鐵路通信電源是鐵路通信設(shè)備行的“心臟”。它是構(gòu)成各種通信手段必不可少的組成部分，對(duì)確保通信質(zhì)量具有重要的影響，因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備發(fā)生故障是局部的，而通信電源的故障，影響面會(huì)更大。鐵路通信系統(tǒng)的故障，不僅影響公務(wù)聯(lián)絡(luò)，更嚴(yán)重的是會(huì)影響列車運(yùn)行，造成國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大損失。因此鐵路通信電源歷來受到有關(guān)部門的重視，鐵道部先后制定了有關(guān)通信電源的技術(shù)要求和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，并加強(qiáng)了技術(shù)管理；系統(tǒng)和設(shè)備隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷完善和提高，現(xiàn)將鐵路通信電源系統(tǒng)及特點(diǎn)介紹如下。

鐵路通信電源是獨(dú)立的供電系統(tǒng)，由外供交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)構(gòu)成。其外供交流電源由兩部分組成：其一是從鐵路地區(qū)變、配電所、鐵路專用專盤專線電源、電力貫通線電源、自動(dòng)閉塞電力線電源及地方電源接引的外供交流電源；其二是指自備發(fā)電電源。

在鐵路沿線，每隔一般為40-60km設(shè)置的10KV配電所，用于為自動(dòng)閉塞電力線路和電力貫通線供電。

在鐵路干線、運(yùn)輸較繁忙的支線無能建有電力貫通線路；在自動(dòng)閉塞區(qū)段除建有電力貫通線外，還建有自動(dòng)閉塞電力線路。自動(dòng)閉塞電力線路是為鐵路自動(dòng)閉塞信號(hào)設(shè)備供電的專用電源，鐵路中間站的通信設(shè)備也由此供電。

電力貫通線路為沿線各車站與行車有關(guān)的小容量負(fù)荷的主供電源，是自動(dòng)閉塞線路供電的備用電源。

鐵路通信網(wǎng)分樞紐及以上通信設(shè)備均被列為一級(jí)負(fù)荷；分樞紐以下電源室和中間站通信機(jī)械室為二級(jí)負(fù)荷。

一級(jí)負(fù)荷的供電標(biāo)準(zhǔn)是：從兩個(gè)不同的變電所各引一路或從不同的母線段引出兩路供電。因此分樞紐及以上通信設(shè)備是由兩路可靠交流電源供電的；分樞紐以下由一路可靠交流電源供電，當(dāng)其附近有第二路交流電源時(shí)，采用兩路交流電源供電。

鐵路通信自備發(fā)電電源一般采用油機(jī)發(fā)電機(jī)組，對(duì)滿足日照要求或風(fēng)速要求的地區(qū)，采用太陽能或風(fēng)力發(fā)展電源作為備用電源也是一種可行的方案，但其一次性投資較高。

自備交流發(fā)電機(jī)組，隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前均采用具有自動(dòng)投入，自動(dòng)撤出，自動(dòng)補(bǔ)給性能的設(shè)備，此外還必須具有標(biāo)準(zhǔn)化接口和通信協(xié)議，以完成其遙信、遙測(cè)和遙控功能，達(dá)到少人維護(hù)、無人值守的目的。

自備發(fā)電機(jī)組的設(shè)置是保證對(duì)通信設(shè)備不間斷供電的唯一可靠措施，尤其是對(duì)災(zāi)害造成的故障，其中斷時(shí)間很難確定。所以鐵路通信站均要求配置自備發(fā)電機(jī)組；中間站通信機(jī)械室每2-4個(gè)站配置1臺(tái)機(jī)動(dòng)式發(fā)電機(jī)組，故障時(shí)，由通信工區(qū)攜帶至故障地點(diǎn)使用，以確保供電的可靠性，同地可減少蓄電池組的備用時(shí)間，從而降低蓄電池的容量。

自備交流發(fā)電機(jī)組的容量，按滿足通信設(shè)備用交流功率、直流電源的浮充功率、蓄電池組的充電功率、通信站主機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)提供保證的用電功率。

