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提高移动通信电源系统安全可靠性的方法
2017-03-12 14:17:28   来源:   评论:0 点击:

首先介绍移动通信电源系统的组成,然后详细阐述提高移动通信电源系统的安全可靠性的主要措施和技巧。1、移动通信电源系统的组成  移
  首先介绍移动通信电源系统的组成,然后详细阐述提高移动通信电源系统的安全可靠性的主要措施和技巧。

1、移动通信电源系统的组成

  移动通信电源系统一般包括双回路10 kV高压系统、10 kV/380 V的低压变配电系统、油机供电系统、高频开关电源系统(直流整流及配电系统)、UPS系统、防雷接地系统、集中监控系统等。而在基站供电系统中,一般不包括10 kV高压系统,通常直接引入当地的220/380 V电源,其他的基本相同。

2、提高移动通信电源安全可靠性的主要措施

  根据移动通信电源系统的组成可知,尽管通信系统的安全可靠性已经非常高,但要保证通信设备长期不间断供电并不容易,需要我们脚踏实地,切实做好各项安全保障工作。下面就如何提高各主要设备的安全可靠性,从而提高整个移动通信电源系统安全可靠性的具体措施加以说明。

2.1 高低压系统

(1)建立真正意义的10 kV双回路供电系统。要建立真正意义的双回路供电系统,不能从同一个变压器上引入双回路10 kV供电,而应分别从不同的变电所引入10 kV高压供电,这样才能提供更可靠的电源。当其中一条10 kV线路停止工作时,另一条10 kV线路仍能及时供电。

(2)在关键设备的供电瓶颈采取备份的措施。变压器、供电开关、熔丝、电缆实现互为备用。例如,给整流器、UPS供电的断路器应有两个,能够独立供电,当主供开关损坏时,能够很快利用备用开关供电。

(3)实现三线分离,下走线改为上走线。在布放电缆时,应实现交流电源线、直流电源线、信号数据线三线分离,不得交叉。因为不同的电缆对耐压等级不同,绝缘和屏蔽程度也不同,实现分离后可有效地防止火灾的发生和防止电磁干扰。根据以往经验,发现下走线的电缆布放方式存在很多安全隐患,应尽量改为上走线。

2.2 整流设备

  在通信电源领域,高频开关电源逐步代替了线性整流和相控整流设备。高频开关整流器与相控整流器相比,具有体积小、噪声低、效率高、功率因数高、动态性能好、可靠性高、对电网污染小等优点。通信直流电源一般采取正极接地的方式,电压通常为-48V。

(1)整流器的正极要可靠地接地,而且直流接地点要与防雷接地网相距5 m以上,避免雷电的干扰。

(2)要防止整流器的监控单元控制整流模块退出服务的现象发生。如果发生整流器退出服务的情况,则不能整流输出,只能靠蓄电池维持。一旦出现整流器退服现象,其后果是蓄电池很快就会放空,造成通信网络瘫痪。其原因主要是控制单元出现了问题。往往由于高压关机、雷电干扰、软件/硬件故障等原因引起控制单元保护性关闭整流器输出,只能靠有限的蓄电池维持0.5~2 h,蓄电池电量放空后,如果整流器还不能正常输出,通信网络一般就瘫痪了。应急措施是快速到达现场,切断控制单元的控制线或电源线,重新逐个启动整流模块;然后快速抢修监控单元,以免整流模块输出不正常,引起通信设备或蓄电池的毁坏。

(3)每一套高频开关电源系统都应配备一定数量的开关电源模块,防止高压或强电磁侵入,烧毁在用的模块。

(4)直流电缆的颜色要统一。通常直流正极一般用红色的RVVZ型电缆,负极一般用蓝色的RVVZ型电缆,保护地线用国际通用的黄绿双色电缆。这些看似简单的问题,有的机房却不统一,这样在设备加电或下电时,容易造成较大的事故。

(5)能用直流供电的设备尽量不用交流供电。直流电源的安全可靠性比交流电源好得多;另外,随着3G和NGN的发展,设备的精细化程度越来越高,对电磁干扰的要求也越来越高。因此,在设备采购或设计时应尽量采用直流供电的设备。

