通信电源系统日常维护测试文档格式.docx

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　掌握接地电阻直线布极法的测量。

　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。

①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。

②仪表在进行测量之前，一般应根据要求进行预热和校零。

③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。

④保证仪表接线正确，以免损坏仪表。

⑤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。

⑥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=1000Hz，假设其绝对误差为1Hz；

另一个频率f2=1000000Hz，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。

　　　①相对误差

相对误差=（绝对误差/实在值）×

100％　　　　　　　　　　　　　　　（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。

　　　②相对额定误差

相对额定误差=（绝对误差/仪表最大量程）×

100％　　　　　　　　　　　（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×

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=（±

1.5％×

100）/80=±

1.875％

测30A时的相对误差=（±

100）/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：

　　　①设法检验系统误差是否存在。

　　　②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。

　　　③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。

　　④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

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

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。

　　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。

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/UN×

100％

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：

①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。

②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。

③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。

　　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。

注意事项：

　　　①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。

　　　②仪表与被测试点之间应无干扰的环境。

　　　③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1000A）

接头压降≤5mV/100A　（线路电流小于1000A）

下面的例子说明如何判断接头压降是否满足要求。

某导线中实际负载电流为4000A，在某接头处测得的接头压降为100mV，则标准情况下压降为100mV/4000A=2.5mV/100A<

3mV/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：

①蓄电池组的输出端至直流配电屏的输入端；

②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。

③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31/2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/2000A，在蓄电池单独放电时，实际供电的电压为50.4V，电流为1200A，对三个部分