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摘要:為了改善目前配電網(wǎng)終端普遍存在的無線通信質(zhì)量問題,筆者結(jié)合基層二次終端設(shè)備驗(yàn)收和通信改造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析提升無線通信質(zhì)量的具體措施。設(shè)計(jì)并制作了一款吸盤天線固定裝置,用于將配電網(wǎng)終端通信模塊放置在戶外開關(guān)箱箱體外部,結(jié)合為時(shí)半年的現(xiàn)場改造試驗(yàn),成功地提高了改造終端的通信質(zhì)量。通過調(diào)整天線位置,增強(qiáng)終端信號收發(fā)能力,提高配電網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”水平,減少設(shè)備維護(hù)人力資源浪費(fèi),優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控能力和突發(fā)故障處置能力。
關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)自動(dòng)化;無線通信;吸盤天線
1無線通信質(zhì)量提升研究的背景
1.1選題背景和現(xiàn)狀
隨著國家對配電網(wǎng)投資力度的不斷加大,配電網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋水平呈現(xiàn)逐年提升的趨勢,通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”(遙信、遙測、遙控)的基礎(chǔ),通過配電網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)營可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程投切、負(fù)荷監(jiān)控以及故障分析。在廣闊的縣級區(qū)域,光纖專網(wǎng)通信只存在少數(shù)試點(diǎn),大量配電網(wǎng)終端依賴無線通信與主站形成聯(lián)絡(luò),無線通信長時(shí)延、易丟失的問題成為制約配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的重要原因,通過改善信號收發(fā)條件可以極大地提高配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)用化水平。目前,隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化終端的不斷投運(yùn),基層班組的運(yùn)維壓力也不斷增大,如何提質(zhì)增效成為基層管理努力的方向。通過分析縣區(qū)供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化缺陷消除記錄,發(fā)現(xiàn)自2017年以來,由于配電網(wǎng)終端通信質(zhì)量不良,導(dǎo)致需要現(xiàn)場重啟通信模塊的消缺記錄占到總數(shù)的65%。信號水平的制約造成了設(shè)備維護(hù)認(rèn)字人力資源的極大浪費(fèi)。
1.2該文的研究內(nèi)容
綜合以上分析和論述,該文結(jié)合基層運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無線通信質(zhì)量問題成為制約配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的重要原因,進(jìn)而導(dǎo)致了基層運(yùn)維單位的人力資源浪費(fèi)。分析提升無線通信質(zhì)量的可行性建議,設(shè)計(jì)制作了一款吸盤天線固定裝置,將配電網(wǎng)通信模塊天線放置在箱體外部,規(guī)避箱體的屏蔽效應(yīng),有效提高配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)用化水平。
2無線通信質(zhì)量提升的實(shí)踐研究