(6)采用新的供电方式,变集中放置、集中供电为集中放置、分散供电,即将基础传输、交换机、高层网或较为重要的网与一般业务网分开供电。分开后,供电系统相对缩小,易于保证质量,提高安全可靠性,减少维护工作量,防止全局性瘫痪。

2.3 蓄电池

(1)蓄电池宜以阀控式密封铅酸蓄电池为主。它的主要优点是:使用中几乎无酸溢出,对环境和设备几乎无污染和腐蚀,可以不单设蓄电池室,维护工作量少,可逐层放置,占地面积少。它的主要缺点是:电池电压均匀性、一致性较差;使用寿命对环境温度、浮充电压有严格的要求;有些厂商的电池在技术上还不完善,存在落后电池、渗漏液、极板快速腐蚀、鼓肚等问题;大容量、长寿命使用还需实践证明。

(2)蓄电池是应急通信电源的生命线,也是导致系统瘫痪的重要因素,应当引起特别重视。

(3)要及时发现落后电池,往往因为一两只单体电池的电压下降而引起整个系统电压迅速下降,从而导致通信中断。

(4)注意浮动充电参数:一般电池的充电电压为2.23 V/单格(25℃)(53.52 V/24PCS);最大充电电流≤0.25C10;温度补偿系数为-4 m V/℃·单格(以2 5℃为基点)。

(5)注意均衡充电参数:充电电压为2.35 V/单格(25℃)(56.4 V/24PCS);最大充电电流≤0.25 C10;温度补偿系数为-4 mV/℃·单格(以25℃为基点)。

(6)遇到下列情况之一可考虑采用均衡充电:放电容量超过额定容量的20%以上;搁置不用时间超过3个月;连续浮充3~6个月或电池组内出现电压落后的电池。

(7)影响蓄电池使用寿命的主要因素有:环境温度、放电次数(频度)、放电深度和充电电压(浮充电流)等。必须注意克服这些因素的影响,才能有效延长蓄电池的使用寿命。

(8)必须按规范要求及时更换蓄电池。蓄电池的更换判据:如果蓄电池电压在放出其额定容量80%(对照相应放电率的容量如C10等参数)之前已低于1.8 V/单格,则应考虑加以更换。

