所面临的主要威胁
军事通信电源装备及其系统所面临的主要威胁可以分为三大类型，即侦察打击威胁、人为灾害威胁和自然灾害威胁。
1.侦察打击威胁
测试数据表明，军事通信电源系统自身明显的雷达、声波、红外等目标特征信号可能比其所保障的通信装备的目标特征信号强很多，因此可能最先被敌方侦察监视系统探测和识别，成了重要军事目标自带的“指示灯”和敌方精确打击的“标志物”。因此，对军事通信电源装备及系统来说，如何在现代战争条件下，通过技术手段实现其目标特征的“隐身”处理，避免侦察打击危险，从而确保为通信要素安全供电，是军事通信网供电安全的一个重要研究领域。
2.人为灾害威胁
军事通信电源系统所面临的人为灾害威胁主要来自两个方面：一是平时恐怖组织及敌对分子的破坏，二是技术操作失误或违反操作规程引发的事故。在电源装备及其系统维护管理过程中，由于工作人员疏忽，往往容易造成电源装备发生故障或损坏，从而引发系统局部或全部功能丧失。例如，电池过充导致电解液泄漏，对系统部件造成腐蚀，甚至引发短路爆炸；本该断电插拔电源模块而采取热插拔方式进行操作，造成模块损坏；发电机组燃油存储设备泄漏遇明火燃烧爆炸；超过电源系统最大容量的用电负荷，造成线路过载引发火灾等。当然，相对于敌对分子的人为破坏，因技术操作失误或违反操作规程引发的供电系统故障，在实际工作中更为常见，相对也容易避免。
3.自然灾害威胁
地震、洪水、冰冻等自然灾害具有突发性与不可预见性，容易对灾区环境造成极大的破坏，并且容易引发泥石流、坍塌、堕落、淹亡、爆炸等次生灾害，危险性很高。在军事通信电源系统及其附属设施的勘察设计和建设过程中，对于自然灾害事故的预防要按照相关规范标准进行。但是过去一些工程的建设，由于受当时的指导思想、投资经费和设计、施工规范等因素的影响，加之水文、地质、气象资料不全，造成工程选址不尽合理，工程设计防灾、抗灾能力较低。在这种背景下，军事电源系统更容易受到自然灾害的影响。1.4.2 军事通信电源安全防护的基本对策
为从根本上提高军事通信电源系统安全防护能力，应着眼于电源系统本身，通过提高电源系统装备的环境适应能力和防灾能力实现系统可靠供电；通过提高系统的隐身防护能力实现系统的隐蔽供电。
1.增强系统战时抗毁防护能力
电源装备及系统目标特征信号的隐身处理，应在重点消除其在声波、红外等主要波段特征信号的前提下，全面考虑其在雷达、可见光、声波、振动、红外、电磁以及激光等全波段的隐身，降低被直接侦察打击的风险。
2.提高装备环境适应能力
电源装备及系统面临的战场环境特征很多，主要包括太阳辐照强度、高低温时间、浸水时间、空气湿度、盐雾、海拔高度等，其他环境问题还包括霉菌和生物、大风、气压变化等，如表1-7所示。不同装备执行不同作战任务时的环境适应性相关技术标准都有详细的规定。表1-7 装备环境适应因素续表
3.提升系统防灾能力
1）地震
军事通信电源系统在强地震作用下的安全保障，主要应做好电源系统机房、输电线路等的防护。参照我军有关规定和国家通信行业标准YD2003—92规定，通信和电源设备的抗震加固，其抗震设防烈度应与通信机房的烈度要求相同，在机房不倒毁的条件下，使通信设备不受严重损坏，能够迅速恢复通信。根据“建筑抗震设计规范”（GBBJ11—89）规定，抗震设防烈度6～9度，设备结构和安装加固应该按照要求进行。新建、扩建、改建的建设工程，必须按照抗震设防要求和抗震设防规范、规程进行抗震设防，并保证施工质量。（1）蓄电池组。要达到8度和9度的抗震设防要求，蓄电池必须使用钢抗震防护框架进行保护，框架底部要与地面进行加固，加固膨胀螺规格栓应不小于M8的要求；（2）变配电设备。变压器和高压开关柜的抗震措施应按照电力设施抗震要求进行；交、直流配电屏、整流器和油机电源转换屏等设备同列相邻设备侧臂间（二点）用M8螺栓紧固，设备底脚应采用膨胀螺栓与地面加固，加固膨胀螺规格栓应不小于M10的要求；（3）柴油发电机组。直接安装在基础上的柴油发电机组，机组底盘应用“二次灌浆”地脚螺栓固定，地脚螺栓数量应不少于4个，使用加固膨胀螺规格栓应不小于M18的要求。安装在减震器上的机组底盘器其基础应采用防滑铁件定位措施。柴油机排气管、消声器、储油罐、燃油箱和水箱等箱体都应该采用相应的加固措施；（4）电源缆线。敷设在走线架上的电缆均应绑扎在走线架横铁上。室外输电线路线杆的地基选择在地质稳定区域，并进行混凝土浇铸处理，防止地震及所引发的滑坡、泥石流等地质灾害对输电线路造成严重破坏，即有保证输电能力。
