铁路通信电源的现状及发展

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1、铁路通信电源是铁路通信设备行的“心脏”。它是构成各种通信手段必不可少的组成部 分，对确保通信质量具有重要的影响，因为通信设备发生故障是局部的，而通信电源的 故障，影响面会更大。铁路通信系统的故障，不仅影响公务联络，更严重的是会影响列 车运行，造成国民经济的重大损失。因此铁路通信电源历来受到有关部门的重视，铁道 部先后制定了有关通信电源的技术要求和相关设计规范，并加强了技术管理；系统和设 备随着技术的进步不断完善和提高，现将铁路通信电源系统及特点介绍如下。铁路通信电源是独立的供电系统，由外供交流供电系统和直流供电系统构成。其外供 交流电源由两部分组成：其一是从铁路地区变、配电所、铁路专用专盘专线

2、电源、电力 贯通线电源、自动闭塞电力线电源及地方电源接引的外供交流电源；其二是指自备发电 电源。在铁路沿线，每隔一般为40-60km设置的10KV配电所，用于为自动闭塞电力线路 和电力贯通线供电。在铁路干线、运输较繁忙的支线无能建有电力贯通线路；在自动闭塞区段除建有电 力贯通线外，还建有自动闭塞电力线路。自动闭塞电力线路是为铁路自动闭塞信号设备 供电的专用电源，铁路中间站的通信设备也由此供电。电力贯通线路为沿线各车站与行车有关的小容量负荷的主供电源，是自动闭塞线路供电 的备用电源。铁路通信网分枢纽及以上通信设备均被列为一级负荷；分枢纽以下电源室和中间站 通信机械室为二级负荷。一级负荷的供电标准

3、是：从两个不同的变电所各引一路或从不同的母线段引出两路 供电。因此分枢纽及以上通信设备是由两路可靠交流电源供电的；分枢纽以下由一路可 靠交流电源供电，当其附近有第二路交流电源时，采用两路交流电源供电。铁路通信自备发电电源一般采用油机发电机组，对满足日照要求或风速要求的地 区，采用太阳能或风力发展电源作为备用电源也是一种可行的方案，但其一次性投资较自备交流发电机组，随着技术的进步，目前均采用具有自动投入，自动撤出，自动 补给性能的设备，此外还必须具有标准化接口和通信协议，以完成其遥信、遥测和遥控 功能，达到少人维护、无人值守的目的。 自备发电机组的设置是保证对通信设备不间断供电的唯一可靠措施，尤

4、其是对灾害造成 的故障，其中断时间很难确定。所以铁路通信站均要求配置自备发电机组；中间站通信 机械室每2-4个站配置1 台机动式发电机组，故障时，由通信工区携带至故障地点使用， 以确保供电的可靠性，同地可减少蓄电池组的备用时间，从而降低蓄电池的容量。自备交流发电机组的容量，按满足通信设备用交流功率、直流电源的浮充功率、蓄 电池组的充电功率、通信站主机房内应提供保证的用电功率。保证照明一般接实际情况计算、无资料时，除主机房的照明予以保证外，其余房屋 的照明功率可按其 30-50估算。电源系统的可靠性是由交流供电系统，直流供电系统的可靠性共同组成，研究资料 表明，交流供电系统的可靠性占系统总可靠性

5、指标的65，因此，提高交流供电可靠性 最为重要。铁路通信电源的直流供电系统由整流设备、直流配电设备及蓄电池组组成。其供电方 式采用直流集中供电连续浮充充制，将整流设备与蓄电池组不分昼夜地并取浮充供给通 信设备直流电源，同时供给蓄电池组自放电的补充充电电流。采用这种供电制度、蓄电 池组效率高，寿命长，可靠性强，是首选的供电方式。铁路直流供电基础电压定-48V。 其他种类电压口-12V, -6V, -24V等或交流220V,当其负荷量较小时，可通过变换 器或逆变器获得，特大通信枢纽（一般可按交换系统容量大于5 万门）采用分散供电方 式，具有减小电源线压降，减少故障影响面等优噗，随着铁路通信网走向市

6、场、大容量 的通信枢纽会有所增加，分散供电方式会得到更多的采用。采用高频开关技术的整流设备，具有体积小，重量轻，模块化结构，扩容方便，并 且效率高、功率因数高，允许输入交流电压变动幅度大，稳压精度高、噪声低等优点， 已经取代相控电源，在铁路通信电源系统业已得到广泛的应用。阀控式密封蓄电池具有体积小，比能量大，污染少，使用维护简便，可卧置叠放，可 与通信设备同置一室，节省工程投资等优点，已被定为应用于通信电源系统的首选电池。 其中贫液式电池因其内阻小，产品一致性和均一性好，更具有优越性。对蓄电池组采用低压恒压充电方式在国际、国内已得到普遍应用，其优点是可以延 长蓄电池的使用寿命，提高供电质量，简

