移動通信電源系統一般包括雙回路10 kV高壓系統、10 kV/38 0 V的低壓變配電系統、油機供電系統、高頻開關電源系統(直流整流及配電系統)、UPS系統、防雷接地系統、集中監控系統等。而在基站供電系統中,一般不包括10 kV高壓系統,通常直接引入當地的220/38 0 V電源,其他的基本相同。
2 提高移動通信電源安全可靠性的主要措施
根據移動通信電源系統的組成可知,盡管通信系統的安全可靠性已經非常高,但要保證通信設備長期不間斷供電并不容易,需要我們腳踏實地,切實做好各項安全保障工作。下面就如何提高各主要設備的安全可靠性,從而提高整個移動通信電源系統安全可靠性的具體措施加以說明。
2.1 高低壓系統
(1)建立真正意義的10 kV雙回路供電系統。要建立真正意義的雙回路供電系統,不能從同一個變壓器上引入雙回路10 kV供電,而應分別從不同的變電所引入10 kV高壓供電,這樣才能提供更可靠的電源。當其中一條10 kV線路停止工作時,另一條10 kV線路仍能及時供電。
(2)在關鍵設備的供電瓶頸采取備份的措施。變壓器、供電開關、熔絲、電纜實現互為備用。例如,給整流器、UPS供電的斷路器應有兩個,能夠獨立供電,當主供開關損壞時,能夠很快利用備用開關供電。
(3)實現三線分離,下走線改為上走線。在布放電纜時,應實現交流電源線、直流電源線、信號數據線三線分離,不得交叉。因為不同的電纜對耐壓等級不同,絕緣和屏蔽程度也不同,實現分離后可有效地防止火災的發生和防止電磁干擾。
根據以往經驗,發現下走線的電纜布放方式存在很多安全隱患,應盡量改為上走線。
2.2 整流設備
在通信電源領域,高頻開關電源逐步代替了線性整流和相控整流設備。高頻開關整流器與相控整流器相比,具有體積小、噪聲低、效率高、功率因數高、動態性能好、可靠性高、對電網污染小等優點。通信直流電源一般采取正極接地的方式,電壓通常為-48 V。
(1)整流器的正極要可靠地接地,而且直流接地點要與防雷接地網相距5 m 以上,避免雷電的干擾。
(2)要防止整流器的監控單元控制整流模塊退出服務的現象發生。如果發生整流器退出服務的情況,則不能整流輸出,只能靠蓄電池維持。一旦出現整流器退服現象,其后果是蓄電池很快就會放空,造成通信網絡癱瘓。其原因主要是控制單元出現了問題。
往往由于高壓關機、雷電干擾、軟件/硬件故障等原因引起控制單元保護性關閉整流器輸出,只能靠有限的蓄電池維持0.5~2 h ,蓄電池電量放空后,如果整流器還不能正常輸出,通信網絡一般就癱瘓了。應急措施是快速到達現場,切斷控制單元的控制線或電源線,重新逐個啟動整流模塊;然后快速搶修監控單元,以免整流模塊輸出不正常,引起通信設備或蓄電池的毀壞。
(3)每一套高頻開關電源系統都應配備一定數量的開關電源模塊,防止高壓或強電磁侵入,燒毀在用的模塊。
(4)直流電纜的顏色要統一。
通常直流正極一般用紅色的RVVZ 型電纜,負極一般用藍色的RVVZ 型電纜,保護地線用國際通用的黃綠雙色電纜。這些看似簡單的問題,有的機房卻不統一,這樣在設備加電或下電時,容易造成較大的事故。
(5)能用直流供電的設備盡量不用交流供電。直流電源的安全可靠性比交流電源好得多;另外,隨著3G 和NG N 的發展,設備的精細化程度越來越高,對電磁干擾的要求也越來越高。因此,在設備采購或設計時應盡量采用直流供電的設備。
(6)采用新的供電方式,變集中放置、集中供電為集中放置、分散供電,即將基礎傳輸、交換機、高層網或較為重要的網與一般業務網分開供電。分開后,供電系統相對縮小,易于保證質量,提高安全可靠性,減少維護工作量,防止全局性癱瘓。
2.3 蓄電池