2）雷电
多级防雷设置是军事通信电源系统及其装备必要的防护措施。由于工程建筑物及机房内的电源系统及其他用电设备遭受直击雷或感应雷破坏的程度不同，所以对工程的用户系统，应按雷击电磁场及电压、电流冲击波在通信系统各个交界处具有不同的强度分别采用相应的措施进行分级保护。如果将整个通信工程作为一个防雷的被保护整体（包括建筑物），一般是按建筑物整体、出入工程的电力电缆、机房内电源的交流配电设备及整流器的先后顺序将工程的电源系统划分为四级防雷保护区，分别采取不同的防护手段和措施。
3）冰雪、风暴、强降雨、洪水灾害
为避免强自然灾害条件下由于断电产生的不良连锁反应，军事通信电源系统固定工程选址应考虑最大可能避开上述自然灾害的影响。此外，还应从供电途径、线路路由、建筑物设计等多方面着手，提高其抗击强自然灾害的能力。当然还包括诸如加强平时油料储备，强化电源系统及设备的检修维护，增加系统备份容量等手段。1.4.3 军事通信电源系统安全保障的组织
1.日常条件下安全保障的组织
一段时期以来，军事通信电源系统设备更新换代加快，供电方式正在由集中供电开始向分散供电过渡。供电系统中采用新能源和常规能源组成的混合供电系统越来越多，维护方式正在发生深刻的变革，由分散维护向集中监控管理、无人或少人值守过渡。军事通信电源系统日常条件下的安全保障，应该从系统设计、建设过程及管理维护等几个方面综合考虑，将事故隐患降至最低，确保供电系统的安全可靠，满足军事斗争准备的需要。
1）注重电源系统安全性设计
军事通信电源系统的可靠性需采取多种措施加以保证。首先，电能提供渠道要多样化，提倡建设综合供电系统，如有条件的要从两个不同的电网引入两路市电，并设置两路市电电能自动倒换装置；自备发电机组采用柴油发电机组、汽油发电机组和新型储能发电方式相结合等；供电方式要大力推广分散供电，使用同一种直流电压的用电设备采用两个以上的独立供电系统；为了尽量缩短电源设备的平均故障修复时间，要经常分析系统运行参数，预测故障发生的时间并及时排除；要提高技术维护水平，采用集中维护，远程遥信、遥测维护，实施集中监控管理网络技术；各种电源设备要智能化，标准化，符合开放式通信协议。对电源系统安全性要进行非常详细的设计，电流系统图、材料设备以及每根线缆的接点、走向、路由都要进行安全性评估和方案比较，设计图纸要科学、合理、符合实际。对工程的配置要进行详细的分析判断，防止建设工程刚竣工就面临扩容，进而降低工程建设的成本和施工难度。
2）严格系统安全建设规范
军事通信电源系统的安全可靠性，同建设过程有着密不可分的联系。台站电源系统一般包括蓄电池组、开关电源、交直流配电设备、UPS系统、发电机组设备、接地防雷系统等，仅有好的设备和标准的设计，尚不能保证通信电源系统的安全可靠，建设过程中，任一环节出了问题都可能对系统的安全造成损害。所以建设过程要严把质量关，施工中不要留下任何安全隐患，对施工的各个工序要进行多次检查，重要的部位需重点关注，做放心工程。
3）科学组织维护管理
维护管理工作是确保电源系统安全可靠的最后一环，电源系统的安全可靠性与维护有着密不可分的联系，许多安全隐患，通过正常细致的维护管理，能够尽早发现处理，以避免事故的发生，保证用电系统安全可靠地运行。
2.应急条件下安全保障的组织
军事电源系统除了在正常情况下的安全供电，还要确保在发生一般自然灾害、电源系统遭受突发性人为和意外破坏等应急条件下的安全供电保障。
首先，应注重物资、经费的储备与管理，提高应急条件下电源保障的综合能力。要根据计划注重经费、物资的储备与管理工作，即建立物资储备库，并配足配齐各库的物资，保证抢险救援物资供应不中断。
其次，应制定详细有效的应急预案。要组织对各类自然灾害的专项研究，进一步完善军事电源保障应急预案，建立健全应对灾害天气影响的应急预案和应急预警机制，增强应急预案的针对性和可操作性等。如电源系统发生突发性状况，救援警报如何发出，启动哪些应急措施，动用什么样的技术力量，出动哪些设备，采取哪些保障措施等。
