甘鈺安

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)備驗收和通信改造的實踐經(jīng)驗，分析提升無線通信質(zhì)量的具體措施。設(shè)計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)合為時半年的現(xiàn)場改造試驗，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，增強終端信號收發(fā)能力，提高配電網(wǎng)自動化“三遙”水平，減少設(shè)備維護人力資源浪費，優(yōu)化配電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)控能力和突發(fā)故障處置能力。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化;無線通信;吸盤天線

中圖分類號：TM73 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

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)是實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化“三遙”（遙信、遙測、遙控）的基礎(chǔ)，通過配電網(wǎng)自動化的運營可以實現(xiàn)遠程投切、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，大量配電網(wǎng)終端依賴無線通信與主站形成聯(lián)絡(luò)，無線通信長時延、易丟失的問題成為制約配電網(wǎng)自動化發(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)自動化的實用化水平。

目前，隨著配電網(wǎng)自動化終端的不斷投運，基層班組的運維壓力也不斷增大，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)備維護認(rèn)字人力資源的極大浪費。

1.2 該文的研究內(nèi)容

綜合以上分析和論述，該文結(jié)合基層運維經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)無線通信質(zhì)量問題成為制約配電網(wǎng)自動化發(fā)展的重要原因，進而導(dǎo)致了基層運維單位的人力資源浪費。分析提升無線通信質(zhì)量的可行性建議，設(shè)計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)自動化的實用化水平。

2 無線通信質(zhì)量提升的實踐研究

在開展配電網(wǎng)終端二次設(shè)備現(xiàn)場驗收的業(yè)務(wù)流程中，按規(guī)定，在驗收時必須對每一個開關(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、信號不良時，表現(xiàn)為每一次主站發(fā)送遙控信號到現(xiàn)場開關(guān)成功動作普遍有15 s～30 s的時延，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。在通過驗收后，部分緊閉箱門的戶外開關(guān)箱終端則開始進入離線狀態(tài)。通過改變天線的擺放位置，改善二次終端信號收發(fā)條件是得到實踐檢驗的。

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，進而導(dǎo)致二次終端離線。經(jīng)試驗偏遠地區(qū)戶外開關(guān)箱內(nèi)的通信模塊，通信強度往往只能達到-85 dB～-110 dB，通信不良，容易導(dǎo)致通信丟包，打開箱門后通信強度則能達到-55 dB～-70 dB。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，證實了配電網(wǎng)終端信號可以得到顯著提升。同時，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，同時保護天線線體不因長期拉伸而損壞。側(cè)面黏附式吸盤天線固定裝置設(shè)計如圖1所示。

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，吸盤天線固定裝置實物圖如圖2、圖3所示。

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化缺陷消除記錄，篩選出由于通信原因?qū)е伦詣踊毕莸慕K端設(shè)備，通過通信信號檢測儀器測量戶外開關(guān)箱內(nèi)外的無線信號強度，識別出屏蔽效應(yīng)顯著的10個戶外開關(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。吸盤天線固定裝置的現(xiàn)場應(yīng)用如圖4所示。

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)終端正常運行環(huán)境，測得改造前終端箱內(nèi)信號強度，然后開展天線改造，將吸盤天線從柜內(nèi)移動到柜外，關(guān)閉箱門測得改造后終端箱內(nèi)信號強度，從通信模塊調(diào)試軟件上讀取信號強度，改造前后差異見表1。

由表1可知，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行復(fù)查，表1所示的10個終端均未發(fā)生因通信原因?qū)е碌娜毕荨?/p>

4 結(jié)語

該文通過分析實踐案例，發(fā)現(xiàn)了無線通信質(zhì)量問題對配電網(wǎng)自動化發(fā)展的制約作用。結(jié)合基層運維經(jīng)驗，設(shè)計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)自動化的實用化水平。該文研制成品已得到試用并在縣區(qū)供電局獲得推廣，有效性和實用性超出了預(yù)期，其可行性也得到了有效驗證。

參考文獻

[1]洪海生，王少華，配電自動化無線信號優(yōu)化分析與應(yīng)用[J].廣東電力，2018，31（5）：127-133.

[2]章輝，壽國礎(chǔ)，胡怡紅.移動網(wǎng)無線信號變化預(yù)測研究[J].電子測量與儀器學(xué)報，2008，22（8）：44-48.