(1)蓄電池宜以閥控式密封鉛酸蓄電池為主。它的主要優點是:使用中幾乎無酸溢出,對環境和設備幾乎無污染和腐蝕,可以不單設蓄電池室,維護工作量少,可逐層放置,占地面積少。
它的主要缺點是:電池電壓均勻性、一致性較差;使用壽命對環境溫度、浮充電壓有嚴格的要求;有些廠商的電池在技術上還不完善,存在落后電池、滲漏液、極板快速腐蝕、鼓肚等問題;大容量、長壽命使用還需實踐證明。
(2)蓄電池是應急通信電源的生命線,也是導致系統癱瘓的重要因素,應當引起特別重視。
(3)要及時發現落后電池,往往因為一兩只單體電池的電壓下降而引起整個系統電壓迅速下降,從而導致通信中斷。
(4)注意浮動充電參數:一般電池的充電電壓為2.23 V/單格(25℃)(53.52 V /24PCS);最大充電電流≤0.25C10;溫度補償系數為-4 m V/℃·單格(以25℃為基點)。
(5)注意均衡充電參數:充電電壓為2.35 V/單格(25℃)(56.4 V/24PCS);最大充電電流≤0 .2 5 C 1 0 ;溫度補償系數為-4 mV/℃·單格(以25℃為基點)。(6)遇到下列情況之一可考慮采用均衡充電:放電容量超過額定容量的20% 以上;擱置不用時間超過3 個月;連續浮充3~6個月或電池組內出現電壓落后的電池。
(7)影響蓄電池使用壽命的主要因素有:環境溫度、放電次數(頻度)、放電深度和充電電壓(浮充電流)等。必須注意克服這些因素的影響,才能有效延長蓄電池的使用壽命。
(8 )必須按規范要求及時更換蓄電池。蓄電池的更換判據:如果蓄電池電壓在放出其額定容量8 0%(對照相應放電率的容量如C10等參數)之前已低于1.8 V/單格,則應考慮加以更換。
(9 )為防止洪澇災害,有些地區的電源室不宜放在一層或地下室。這就要求閥控式密封鉛酸蓄電池安裝時必須考慮樓板的承重,進行承重處理。
2.4 UPS 設備
(1)對采用UPS供電的負荷要定期分析,凡是可以選用直流供電的設備,建議不宜采用交流供電的設備。
(2)UPS系統故障多發生在倒換瞬間,主要是由于存在感應電動勢,所以要切實保障倒換的可靠性,必要時應有應急措施。
(3)要警惕UPS的蓄電池組高壓危險,電壓會高達400 V以上。
(4)要及時發現落后的單體電池。
2.5 發電機
(1)要防止啟動電瓶失效。平時應定期檢查維護啟動電瓶,必要時備用應急啟動電池和充電器。
(2)要備用應急柴油,以防止油荒和意外災害。
(3)要備用應急活動油機接口,避免發電機發電失敗或切換失敗。
(4)油機室內應光線充足、空氣流通,注意清潔、不存放雜物。
根據環保要求,還應采取必要的降低噪音的措施。
(5)油機室內溫度應不低于5℃。若冬季室溫過低(0℃以下),油機的水箱內應添加防凍劑,如未加防凍劑,在油機停用時,應放出冷卻水;同時,更換成- 10 號柴油。
(6)機組及其附近放置的工具、零件及其他物品,開機前應進行清理,以免機組運轉時發生意外危險。
(7)環境溫度低于5℃時應給機組加熱。
(8 )電壓、頻率(轉速)達到規定要求并穩定運行后方可供電。
(9 )當機組出現油壓低、水溫高、轉速高、電壓異常等故障時,應能自動或手動停機。
(10)當出現轉速過高(飛車)或其他有可能發生人身事故或設備危險情況時,應立即切斷油路和進氣路,緊急停機。
2.6 防雷接地
雷電過電壓會產生直擊雷、感應雷、線路來波和地電位反擊,會造成電磁污染、電磁干擾、設備損壞和系統崩潰等嚴重后果,所以必須做好各項防雷接地措施。
(1)一個交流供電系統中應考慮多級避雷措施。
(2)基站內應在交流引入側安裝浪涌抑制器和防雷開關。