最后，应建立军事电源应急保障专业队伍。军事通信电源系统在面临供电系统部分或全部故障的情况下，应立即启用应急供电系统，组织应急保障专业队伍对故障进行及时修复。第2章 交流供电系统2.1 概述2.1.1 电能的产生与输送
电能是人类从事工农业生产和社会生活的主要能源，军事通信网也不例外，各种通信设备的正常运转同样离不开电能。军用通信台站所用的交流电，主要来源于水力或火力发电厂。发电厂发出来的交流电，其额定输出电压通常为3.15～20kV，为了降低输电线路损耗，增大电能输送距离，必须先经发电厂中的升压变压器升压至35～500kV，然后由高压输电线路输送到距离很远的区域变电所，经变电所降压至10kV后，再输送至各个用户的配电变压器，降压至220V/380V低压后供城市、工厂、矿山、农村或通信台站的各种用电设备使用。
在上述电能输送过程中，由发电厂经升压变压器输送至区域变电所的过程叫做输电，这部分架空线路或电缆线路称为输电线路；由区域变电所降压至10kV后经用户配电变压器送至各种用电设备的过程叫做配电，这部分架空线路或电缆线路称为配电线路。
目前10 kV及以上的高压输配电线路基本上都采用三相三线制输配电方式。
从发电厂到各种用电设备的送电过程如图2-1所示。图2-1 从发电厂到通信台站的送电过程示意图2.1.2 电网电压等级及其额定电压
我国的设计、制造、安装规程通常以1kV为界限来划分电压高低。一般规定低压指额定电压为1kV及以下，高压指额定电压为1kV以上，超高压指220kV或330kV以上，特高压指1000kV及以上。我国目前采用的输电标准电压有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，配电标准电压有10kV，原有的6kV配电标准已逐步被10kV取代。根据国家标准GBl56—1993《标准电压》的规定，我国三相交流电网和电力设备的额定电压如表2-1所示。表2-1 我国三相交流电网和电力设备的额定电压（单位：kV）
供电部门对各类用户的供电电压等级，通常根据电网规划、用电性质、用电容量、用电方式及当地供电条件等因素，进行技术经济性比较后确定。目前军用通信台站大都采用引入10kV高压市电供电，引入的高压市电路数取决于通信台站的规模容量和重要程度；对于个别通信规模容量较小、地理位置较为偏僻的通信台站，当高压市电引入困难或成本很高时，也可以采用220V/380V低压市电供电，低压市电一般由公共低压电网或农电电网引入。
依据GB/T12325—2003《电能质量—供电电压允许偏差》的有关规定，在电力系统正常状况下，供电企业到用户受电端的供电电压允许偏差，10kV供电时不超过额定电压的±7%。2.1.3 通信台站市电分类
根据军用通信台站所在地区的供电条件、线路引入方式及运行状态，通常将市电供电分为四类。
1.一类市电
一类市电供电为从两个稳定可靠的独立电源各引入一路供电线。该两路电源不应同时出现停电检修，平均月停电次数不应大于1次，平均每次故障时间不应大于0.5h。两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。
独立电源是指在运行中不受其他电源故障或停电影响的电源，主要指发电厂（站）或由两个以上发电厂（站）组成环形电力网上的变电站（所）。
上述同一个发电厂（站）或变电站（所）中的不同母线级，同时具备以下两个条件的，也应作为独立电源：（1）每段母线的电源来自不同的发电机或不同的变压器；（2）母线之间无联络，或虽有联络但在一段母线发生故障时，能自动将其联络断开而并不影响另一段母线的继续供电。
2.二类市电
二类市电供电线路允许有计划检修停电，平均月停电次数不应大于3.5次，平均每次故障时间不应大于6h。供电应符合下列条件之一的要求：（1）由两个以上独立电源构成稳定可靠的环形网上引入一路供电线；（2）由一个稳定可靠的独立电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线。
3.三类市电
三类市电供电为从一个电源引入一路供电线，供电线路长，用户多，平均月停电次数不应大于4.5次，平均每次故障时间不应大于8h。
4.四类市电