保證照明一般接實(shí)際情況計(jì)算、無資料時(shí)，除主機(jī)房的照明予以保證外，其余房屋的照明功率可按其30％-50％估算。

電源系統(tǒng)的可靠性是由交流供電系統(tǒng)，直流供電系統(tǒng)的可靠性共同組成，研究資料表明，交流供電系統(tǒng)的可靠性占系統(tǒng)總可靠性指標(biāo)的65％，因此，提高交流供電可靠性最為重要。

鐵路通信電源的直流供電系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備及蓄電池組組成。其供電方式采用直流集中供電連續(xù)浮充充制，將整流設(shè)備與蓄電池組不分晝夜地并取浮充供給通信設(shè)備直流電源，同時(shí)供給蓄電池組自放電的補(bǔ)充充電電流。采用這種供電制度、蓄電池組效率高，壽命長(zhǎng)，可靠性強(qiáng)，是首選的供電方式。鐵路直流供電基礎(chǔ)電壓定-48V。其他種類電壓：如-12V，-6V，-24V等或交流220V，當(dāng)其負(fù)荷量較小時(shí)，可通過變換器或逆變器獲得，特大通信樞紐（一般可按交換系統(tǒng)容量大于5萬門）采用分散供電方式，具有減小電源線壓降，減少故障影響面等優(yōu)噗，隨著鐵路通信網(wǎng)走向市場(chǎng)、大容量的通信樞紐會(huì)有所增加，分散供電方式會(huì)得到更多的采用。

采用高頻開關(guān)技術(shù)的整流設(shè)備，具有體積小，重量輕，模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)容方便，并且效率高、功率因數(shù)高，允許輸入交流電壓變動(dòng)幅度大，穩(wěn)壓精度高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代相控電源，在鐵路通信電源系統(tǒng)業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用。

閥控式密封蓄電池具有體積小，比能量大，污染少，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，可臥置疊放，可與通信設(shè)備同置一室，節(jié)省工程投資等優(yōu)點(diǎn)，已被定為應(yīng)用于通信電源系統(tǒng)的首選電池。其中貧液式電池因其內(nèi)阻小，產(chǎn)品一致性和均一性好，更具有優(yōu)越性。

對(duì)蓄電池組采用低壓恒壓充電方式在國(guó)際、國(guó)內(nèi)已得到普遍應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是可以延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，提高供電質(zhì)量，簡(jiǎn)化直電線路。鐵道部業(yè)已推行低壓恒壓浮充制供電方式，其原理與維護(hù)基本上同“連續(xù)浮充制”。不同之處在于浮充電壓從原來的（2.18±0.02）V，提高到2.3V，外供交流電源停電后，由蓄電池放電；交流恢復(fù)供電后，仍以每塊蓄電池端電壓2.3V進(jìn)行“在線式”浮充，即帶負(fù)荷充電。其優(yōu)點(diǎn)是在保證蓄電池不虧電的情況下延長(zhǎng)其使用壽命，并具有簡(jiǎn)化操作、便于維護(hù)、提高供電質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。

近來，新型高能閥控蓄電池（又稱鉛布電池）引起業(yè)內(nèi)的關(guān)注。它是在原閥控電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種改進(jìn)型電池，其工作原理與閥控電池相同，

其關(guān)鍵技術(shù)在于采用新的電池材料，先進(jìn)的電池結(jié)構(gòu)和新的生產(chǎn)工藝，

主要包括以下幾方面：

1 采用特殊工藝制造的同軸復(fù)合鉛絲紡織的絲網(wǎng)為板柵，取代了傳統(tǒng)電池中重力澆鑄金屬板柵；

2 在同一塊絲網(wǎng)上分別涂上正極鉛膏和負(fù)極鉛膏，中間以未涂膏的絲網(wǎng)連接，構(gòu)成雙極性極板；

3 雙極性極板交錯(cuò)疊放，根據(jù)不同的電壓與容量要求，組成不同的極群，省去單體電池之間的連接件；

4 極群用鼠籠壓緊，形成緊裝配；

5極板水平放置；

6在涂板的鉛膏中加入適量氧化劑和其他添加劑；

7 取消傳統(tǒng)電池生產(chǎn)過程中的固化和干燥工序

8電池采用內(nèi)化成，取消傳統(tǒng)電池生產(chǎn)過程的化成工序；

采用以上新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝后，新型高能閥控電池具有以下優(yōu)越性能：

