1、1关于通信工程中设备运行安全的研究摘要：通信基站设备尤其是电源设备的季节性大量损坏，一直是长期以来困扰通信行业的一个突出问题。多年来各大通信运营商均对电源设备的日常维护投入了大量资金，但由于并未认识到内在问题发生的真正原因，采取的措施不到位，除被动性的事后维修外，通信设备的安全运行问题依然令人担忧。本文首先归纳了威胁通信设备运行安全的因素，然后从四大方面详细探讨了通信工程中设备安全运行的策略。 关键词：通信工程；电源设备；运行安全；接地；过电压 Abstract: the communication base station equipments especially seasonal pow
2、er equipment a large number of damage, has been a prominent problem in the communications industry for a long time. For many years to each big telecommunication operators have devoted a lot of money to the power equipment of the daily maintenance, but because did not recognize the inherent problems
3、occurred, the real reason for the measures does not reach the designated position, in addition to the passivity of later maintenance, communications equipment safe operation of the problem is still worrying. This article first summarizes the threat factors for safe operation of the communication equ
4、ipment, and then discussed in detail from four 2aspects the equipment safe operation strategy in communication engineering. Key words: communication engineering; Power equipment; Run security; Grounding; overvoltage 中图分类号：TN915.853 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 威胁通信设备运行安全的因素 （一）二次雷击 在长期的维护实践中我们不难发现，绝
5、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 s 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至几十 kV 的感应电压。如果此时的基站设施，特别是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。 （二）地电位反击 由于地电位反击所造成的基站电源设备毁坏的现象
6、，主要发生基站比较集中的地方。由于两个或两个以上的基站接地点的地阻值不同，且相互位置相邻又较近，当一方或多方遇有强雷击情况时，就会在各自的接地点间形成不同的电位差，由此形成两点间的强电压，导致进入电源3设备的电压的在瞬间升高从而烧毁设备。 （三）异常电压波动 通信基站大部分建立在农村和偏远地区，这部分基站的电力供应基本上都是采用农村电网。农村电网普遍存在着线路老化、线损大、电压不稳定、管理不完善等突出问题。尤其是电压经常发生异常波动的情况，更是造成基站电源设备烧坏的直接原因。例如在夏季用电高峰期，供电部门为弥补线路老化和线损大等问题，往往采用提高供电周率和电压的方式加大供电能力，这样就造成供电
7、电压持续增高的情况。但在用电量突然下降时，如下雨天农民停止灌溉或夜间用电量急剧减少，电部门往往来不及调整，便会造成供电电压骤升，有时甚至高达 20%，这就容易造成电源设备尤其是电源模块的大量毁坏。 （四）动力线路断相 动力线路的断相状况是农村电网经常性发生的问题。其主要原因除线路质量差、管理不到位等客观因素外，也有一些是人为的因素。 （五）其他因素 除上述因素外，基站的一次电源设备的防雷击措施不完善，多次电源设备维修所导致的电源设备性能下降，通信基站内部防护功能不足等原因，也是导致基站电源设备损坏的原因。 保证通信工程中设备运行安全的对策 （一）加强通信设备的过电压防护 1、加强电源设备的雷电
8、过电压防护 电源是通信设备安全运行的基础，一个良好的电源系统，为通信设4备的安全运行提供了坚实的基础。首先要消除由于雷电干扰引起的过电压对通信电源的不良影响。信息产业部发布了专门的通信电源防雷标准，对各种通信站的电源防雷提出了具体要求，主要是两条：一是电力电缆应有金属屏蔽层，且必须埋地进出通信站。其次是在电源上逐级全面加装电源防雷器，实现多等级防护。即在变压器的低压侧加装低压防雷器，高压端加装高压防雷器，在直流配电屏和交流配电屏分别加装直、交流防雷器。 防雷设计是保证通信电源系统可靠运行的不可缺少的环节，雷电对信息设备产生危害的根本原因在于雷电电磁脉冲，这种雷电电磁脉冲包括雷电流和雷电电磁场。
9、产生过电压的根源是雷电流，而雷电电磁场则是产生感应过电压的根源。在通常情况下，通信电源必须采取概率防护、系统防护和多级防护的防雷原则，通信电源系统应采用多级防雷体系。而采用防雷器件时需考虑到防雷器件对系统的影响，包括工作电流、工作电压、工作频率、谐波干扰、冠心病的早期症状工作温度、绝缘等级、泄漏电流、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护，安规的影响等。对于通信设备来说，雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击过电压。 通信线路防止过电压 通信电缆进入机房务必得接入保安配线柜。保安配线柜应装有抑制电缆线对纵向对过电压、过电流的限幅装置。当一些通信线路与电力线接触时或遭受到