(3)直流供電系統的整流器、控制器應安裝避雷器;集中監控系統設備本身也應采用防雷裝置。
(4)定期測量接地電阻值(非濕地),并做好記錄。
(5)地線系統使用20 年以上的局站,即使接地電阻值滿足要求,也應增設新的接地裝置,新增的接地裝置電阻值應滿足要求,并與原有的接地系統相連接。
(6)對遭受雷擊的局站應迅速查明原因,并采取相應措施解決。
(7)保護地線應選用黃綠雙色相間的塑料絕緣銅芯導線。
(8 )保護地線上嚴禁接頭,嚴禁加裝熔斷器或開關。
(9 )接地端子必須經過防腐、防銹處理,其連接應牢固可靠。
(10)通信設備到用戶接地排的距離不應超過30 m ,且越短越好。當超過30 m 時,應要求用戶重新就近設置接地排。
2.7 集中監控
(1)集中監控是觀察眾多局站的“眼睛”, 應具備快速修復的能力,系統軟件應具有較強的抗誤操作性能。
(2)監控系統應有自診斷功能,隨時了解系統內各部分的運行情況,能夠對故障及時反應。
(3)非專線方式,通過撥號進入監控主機用的號碼資源不對外公開。
(4)監控系統使用的計算機系統應具備防病毒和網絡攻擊等系統保護。
(5)根據不同的權限,設置不同的密碼。
3 提高通信電源安全可靠性的幾種小技巧
3.1“零電流+ 電吹風”電源割接保險法
在日常維護管理中,通信電源割接經常發生。有時可能因為標簽或其他的錯誤,在設備下電時停錯了電,造成人為的停電事故。
對此,可采用“零電流+ 電吹風”
電源割接保險法來解決這個問題。
首先,測試“零電流”。將要下電的設備關閉,用鉗型電流表在配電柜的開關處測量電流是否約為“0”,如果不為“0”,則應懷疑該開關可能不是該設備的開關。
其次,用“電吹風測量法”。在即將下電的設備上,測試完“零電流”后,再接入電吹風,做開/關電吹風實驗的同時,用鉗型電流表在設備側的開關處測量電流變化:電吹風開啟時,電流增加10 A 左右(以交流2 200 W 電吹風為例);電吹風關閉時,電流又回落到0 A 左右。然后,再按照其他割接程序進行(注:如果割接直流設備,則備用直流電吹風)。
這種方法的保險系數較大。
3.2 防漏水法
(1)“防水壩”防漏水法。此法雖然簡單,但是卻比較實用和保險,即在專用空調等供水比較集中的區域內,攔截一圈約10 cm高的防水壩,并內設多個過濾地漏。
(2)水路增加“護套”法。因為水管內有很高的水壓,一旦閥門、接口或管路噴水,將沖出“防水壩”,若噴向設備,就會造成事故。因此,應在幾乎所有的水路中增加“護套”,防止漏水噴濺。在水路中纏繞護套,可使漏水流在防水壩內,避免了事故擴大。
3.3 線纜標簽規范法
通信電源專業和傳輸、數據、交換等專業涉及的線纜和開關較多,如果沒有統一的線纜標簽規范,則在顏色、格式、內容等多方面容易混淆和引起停錯電事故。
為此,我們制定了線纜標簽規范。
3.4 監控數據共享法
現在,已經有很多局(站)安裝了集中監控系統,并安排了值班人員24 h 監控。但有些地方監控系統中強大的數據報表功能并沒有被有效利用,有的地方每天只做一些簡單的通知、觀察、操作以及簡單的值班記錄。
應建立監控數據分析共享機制,多做一些設備性能分析,減少值班記錄內容。首先,值班人員應將當天各主要局(站)的重要數據或截圖進行匯總;其次,將匯總的數據在每天早上上班前發送到郵箱,供各分管班組長、主任或經理等人共同對數據進行分析,共同查找或處理設備隱患,并能對各班組的維護程度進行監督。
4 小結
進一步提高通信電源的安全可靠性,提高預警、預檢、預修的能力,降低故障率,是今后工作的重點和努力的方向。
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