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1、移动基站电源的接地与等电位连接问题获奖科研报告摘要:在移动通信基站所采用的相关设备中,开关电源的接地问题是关键,一直以来,也受到广大设计、建设和使用单位的重视,成为了热点话题。但是,在移动通信基站开关电源(即基站电源)在遭受到雷击损坏的事故中,还是存有有一部分是因为工程设计,或者施工中接地不当所致的。如果,能够对这些基站电源做好正确的接地,那么可大大避免这些事故的发生。因此,本文将对移动基站电源的接地与等电位连接问题进行分析,仅供参阅。移动基站电源的正确接地,不单止不会增加建设投资,而且还能在很大程度上减少接地系统上所花费的费用。比如,采用了正确的联合接地方式,其接地体的投资,会比不正确的分散
2、接地方式要低很多,这主要是因为,采用分散接地的方式的话,至少需要多埋设一组接地体。所以,无论是为了降低基站设备损坏的发生率,还是进一步地减少投资、优化资源,都有必要对基站电源接地方式进行正确的选择。一、目前基站电源接地不当的主要原因(一)对现行规范认识不足以及执行不统一近年来,移动通信的发展速度非常快,但同时,很多实际问题也逐渐地表现出来了。对于这些问题的解决需要一个过程以及一定时间。但是在问题还未能彻底解决时,基站的数量就已经急剧增加了,这导致遗留的问题以及隐患变得更大更多,其中,基站接地就是典型的一种情况。目前,根据现行的微波站防雷与接地设计规范(YD2011-93),以及通信局(站)接地
3、设计暂行技术规定(YDJ26-89)规定中,对于基站内开关电源设备并没有形成一个统一、明确以及具体的规定。通常,各地在对基站电源接地的问题解决上,都是参照执行普通通信局(站)的相应规定,而若发生了问题,会因为缺乏一定的判断依据,以及正确的处理方法而随意处置或搁置。比如,对于基站电源系统内部是否可以进行“三地合一”,我国相关标准规定上并没有明确的指示,这导致不同地区或单位就有了不同的认识,难以实行统一的方案。(二)受到基站环境及机房条件的限制微波站接地问题,在长时间内都是通信防护所研究的重点,其主要原因就在于微波站所处环境的特殊性。相比于基站,由于微波站是根据电信专用房屋的要求来做选址、建设以及
4、维护的,所以其对于环境以及机房条件能较好地适应。但是,对于基站的机房,由于很多都是租借现有民用的建筑,而且还会随着移动通信的发展而变化。但目前在我国,很多的民用建筑接地系统与通信接地都不够完善,而可靠度比较低,在也给基站电源接地的正确实施带来了很大的影响。(三)基站内其他通信设备的不合理要求此外,除了开关电源,基站内还存有收发信机(BTSh光端机或微波设备等,这些设备都来自于不同的厂家或国家,因此它们对于接地也有着不同的要求。比如,有些厂家会要求用户为其设备提供两个或三个相互独立的接地端子,从而来进行保护接地、防雷接地或者防静电接地等工作,而且还会表明“不按要求者,其后果自负”,这显然是逼迫用
5、户去采用不正确的分散接地方式。二、防雷接地、宜流电源接地和保护接地的相互关系(一)防雷接地和保护接地的关系基站电源的防雷接地,主要指的是基站电源内的电涌保护器(SPD)的接地。一台基站电源,通过用到3种SPD:一是对交流输入进行防护的交流电源,用SPD规定基站电源都应配备;二是对直流输出做出防护的直流电源用SPD;三是对后台、远程监控用接口电路进行防护的SPD信号。无论采用以上哪种的SPD,它的功能都是抑制侵入的瞬态过电压,对相关的设备、电路、元件等进行保护。对地安装的SPD,主要是保护纵绝缘免遭破坏,所以SPD的接地端子一定要近接至要保护设备的保护地,因此对SPD的接地线有两个要求:一是设备
6、的保护地,二是其长度越短越好。目前,已经有了相关的规定,比如,移动通信基站防雷与接地设计规范(YD506898)中有规定:“移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分、避雷器的接地端,均应作保护接地,严禁作接零保护J(二)直流电源接地和保护接地的关系同防雷接地和保护接地的关系相比,直流电源接地问题存在有争论。直流电源接地,主要指的是将基站电源的一48V输出的正极接地(+24V电源是负极接地)。但是,直流电源接地能否与保护接地合用,这是存有有争议的。而长期以来一直受到广泛争议,而根据通信局(站)接地设计暂行技术规定(YDJ2689)第2.2.2条有规定到:“机房的直流电源接地垂直引线长度超过30
7、m时,从30m处开始,应每向上隔一层与接地端子连接一次J由此可知,部颁标准对48V正极电源线重复接地的做法不否定,表示重复接地点越多越好。(三)ITU-TK.27的建议在ITU-TK.27建议中,推荐采用直流回流导体跟接地端子互联的做法,而且表示沿直流回流导体全长进行广泛地互联,指保护接地装置。同时,ITU-TK.27建议中还指出,能够采用隔离直流回流,即48V正极和保护地仅有单点连接的星形接地方式。在使用隔离直流回流导体时,要做好随时监视的工作,检查其隔离情况。若在维护工作违反了隔离要求,甚至会造成系统运行故障,或者产生物理损坏。因此可知,ITUTK.27建议不单止允许直流电源接地和保护接地
8、合用,还推荐将它们广泛互联。(四)接地基准点的选择基站电源的防雷接地、保护接地和直流电源接地要合用,即应接到同一共用接地系统。但是,“三地合一”的点是取自接地体、机房接地排、基站电源机架,还是其他地方,那么则要考虑选择接地基准点(EEP)的问题。接地基准点,主要指的是,一信息设备或系统的等电位连接网络,与共用接地系统间唯一的连接点。而实际接地基准点并不是一个点,但其有足够的范围,能够适应等电位连接导体的连接。同时,由于在网状等电位连接网络中,存在有多点连接到共用接地网,所以在此五存有选取接地基难点的问题,接地基准点只存在于星型等电位连接网络中,这样能够有效保障设备及系统的正常运行,这也是判断接
9、地基准点是否恰当的标志。一般来说,接地基准点越靠近设备,其防雷效果会更好,因为这样用于连接设备,以及接地基准点的等电位连接导体的长度最短,使得雷电流通过时,等电位连接导体两端的电压降最低。(五)接地电阻值根据移动通信基站防雷与接地设计规范(YD506898)的要求,基站的接地电阻值应小于5欧。但是,目前还有建在山上的基站,其地理环境比较恶劣,存有很多岩石或多石土壤,大地电阻率比较高,难以达到规定标准中的接地电阻值。接地电阻值是越小,其防雷效果就更好,这是因为接地系统流过雷电流时,会造成地电位升高,会产生危险的接触电压和跨步电压。而与低接地电阻值相比,正确的等电位连接措施显得更为重要。我们可以采用均衡大地电位、实施共用接地,以及改进接地线敷设等方法,从而有效保证在雷击时基站内各处电位会同样上升,就不畲出现危险的电位差,实在做不到小于5欧,可放宽到小于10欧。三、结论基站电源的保护接地、防雷接地和直流电源接地,都是同一接地系统提供的,因此接地基准点可选取在电源机架上。在经过防雷等电位的连接后,对接地电阻值的要求可适当放宽些,在力所能及的条件下尽可能做小就可以了。