配電網(wǎng)無線通信質(zhì)量提升的實(shí)踐

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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(chǎng)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(hào)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(duì)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(shì)，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(cè)、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(jí)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(hào)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(chǎng)重啟通信模塊的消缺記錄占到總數(shù)的65%。信號(hào)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(chǎng)驗(yàn)收的業(yè)務(wù)流程中，按規(guī)定，在驗(yàn)收時(shí)必須對(duì)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(hào)不良時(shí)，表現(xiàn)為每一次主站發(fā)送遙控信號(hào)到現(xiàn)場(chǎng)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(hào)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(hào)放大器安裝的業(yè)務(wù)流程中，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)信號(hào)放大器的安裝只適用于外部信號(hào)水平較差，需要增加信號(hào)強(qiáng)度提升信號(hào)的情況。對(duì)于大部分的配電網(wǎng)終端，戶外或箱外信號(hào)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(hào)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(hào)塔的位置，可以有效規(guī)避箱體或墻體的屏蔽效應(yīng)。信號(hào)放大器的安裝可以同時(shí)解決環(huán)境信號(hào)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(duì)戶外開關(guān)箱設(shè)備的簡易改造，是針對(duì)箱體的屏蔽作用問題進(jìn)行的改造，其優(yōu)勢(shì)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(shí)別箱內(nèi)外信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)檢測(cè)儀器測(cè)量戶外開關(guān)箱內(nèi)外的無線信號(hào)強(qiáng)度，識(shí)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(hào)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(cè)得改造前終端箱內(nèi)信號(hào)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(cè)得改造后終端箱內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度，從通信模塊調(diào)試軟件上讀取信號(hào)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(hào)水平均有不同程度的提升。在改造后半年對(duì)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(duì)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