(9)为防止洪涝灾害,有些地区的电源室不宜放在一层或地下室。这就要求阀控式密封铅酸蓄电池安装时必须考虑楼板的承重,进行承重处理。

2.4 UPS设备

(1)对采用UPS供电的负荷要定期分析,凡是可以选用直流供电的设备,建议不宜采用交流供电的设备。

(2)UPS系统故障多发生在倒换瞬间,主要是由于存在感应电动势,所以要切实保障倒换的可靠性,必要时应有应急措施。

(3)要警惕UPS的蓄电池组高压危险,电压会高达400 V以上。

(4)要及时发现落后的单体电池。

2.5 发电机

(1)要防止启动电瓶失效。平时应定期检查维护启动电瓶,必要时备用应急启动电池和充电器。

(2)要备用应急柴油,以防止油荒和意外灾害。

(3)要备用应急活动油机接口,避免发电机发电失败或切换失败。

(4)油机室内应光线充足、空气流通,注意清洁、不存放杂物。根据环保要求,还应采取必要的降低噪音的措施。

(5)油机室内温度应不低于5℃。若冬季室温过低(0 ℃以下),油机的水箱内应添加防冻剂,如未加防冻剂,在油机停用时,应放出冷却水;同时,更换成-10号柴油。

(6)机组及其附近放置的工具、零件及其他物品,开机前应进行清理,以免机组运转时发生意外危险。

(7)环境温度低于5℃时应给机组加热。

(8)电压、频率(转速)达到规定要求并稳定运行后方可供电。

(9)当机组出现油压低、水温高、转速高、电压异常等故障时,应能自动或手动停机。

(10)当出现转速过高(飞车)或其他有可能发生人身事故或设备危险情况时,应立即切断油路和进气路,紧急停机。

2.6 防雷接地

  雷电过电压会产生直击雷、感应雷、线路来波和地电位反击,会造成电磁污染、电磁干扰、设备损坏和系统崩溃等严重后果,所以必须做好各项防雷接地措施。

(1)一个交流供电系统中应考虑多级避雷措施。

(2)基站内应在交流引入侧安装浪涌抑制器和防雷开关。

(3)直流供电系统的整流器、控制器应安装避雷器;集中监控系统设备本身也应采用防雷装置。

(4)定期测量接地电阻值(非湿地),并做好记录。

(5)地线系统使用20年以上的局站,即使接地电阻值满足要求,也应增设新的接地装置,新增的接地装置电阻值应满足要求,并与原有的接地系统相连接。

(6)对遭受雷击的局站应迅速查明原因,并采取相应措施解决。

(7)保护地线应选用黄绿双色相间的塑料绝缘铜芯导线。

(8)保护地线上严禁接头,严禁加装熔断器或开关。

(9)接地端子必须经过防腐、防锈处理,其连接应牢固可靠。

(10)通信设备到用户接地排的距离不应超过30 m,且越短越好。当超过30 m时,应要求用户重新就近设置接地排。

2.7 集中监控

(1)集中监控是观察众多局站的“眼睛”,应具备快速修复的能力,系统软件应具有较强的抗误操作性能。

(2)监控系统应有自诊断功能,随时了解系统内各部分的运行情况,能够对故障及时反应。

(3)非专线方式,通过拨号进入监控主机用的号码资源不对外公开。

(4)监控系统使用的计算机系统应具备防病毒和网络攻击等系统保护。

(5)根据不同的权限,设置不同的密码。

3、提高通信电源安全可靠性的几种小技巧

3.1 “零电流+电吹风”电源割接保险法

  在日常维护管理中,通信电源割接经常发生。有时可能因为标签或其他的错误,在设备下电时停错了电,造成人为的停电事故。对此,可采用“零电流+电吹风”电源割接保险法来解决这个问题。

首先,测试“零电流”。将要下电的设备关闭,用钳型电流表在配电柜的开关处测量电流是否约为“0”,如果不为“0”,则应怀疑该开关可能不是该设备的开关。

  其次,用“电吹风测量法”。在即将下电的设备上,测试完“零电流”后,再接入电吹风,做开/关电吹风实验的同时,用钳型电流表在设备侧的开关处测量电流变化:电吹风开启时,电流增加10 A左右(以交流2200 W电吹风为例);电吹风关闭时,电流又回落到OA左右。然后,再按照其他割接程序进行(注:如果割接直流设备,则备用直流电吹风)。这种方法的保险系数较大。

3.2 防漏水法

(1)“防水坝”防漏水法。此法虽然简单,但是却比较实用和保险,即在专用空调等供水比较集中的区域内,拦截一圈约10 cm高的防水坝,并内设多个过滤地漏。

(2)水路增加“护套”法。因为水管内有很高的水压,一旦阀门、接口或管路喷水,将冲出“防水坝”,若喷向设备,就会造成事故。因此,应在几乎所有的水路中增加“护套”,防止漏水喷溅。在水路中缠绕护套,可使漏水流在防水坝内,避免了事故扩大。

3.3 线缆标签规范法

  通信电源专业和传输、数据、交换等专业涉及的线缆和开关较多,如果没有统一的线缆标签规范,则在颜色、格式、内容等多方面容易混淆和引起停错电事故。为此,我们制定了线缆标签规范。

例如,由华瑞公司负责施工的华为公司的设备,其网络逻辑名为SCP 7,设备电源引自机房第2号交流(AC)分配柜/第3排第6号开关,该设备位于机房内第A排第4列(此路电源为该设备第2路电源)。

其电缆标签格式如下:

  华瑞-华为-SCP7

  AC2/3.6-A4/2

3.4 监控数据共享法

  现在,已经有很多局(站)安装了集中监控系统,并安排了值班人员24 h监控。但有些地方监控系统中强大的数据报表功能并没有被有效利用,有的地方每天只做一些简单的通知、观察、操作以及简单的值班记录。

  笔者认为,应建立监控数据分析共享机制,多做一些设备性能分析,减少值班记录内容。首先,值班人员应将当天各主要局(站)的重要数据或截图进行汇总;其次,将汇总的数据在每天早上上班前发送到邮箱,供各分管班组长、主任或经理等人共同对数据进行分析,共同查找或处理设备隐患,并能对各班组的维护程度进行监督。

4、小结

  通信电源专业分管设备众多,责任重大,越来越受到领导和业界的重视。因此,进一步提高通信电源的安全可靠性,提高预警、预检、预修的能力,降低故障率,是今后工作的重点和努力的方向。

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