在開展配電網(wǎng)終端二次設(shè)備現(xiàn)場驗(yàn)收的業(yè)務(wù)流程中,按規(guī)定,在驗(yàn)收時(shí)必須對每一個(gè)開關(guān)至少遙控分閘、合閘一輪次,注意到當(dāng)二次設(shè)備地處偏遠(yuǎn)、信號不良時(shí),表現(xiàn)為每一次主站發(fā)送遙控信號到現(xiàn)場開關(guān)成功動(dòng)作普遍有15s~30s的時(shí)延,施工單位調(diào)試人員往往將終端通信模塊天線放置在開闊位置。在通過驗(yàn)收后,部分緊閉箱門的戶外開關(guān)箱終端則開始進(jìn)入離線狀態(tài)。通過改變天線的擺放位置,改善二次終端信號收發(fā)條件是得到實(shí)踐檢驗(yàn)的。在開展配電網(wǎng)終端信號放大器安裝的業(yè)務(wù)流程中,通過現(xiàn)場檢測信號強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)信號放大器的安裝只適用于外部信號水平較差,需要增加信號強(qiáng)度提升信號的情況。對于大部分的配電網(wǎng)終端,戶外或箱外信號條件完全滿足通信需求,由于箱體或墻體的屏蔽效應(yīng),減弱了配電網(wǎng)終端的信號水平,進(jìn)而導(dǎo)致二次終端離線。經(jīng)試驗(yàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)戶外開關(guān)箱內(nèi)的通信模塊,通信強(qiáng)度往往只能達(dá)到-85dB~-110dB,通信不良,容易導(dǎo)致通信丟包,打開箱門后通信強(qiáng)度則能達(dá)到-55dB~-70dB。通過將終端通信模塊天線放置在箱體面向信號塔的位置,可以有效規(guī)避箱體或墻體的屏蔽效應(yīng)。信號放大器的安裝可以同時(shí)解決環(huán)境信號弱的問題和箱體的屏蔽作用問題,而將4G通信模塊天線作為對戶外開關(guān)箱設(shè)備的簡易改造,是針對箱體的屏蔽作用問題進(jìn)行的改造,其優(yōu)勢在于操作簡單易行,可以由供電所人員自行開展。將4G通信天線移出箱外的通信改造,其關(guān)鍵步驟就是識別箱內(nèi)外信號強(qiáng)度差異,判斷出終端通信水平差的主要原因是箱體的屏蔽作用還是環(huán)境信號弱,只有箱體的屏蔽作用是終端通信水平差的主要原因的終端,才適宜開展通信改造。
3吸盤天線固定裝置的研制和應(yīng)用
3.1吸盤天線固定裝置的研制
為了提升無線通信質(zhì)量,將吸盤天線移至箱體外壁上,證實(shí)了配電網(wǎng)終端信號可以得到顯著提升。同時(shí),由于移出箱外的天線無處安放,只能懸吊在箱體上,久而久之造成天線拉傷,導(dǎo)致通信質(zhì)量再次下降。因此設(shè)計(jì)制作了一款吸盤天線固定裝置,通過固定裝置的固定作用,可以將吸盤天線保持在戶外開關(guān)箱箱外與信號塔無遮蔽的位置,同時(shí)保護(hù)天線線體不因長期拉伸而損壞。固定裝置外觀為帶有黏著面的L型件,材質(zhì)為403號鋼,固定裝置內(nèi)部有可安放天線的空間和平穩(wěn)放置天線的平面,用于安放4G吸盤天線,天線的引出線從固定裝置上的小孔中引出,起到固定吸盤天線的作用。
3.2吸盤天線固定裝置的應(yīng)用
通過查閱供電所提供的自動(dòng)化缺陷消除記錄,篩選出由于通信原因?qū)е伦詣?dòng)化缺陷的終端設(shè)備,通過通信信號檢測儀器測量戶外開關(guān)箱內(nèi)外的無線信號強(qiáng)度,識別出屏蔽效應(yīng)顯著的10個(gè)戶外開關(guān)箱終端設(shè)備,在戶外開關(guān)箱外部尋找無線信號強(qiáng)烈的方向定位吸盤天線固定裝置的安裝位置,將通信模塊天線從箱內(nèi)引出并放置在吸盤天線固定裝置中。將通信模塊調(diào)試軟件連接到終端通信模塊,先關(guān)閉箱門,恢復(fù)終端正常運(yùn)行環(huán)境,測得改造前終端箱內(nèi)信號強(qiáng)度,然后開展天線改造,將吸盤天線從柜內(nèi)移動(dòng)到柜外,關(guān)閉箱門測得改造后終端箱內(nèi)信號強(qiáng)度,從通信模塊調(diào)試軟件上讀取信號強(qiáng)度。經(jīng)過終端天線改造,終端通信條件得到優(yōu)化,經(jīng)過改造的10個(gè)終端,其信號水平均有不同程度的提升。在改造后半年對消缺記錄進(jìn)行復(fù)查,10個(gè)終端均未發(fā)生因通信原因?qū)е碌娜毕荨?/p>
4結(jié)語
該文通過分析實(shí)踐案例,發(fā)現(xiàn)了無線通信質(zhì)量問題對配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的制約作用。結(jié)合基層運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)制作了一款吸盤天線固定裝置,將配電網(wǎng)通信模塊天線放置在箱體外部,規(guī)避箱體的屏蔽效應(yīng),有效提高了配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)用化水平。該文研制成品已得到試用并在縣區(qū)供電局獲得推廣,有效性和實(shí)用性超出了預(yù)期,其可行性也得到了有效驗(yàn)證。
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作者:甘鈺安 單位:珠海金灣供電局