四类市电供电应符合下列条件之一的要求：（1）由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到第三类市电供电要求；（2）有季节性长时间停电或无市电可用。2.1.4 通信台站市电供电
军用通信台站交流电源宜利用市电作为主用电源，同时还应设置市电中断和战时保障用的自备交流电源。
通信规模容量大、战略地位重要、负荷较多的通信枢纽站、综合通信站、移动通信中心站、一级卫星通信地球站、大中型无线电台的市电引入必须符合一类市电供电要求。通信规模容量较大、战略地位重要的长话站、市话站、移动通信基站、微波站，以及二、三级卫星通信地球站的市电引入必须符合二类以上市电供电要求。通信规模容量不大的用户电话站、四级卫星通信地球站、光缆站的市电引入宜符合三类以上市电供电要求。对于市电引入线路过长、四类市电供电或无市电可利用的光缆中继站等负荷小的通信台站，应根据当地自然气象条件，积极开发利用太阳能、风能等新能源供电。当年日照时数大于2000h，通信设备负荷小于1kW时，主用电源宜采用太阳电池供电；所在地区风能资源丰富的通信台站，主用电源宜采用风力发电机供电。
军用通信台站宜设专用变压器，不宜与其他民用设施共用，这是因为民用设施的用电可能无法控制，从而降低通信供电系统安全，也可以避免发生军民纠纷等问题。通信台站内的供电线路宜采用埋地敷设方式，不宜采用架空线路，架空线路易受外力及雷击的影响，战时也容易遭到破坏。2.2 交流供电系统组成
军用通信台站交流供电系统由市电电源系统和备用发电机组电源系统组成，按电压的不同可分为高压供电系统和低压供电系统。2.2.1 高压供电系统
1.概述
高压供电系统是指由高压交流市电和备用高压油机发电机组组成的供电系统。由于高压油机发电机组目前使用的还很少，通常所说的高压供电系统仅指由区域变电所10kV高压出线端或10kV高压公用供电线路引入至通信台站专用变压器低压输出端的变配电部分，包括10kV高压供电线路、高压配电设备（含隔离开关、负荷开关、断路器、避雷器及其组成的高压柜）及变压器（含有载调压变压器）。根据国家电力部门的有关规范规定，在公用电网上引接市电，必须按负荷大小，对变、配电设备予以保护。高压供电系统在满足通信台站用电负荷要求的前提下，应做到接线简单、操作安全、调度灵活、检修方便。
2.高压配电方式
高压配电方式是指从区域变电所将10kV高压市电送至通信台站变电站（所）及高压用电设备的接线方式。高压配电的常用接线方式有放射式、树干式及环状式三种。
1）放射式配电方式
放射式配电就是从区域变电所的10kV母线上引出一路专线，直接引至各个用户的变电站（所）的配电方式，如图2-2所示，沿线不接其他负荷，与其他的用户变电站（所）之间无联系。放射式配电方式又可分为单回路放射式和双回路放射式。放射式配电方式的优点是线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其他用户干扰，但投资较大，适用于重要负荷。图2-2 放射式配电方式
2）树干式配电方式
树干式配电方式是指由区域变电所引出的各路10kV高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电，如图2-3所示为单回路树干式配电方式。单回路树干式配电方式的优点是区域变电所10kV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少；缺点是供电可靠性差，只要干线线路上任一段发生故障，线路上各用户的变电站（所）都将断电。因此，为提高树干式配电方式的供电可靠性，在单回路树干式的基础上，又发展到单侧供电的双回路树干式和双侧供电的双回路树干式。图2-3 单回路树干式配电方式
3）环状式配电方式
环状式配电方式如图2-4所示，其优点是运行灵活，供电可靠性较高。当线路的任何地方出现故障时，在短时间停电后，只要将故障侧开关断开，切断故障点，便可恢复供电。为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网，通常将环状线路中某个开关断开（如图中N点），使环状线路呈“开环”状态。图2-4 环状式配电方式
3.专用变电站