7、化直电线路。铁道部业已推行低压恒压浮充制 供电方式，其原理与维护基本上同“连续浮充制”。不同之处在于浮充电压从原来的（2.18 0.02）V，提高到2.3V，外供交流电源停电后，由蓄电池放电；交流恢复供电后，仍 以每块蓄电池端电压 2.3V 进行“在线式”浮充，即带负荷充电。其优点是在保证蓄电 池不亏电的情况下延长其使用寿命，并具有简化操作、便于维护、提高供电质量等优点。 近来，新型高能阀控蓄电池（又称铅布电池）引起业内的关注。它是在原阀控电池的基 础上发展起来的一种改进型电池，其工作原理与阀控电池相同，其关键技术在于采用新 的电池材料，先进的电池结构和新的生产工艺，主要包括以下几方面：1 采

8、用特殊工艺制造的同轴复合铅丝纺织的丝网为板栅，取代了传统电池中重力浇 铸金属板栅；2 在同一块丝网上分别涂上正极铅膏和负极铅膏，中间以未涂膏的丝网连接，构成 双极性极板；3 双极性极板交错叠放，根据不同的电压与容量要求，组成不同的极群，省去单体 电池之间的连接件；4 极群用鼠笼压紧，形成紧装配；5 极板水平放置；6 在涂板的铅膏中加入适量氧化剂和其他添加剂；7 取消传统电池生产过程中的固化和干燥工序8 电池采用内化成，取消传统电池生产过程的化成工序；采用以上新材料、新结构和新工艺后，新型高能阀控电池具有以下优越性能：1 放电功率大、充电更迅速。由于结构的改变，采用多纵向平行铅丝连接，电流分布均

9、匀，降低了电池内阻，使 充电更迅速；一般阀控电池 100深放电后，需 30 小时左右才能再充足，而铅布电池需 4 小时左右。2 循环寿命长由于铅布电池的板栅是由同轴铅丝编织而成，同轴铅丝的内芯是多玻璃纤维，因此 其强度大，而不需在铸造板栅的铅中加入其他金属，从而防止了由于其他金属加入而造 成的板栅腐蚀。铅布电池采用高纯解铅，大大提高了电池的寿命。3 重量轻因玻璃纤维作内芯的同轴铅丝所编织的铅布与传统的板栅相比，其材料铅的用量减 少 67以上，与结构上其他改进综合考虑，其重量减轻了 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，简化 了生产工艺， 更

10、便于自动化装配，使得产品性能更易均衡和可靠。此外，还具有安全性更高，维护量更小等优点。目前，国内已有武汉银泰科技股份有 限公司的产品问世，并用于电信行业。近几年随着光缆数字通信系统和数字分插设备在铁路中间站的应用，对通信电源提 出了新的要求。铁路中间站数量多，大都分散在偏僻地区，其交流电压波动范围大，供 电质量较差，地点交流 220V 波动范围竟达正负 30，停电频繁，维修技术力量薄弱。 为满足铁路通信的要求，必须对其进行改造。首先是交流供电采用知动闭塞电源为主用，电力贯通线为备用的方式，改善其交流 供电可靠性，并提高了交流供电质量。继而研制铁路中间站电源柜，为通信设备供电。铁路中间站通信电源

11、柜由交流配电单元，直流配电单元，高频开关整流模块及阀控 式铅酸蓄电池组组成。整流模块的容量一般为5A、10A、16A，采用一主一备，或2主 1备负荷均担方式运行。蓄电池组一般为100AH。上述设备集成于一机柜中，以直流-48 对中间站通信设备供电。考虑到两次交流停电间隔时间的不可预见性，交流停电后要求有人值守，工区维修人员 在8 小时内携带机动式发电机组到现场维护。蓄电池组的低电压予告警值可根据维修人 员到达时间的长短来设置，并能自动发出可见可闻告警信号。几年来的实践证明，这种铁路中间站电源柜满足了中间站通信设备的需要，已有路 内、路外厂家的定型产品，经过入网检测投入使用。综上所述，近十年来，用高频开关电源取代相控电源，用阀控式密封铅酸蓄电池组 代替防酸式蓄电池，用计算机集中监控代替人工控制，是目前通信电源的发展潮流，铁 路通信电源系统从体制、规范、维护，产品标准等方面不断纳入新技术、新产品，为铁 路通信奠定了基础。随着铁路通信管理体制的改革，铁通网络将成为面向路内、路外经 营服务的通信网，将对通信电源提出更高的要求，以满足铁路通信走向市场的需要。