10、雷电干扰，固体(气体)放电管放电(或压敏电阻限幅)将高压入地，使危险电压下降到安全范围。如线路遭受幅值在 350mA 以上5电流时，正温度系数热敏电阻的阻值会迅速增加，线路呈现断开状态，回路电流幅度减小，从而保护了室内通信设备。当过电压过电流消除后，保安单元就会自动恢复正常。所以，保安配线柜的使用对于防止通信线路干扰过电压，降低设备故障率是非常必要的。 3、防止静电引起的过电压 在通信机房必须安装加湿器、空调、湿度计、挂设温；用湿抹布擦地，增加湿度，用湿棉抹布，降低静电产生的条件。在检修通信设备时，先带防静电手环，或者用手先摸机壳放电后，再进行设备检修，这些均能够有效地降低因静电引起的通信设备
11、故障。 （二）通信设备的接地 通信设备的接地，一般分为两类：工作接地和保护接地，工作接地是将电气设备外壳与大地直接连接，当发生漏电时，通过外壳传入地下，减小通过人体电流防止发生触电伤亡事故；保护接地是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分，以大地作金属性连接，以保证人身安全。如结构架、金属外壳等。通信设备的接地，有屏蔽、均压、分流等作用。接地为各种干扰过电压、过电流的泄放，提供一个出口，是各种过电压、过电流保护的基石，因此是要引起足够的重视。 在实际工作中，人们一般比较重视接地而不容易注意接地线的布放，从而造成地线上的电流不均衡、引起电路干扰、设备运行不正常、甚至造成设备损害。在通信机房内，防
12、雷地线、工作地线、保护地线、配电盘(低压)的均应单独布放，并要在地线排上汇接，然后经过接地线到单点接地体入地。要保证电力通信设备的安全运行，就必须要认真分析通6信设备的运行状况，找出并克服危及运行的弱点。由事后性被动检修，转变成预防性主动维护，提高通信设备运行效率，保障电力通信网的畅通，确保电网安全、稳定、经济的运行。 （三）通信工程设备的抗震设防策略 1、震害的主要原因 震害的主要原因大致可归纳为以下几个方面: （1）设备体形细高，其固有频率低，大部分都在 10Hz 以内，在地震波的卓越频率范围内，且阻尼比小(小变形时测试，一般为 5 左右)，地震时的动力反应较大。 （2）电信设备的部件之间
13、，设备与其支架之间，设备与设备之间采用了硬连接，地震时，因相互耦联制约易产生断裂。 （3）电信设备的重心偏高，当地震来临时，尤其当日波对设备剪切力较大时，设备就会产生较大的弯矩，使设备出现倒塌和倾倒，从而使组件和连接部分出现破坏。 （4）电信设备在机房内布置时多采用多个单体互连形式，底部未采用任何固定方式。那么，当地震波作用于设备上时，设备破坏的概率就会明显增大。 2、抗震设防策略 （1）要提高设备本身的整体性和稳定性 根据设备的总重量，选择合适的设备主框架，把各个设备组件稳定地连接成一体，各种连接线采用软连接，使成型设备具有较好的整体性和稳定性。 7（2）降低设备的重心高度，提高设备的连接刚
14、度 在设计时，要尽量降低设备本身的高度和重心。当抗震设防烈度为7 度及其以上，或者工程建设场地条件很差时，电信设备应采用低位式或落地式布置，以有效降低设备的重心。在设备固定时，要提高设备底部的连接强度。 （3）在必要的时候可以在电信设备的主框架上 加装减震器或阻尼器，使之地震时可以吸收一部分地震能量，减小传到电信设备上的地震作用。 （四）通信设备的日常维护 1、交流配电单元 具体而言在交流配电单元可以从两个方面进行移动基站电源系统的维护： 其一，交流输入，因为移动通信基站对安全性与稳定性的要求比较高，所以要保证通信电源系统的可靠性与稳定性。如果基站通信电源系统交流输出发生问题，就会直接影响到无
15、线与传输设备的正常运行，甚至会造成基站的瘫痪。因此要在一些比较重要的中心站设置两路交流输入，也可以采用一路交流输入、一路油机输入的方式。 其二，合理设置告警与保护，如无特殊要求，通常出厂时会将电源设备的各项告警与保护默认值设定好，无需更改就能保证通信设备正常运行。但是对于一些位于偏远地区的站点来说，由于其交流电压相对不稳定，如果其供电质量的稳定性得不到保证，则会造成交流电压的波动范围过大，超出设定好的保护值，最终交流配电单元受到影响频繁的切8换交流，直接影响到通信设备的正常运行。这个问题可以结合实际情况对电源设备的出厂设定值做合理调整，而一些偏远地区的站点条件恶劣，则可以在确定是供电质量问题的
16、前提下设置稳压装置。 2、整流模块 对于整流模块而言，维护措施可以从以下三个方面着手： 第一，提高模块输出能力。电源整流模块标称的输出电流可能相同，但实际的输出能力存在差异，如果整流模块在高峰时段接近满负荷，再加之其自身内部元器件的质量得不到保证，基于散热差的环境时就会导致整流模块出现问题。因此要充分考虑整流模块的数量，增加备份，并且尽可能防止整流模块基于满负荷的状态运行，提高模块的使用寿命；采取降温及加大通信电源通风量等措施，减少模块内积存的热量。 第二，做好通信机房防尘与防潮工作。通常正规的移动通信基站机房均是处于封闭的状态，除了施工与维护之外，有很好的控制灰尘污染效果。不过一些简易机房由
17、于封闭条件相对较差，所以室内积累的灰尘也比较多，长期下去一旦整流模块受灰尘污染严重，就会影响到其正常散热，最终导致出现问题。因此提高机房的密闭性，减少室内空气流通。还有一些地势相对较低的站点，如果降雨量可能会导致设备进水，造成模块内部短路引起故障。因此处于低洼处的站点要进行垫高处理；日常维护中还要定期检查站内湿度，保证通信基站运行正常。 第三，设置合理的接地电阻。虽然很多电源设备均设置了过压保护以及浪涌保护，但是如果接地系统接地电阻偏大，从交流输入串进的高压会损坏整流模块。因此要仔细检查接地系统，如果接地电阻与实际应9用要求不符，则要及时处理。 参考文献 1逄紫元.移动基站备用电源的维护与保养方法探析J.科技论坛，2012.4. 2吴明.浅析通信基站电源设备安全运行防护原理与解决办法J.信息通信技术，2011.11. 3建设部，质监总局.中华人民共和国国家标准:建筑工程抗震设防分类标准M.北京:中国建筑工业出版社，2008.