通信台站的专用变电站由高压配电装置和降压电力变压器组成，根据通信台站建设规模及用电负荷的不同，通常可分为室外变电站和室内变电站两大类。
室外变电站将变压器安装在室外，可分为杆架式和落地式。杆架式又有单杆架式和双杆架式两种，变压器安装在木头或角钢制作的台架上，底部距地面高度不小于2.5m，裸导体距地面高度不应小于3.5m。杆架变电站多用于变压器容量在315kVA以下且高压引入采用架空线路的情况，具有结构简单、占地面积小、安装方便、投资少等优点，但安全性略差。落地式分为落地台垫式和箱式变电站（成套变电站），落地台垫式安装的变压器应装设固定围栏，围栏高度不应低于1.7m，变压器的外廓距建筑物外墙和围栏的净距不应小于1m，变压器底部距地高度一般不应小于0.5m，变压器容量一般不大于315kVA；箱式变电站为封闭结构，是由高压开关设备、变压器、低压开关设备、电能计量设备、无功功率补偿设备、辅助设备和连接件等组成的成套设备。箱体一般采用铝合金或钢板制作而成，具有体积小、占地少、能最大程度接近负荷中心、易于搬动、安装方便等优点，变压器容量一般不大于630kVA，特别适用于负荷较小且分散的公共建筑群、住宅小区、城市道路和风景旅游区等场所。
当变电站配电变压器容量较大或两路高压进线时，一般采用室内变电站。室内变电站的优点是安全性高、维护管理方便，但占用建筑面积大，土建投资多。2.2.2 低压供电系统
1.概述
通信台站低压供电系统由低压市电和备用发电机组组成。低压市电一般由台站专用变压器获得，变压器低压侧采用单母线分段式时，重要用电设备接在主用母线段上，次要用电设备接在备用母线段上，互为备用的用电设备应由不同母线段供电，不同母线段之间设有母联开关设备，以保证其供电可靠性。
低压交流系统通常采用TN接线方式。当变压器距离通信台站较远时，则采用TN-C-S接线方式；当变压器在通信台站院内或在通信楼内时，应采用TN-S接线方式。
较大容量的通信台站通常设置低压配电室，安装成套低压配电设备，用来接受、切换、分配低压市电及备用发电机组电源，对台站内的通信设备、保证建筑负荷和一般建筑负荷供电。低压配电设备的数量和容量，根据建设规模、变压器数量、用电设备的供电分路要求及远期预计的发展规模而确定。
简易的低压供电系统由一台交流配电屏（箱）和组合式开关电源的交流配电单元组成。交流配电屏（箱）作为变压器的受电及低压配电单元。这种形式的供电系统适用于小型通信台站，如移动通信基站、光缆中继站等。交流配电屏（箱）的电源输入端通常是两路电源引入（市电、备用发电机组）。
2.低压配电方式
通信台站的低压配电设备主要包括低压配电屏（柜）、交流配电屏、市电油机转换屏、交流配电屏（箱）等，低压配电设备对用电负荷的配电方式有放射式、树干式和链式三种。
1）放射式配电方式
放射式配电方式是指每个用电设备分别从低压配电设备输出端单独引接电源，而不与其他用电设备共用同一个输出端的供电方式，如图2-5所示。放射式配电方式的优点是供电可靠性高，维护方便，但投资大，适用于重要负荷。目前通信台站内对高频开关电源、UPS电源、收（发）信机等交流通信设备、通信用空调以及其他建筑保证负荷等供电均采用放射式配电方式，上述各种用电设备均从低压配电设备输出端采用电缆线路直接引接。图2-5 放射式配电方式
2）树干式配电方式
树干式配电方式是指从低压配电设备输出端引出一路交流电源，各种用电设备分别从该交流电源引接分支线供电，如图2-6所示。图2-6 树干式配电方式
树干式配电方式的优点是供电可靠性较高，节省干线电缆，投资较省，适用于用电设备布置比较均匀、容量不太、无特殊要求的场所，目前在建筑照明供电系统中应用较多，一般沿建筑物垂直方向敷设干线电缆，各楼层照明配电箱从该干线电缆分支引接。
3）链式配电方式
链式配电方式是指从低压配电设备输出端引出一路交流电源，各种用电设备分别按首尾顺序接入该交流电源中，如图2-7所示。链式配电方式的优点是节省线缆，投资少，但供电可靠性较差，适用于从配电屏（箱）对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备供电，如照明灯具、墙上电源插座等。
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