论文参考-浅析3G通信基站电源系统组成及防雷解决方案
浅析3G 通信基站电源系统组成及防雷解决方案
3G 通信基站电源设备的运行状况会很大程度上受到天气的影响,所以在很多的通信运营商进行设备的维护当中都加强了相应的力度,但是很多的人员都没有真正意识到其中的根本原因,所以在维护的过程中经常会出现事后补救的状况。当前还没有一套非常科学合理的防御措施,每一年各个地方的通信基站数量都在以非常快的速度增长,很多设备都会因为雷击而产生危害,使得整个系统都得不到非常有效的运行。
1 3G基站电源系统的运行原理及构成
1.1交流系统
基站交流供电系统通常配备交流配电屏,由交流配电屏控制开关电源的交流输入,同时还能控制铁塔的航空障碍灯、空调、照明、墙壁插座等。交流配电屏包含市/油机倒换开关。当市电中断时,先由蓄电池供电一段时间,值守人员发现问题后可以启动油机发电机供电。按照机房规范,3G 通信基站采用TT 供电方式,其输出电源为三相五线制交流电。通信基站通常采用一路二类或以上的市电电源。考虑3G 业务的大量耗电需求,郊区基站交流电源一般为15kW ;而市区、城郊及县城基站交流市电引入容量为20kW 。采用阻燃型电缆可提高机房防火的要求。机房的低压引入电缆采用≥5×25mm 2ZR-BVV 电力电缆,插座采用面积为3×2.5mm 2ZR-BVV 铜芯电力电缆。交流配电屏至开关电源采用铜芯电力电缆面积为4×16mm 2ZR-BVV ,而空调采用5×16 mm2ZR-BVV 铜芯电力电缆。
1.2直流供电系统
蓄电池组和开关电源在通常的情况下都是以并联的方式里德工作的,主要是负责无线设备、监控设备等的电力供应,为了能够对蓄电池的放电量进行有效的控制,在这一过程中需要一个能够提供低压保护的电源来去支撑整个系统的运行,市电在停电的状态下,蓄电池应该向负荷供电,在电池处于放电的状态下,电池就会与整个信号机进行有效的脱离。这样能够更好的保证传输设备和监控设备的正常供电,从而能够确保传输设备和监控设备的正常运行。当电池放电电压达到一定的值时,应该采取一定的措施进行有效的改善,这样就能够很好的防止电池因为过度的放电而无法正常的使用,电池组有可能脱离整个系统。在市电恢复正常的供应之后,开关电源能够自动开启充电模式,在通常的情况下,如果只是一个基站,应该设置两组以上的阀控式铅酸蓄电池,将其以并联的方式进行对接并予以适用。在蓄电池后备时间的确定上,要综合考虑基站的重要性、机房的具体条件等等因素,这样才能有效的提高电池使用的合理性。
1.3防雷接地系统
基站机房的接地系统采用的是等电位连接。其最常用的为星形等电位连接方案。设置在室内一块接地铜排,通过这个铜排上引接机房内所有设备的接地线。按照机房规范,交流配电屏机架内防雷器至开关电源的电力电缆长度应≥5m ,而室内接地排的接地线长度非常短,无形加大了机房内设备的布局和布放线缆的难度。近来通信运营商对机房进行整改,使得交流配电屏拆分为交流配电箱和防雷箱两个设备,并挂墙安装。为提高防雷电的效果,防雷箱靠近室内接地排安装,接地线≤1m 。室内接排至开关电源工作接地排采用面积为70 mm2铜芯电力电缆。室内接地排至用电设备外壳,走线架均采用面积为35 mm2铜芯的电力电缆。 2 电源故障原因分析
2.1二次雷击效应(即感应雷)是当前危害基站电源设备的主要原因
在长期的维护实践中我们不难发现,绝大多数基站设备在雷暴季节的损坏都是在基站避雷天线、避雷器件和接地装置完好的情况下发生的。这就说明对基站的危害并不是直击雷。实际上当移动基站铁塔的接闪器通过引下线将雷击引入大地的一瞬间,由于入地雷电流强度大(可达几百KA ),放电时间短(通常为几十μs 的强脉冲),因此会在引下线周围产生瞬时
强大磁场。在强磁场作用下,处于磁场之中的导体上将产生幅度可达几千V 或更大的感应电动势。如果基站设施,尤其对外部的链接线路没有很好的屏蔽措施,就极易在上面产生很高的感应电压,如此高电压势必造成通信设备的损坏。这就是人们所说的二次雷击效应。目前,通信基站装的防雷设备的底限值基本上都选择在3KV 以上,而对3KV 以下,尤其是0.5-1.5KV 区段的电源设备的安全防护,在基站设备上基本没有设置。
2.2电网的异常电压波动所引起的基站电源设备瞬间过荷
通信基站通常都会建设在相对比较偏僻的地方,这部分基站的电力基本上都是使用农村的电力网络实现的,在我国很多的农村电网当中存在着很多的问题,例如:电线老化、电压稳定性差,在管理方面也存在着诸多的问题,供电电压经常会出现非正常波动现象,这也是很多电源设备被损坏的直接原因,特别是在夏季用电量很大,同时也相对比较集中的时期,有关部门为了能够更好的对这一问题产生的负面影响降到最小,经常会采取提高供电电压的方式来使得供电能力能够满足相关的标准和要求,所以这种现象也就使得电压呈现出持续走高的现象,当电压大幅下降时,电压的不稳定性就会导致很多电源设备都会损坏,整个系统无法正常的运行。
除了以上提到的因素以外,基站在电源设备防雷措施的应用上还不能存在着很多的不足,也需要通过各种各样的方式进行不断的加强,在经过雷击之后,电源设备势必要经过相关人员的维修才能保证其正常的运行和使用,但是在多次的维修之后,设备的各项性能一定会受到一些影响,基站的内部如果没有采取相应的措施进行一定的防护,电源设备也会非常容易损坏。
2.3采用中央执行控制电路
中央执行控制电路是防护系统的核心,它主要是能够起到接受电源设备异常情况的警报信号,并且能够通过执行电路将基站的高电压电路切断,将高电压转换成48V 的低电压进行供电,这样就能够有效的对电源设备起到保护的作用。
结束语
基站电源系统是移动通信系统的重要组成部分,它涉及到的专业领域有很多,同时相关的专业知识和技术也有很多,通信电源是电信网络当中的一个非常重要的组成部分,其对通信网的正常运行有着非常大的影响,通过相关人员的努力,通信网络的运行质量得到了有效的提升,在很多相关的维护工作上都出现了很大的转机,所以也更好的推动了通信技术的发展,促进了整个系统的正常运行。