1 放電功率大、充電更迅速。

由于結(jié)構(gòu)的改變，采用多縱向平行鉛絲連接，電流分布均勻，降低了電池內(nèi)阻，使充電更迅速；一般閥控電池100％深放電后，需30小時(shí)左右才能再充足，而鉛布電池需4小時(shí)左右。

2 循環(huán)壽命長(zhǎng)

由于鉛布電池的板柵是由同軸鉛絲編織而成，同軸鉛絲的內(nèi)芯是多玻璃纖維，因此其強(qiáng)度大，而不需在鑄造板柵的鉛中加入其他金屬，從而防止了由于其他金屬加入而造成的板柵腐蝕。鉛布電池采用高純解鉛，大大提高了電池的壽命。

3 重量輕

因玻璃纖維作內(nèi)芯的同軸鉛絲所編織的鉛布與傳統(tǒng)的板柵相比，其材料鉛的用量減少67％以上，與結(jié)構(gòu)上其他改進(jìn)綜合考慮，其重量減輕了25-50％，能量重量比提高了50％。

4 性能更可靠、更均衡由于取消了固化、干燥和化成等工序，簡(jiǎn)化 了生產(chǎn)工藝，更便于自動(dòng)化裝配，使得產(chǎn)品性能更易均衡和可靠。

此外，還具有安全性更高，維護(hù)量更小等優(yōu)點(diǎn)。

近幾年隨著光纜數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)字分插設(shè)備在鐵路中間站的應(yīng)用，對(duì)通信電源提出了新的要求。鐵路中間站數(shù)量多，大都分散在偏僻地區(qū)，其交流電壓波動(dòng)范圍大，供電質(zhì)量較差，地點(diǎn)交流220V波動(dòng)范圍竟達(dá)正負(fù)30％，停電頻繁，維修技術(shù)力量薄弱。為滿足鐵路通信的要求，必須對(duì)其進(jìn)行改造。

首先是交流供電采用知?jiǎng)娱]塞電源為主用，電力貫通線為備用的方式，改善其交流供電可靠性，并提高了交流供電質(zhì)量。繼而研制鐵路中間站電源柜，為通信設(shè)備供電。

鐵路中間站通信電源柜由交流配電單元，直流配電單元，高頻開關(guān)整流模塊及閥控式鉛酸蓄電池組組成。整流模塊的容量一般為5A、10A、16A，采用一主一備，或2主1備負(fù)荷均擔(dān)方式運(yùn)行。蓄電池組一般為100AH。上述設(shè)備集成于一機(jī)柜中，以直流-48對(duì)中間站通信設(shè)備供電。

考慮到兩次交流停電間隔時(shí)間的不可預(yù)見性，交流停電后要求有人值守，工區(qū)維修人員在8小時(shí)內(nèi)攜帶機(jī)動(dòng)式發(fā)電機(jī)組到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。蓄電池組的低電壓予告警值可根據(jù)維修人員到達(dá)時(shí)間的長(zhǎng)短來設(shè)置，并能自動(dòng)發(fā)出可見可聞告警信號(hào)。

幾年來的實(shí)踐證明，這種鐵路中間站電源柜滿足了中間站通信設(shè)備的需要，已有路內(nèi)、路外廠家的定型產(chǎn)品，經(jīng)過入網(wǎng)檢測(cè)投入使用。

綜上所述，近十年來，用高頻開關(guān)電源取代相控電源，用閥控式密封鉛酸蓄電池組代替防酸式蓄電池，用計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控代替人工控制，是目前通信電源的發(fā)展潮流，鐵路通信電源系統(tǒng)從體制、規(guī)范、維護(hù)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等方面不斷納入新技術(shù)、新產(chǎn)品，為鐵路通信奠定了基礎(chǔ)。隨著鐵路通信管理體制的改革，鐵通網(wǎng)絡(luò)將成為面向路內(nèi)、路外經(jīng)營(yíng)服務(wù)的通信網(wǎng)，將對(duì)通信電源提出更高的要求，以滿足鐵路通信走向市場(chǎng)的需要。

審核編輯：湯梓紅