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通信基站电源系统现状和维护建议


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通信基站电源系统现状和维护建议
随着 3G 业务在各大运营商中实现商用,通信基站的数量有了非常大的增涨,分布范围较几年前也产 生了明显的扩大,同时基站中的设备种类和数量也有了很大的增加。这些给广大通信基站维护的从业人 员造成了很大的压力,从各专业维护工作量在总维护量中的占比来分析,其中电源专业设备故障引发的 相关维护工作量约占六成以上,寻找基站电源系统故障发生的规律,寻求快速有效的故障解决办法,提 升通信基站的维护效率,提高通信网络质量已成为各大运营商运维部门和通信服务企业亟待解决的问题。 本文从如何提高通信基站电源系统的供电安全,降低通信基站电源系统的故障率,提高网络运行效率方 面做些探讨,供广大通信基站维护人员参考。 通信基站电源系统的组成 目前通信行业移动基站(以下简称基站)中的主设备大多依靠直流不间断供电系统提供能源保障 (部分局站采用交流 UPS 的供电方式,本文不做描述)。供电系统由组合式开关电源和铅酸蓄电池组组 成,业界主流的额定供电电压等级为-48V。系统设计时会根据负载的容量、市电可用度、保障时间、基 站的重要程度综合考量开关电源和配套蓄电池组的容量。 基站电源系统维护的现状 近年来通信高频开关电源的技术已非常成熟,主流厂家的设备在功能、技术指标和可靠性方面都取 得了非常大的进步,在环境的适应性、节能、可维护性、智能化、数字化方面有了显着的提高。基站用 的组合式开关电源的使用越来越简单,需要维护和调整的项目越来越少,维护人员在现场往往只是看看 参数,量量电压,似乎觉得没没什么可做的。但是基站电源系统的故障发生频率并没有随着开关电源质 量的提升而减少,故障维修所需要的技能也并没有随着设备的智能化和可维护性的提高而相应降低。反 而有相当数量的电源系统故障需要维护人员有更加扎实的基本技术和丰富的经验才能顺利完整维护任 务。 基站电源系统的特点 1. 基站数量巨大,分布范围极广 电信重组使主要运营商相继成为全业务运营商,重组后的三家运营商在 3G 网络建设上投入巨资。 据统计,截至 2010 年 4 月,三大运营商的基站数量分别约为:中国移动 55 万个,中国联通 40 万个; 中国电信 30 万个(数据来源于中国通信网)。通信行业的基站数量超过 120 万个,如此庞大的网络规 模分布在广阔的土地上,使基站设备的维护面临空前的压力。 2. 基站环境恶劣,交流供电复杂

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OFweek 通信网 – 中国通信行业门户 网络的全覆盖是各大运营商竞争的焦点,运来越多的基站建在偏远的郊外、公路的两侧、高山的顶 上,有些基站使用农电、小水电或是借用矿山的工业用电,经常出现电压异常波动、停电等故障,使得 基站的供电容量和供电质量都无法保证,市电的可用度非常低,给基站设备的维护造成了很大的困难。 3. 铁塔居高临下,雷击灾害频发 高山、野外基站的大量建设,使得雷击灾害造成的基站通信事故频发。铁塔一般都是基站附近位置 最高的建筑物,并且铁塔具有良好的电荷输送本领,所以在雷云形成的过程中,铁塔顶端的电场畸变最 严重,铁塔最容易引雷。强大的雷电流通过铁塔流入地下,在铁塔周围形成巨大的电磁场,感应出的过 电压通过各种途径耦合到设备端,基站交流供电线路、射频引线、3G 的塔放电源线、光缆的加强筋等 都是感应过电压的入侵渠道。同时雷电流释放形成的地电位抬高而进行的反击放电也是基站设备遭受雷 击损坏的主要原因之一。 基站电源系统维护 以下我们将分别从市电引入、防雷系统、开关电源主机、蓄电池、环境与监控系统五个方面来提供 一些维护建议,希望能对广大基站维护人员有所启发和帮助。 1. 市电引入 基站建设尽量考虑专线引入,避免在路由中加入漏电保护开关,如低压引入距离较长则建议架设基 站专用变压器。 对于市电故障频发的基站, 应当果断进行市电整改, 这是所有基站电源系统维护的前提。 基站市电引入若与矿山、工厂共用线路则在维护中需要关注供电线路中操作过电压和电压异常波动的情 况。曾经发生过由于采石场电锯的启动造成基站 SPD 和开关电源设备的频繁故障。维护中若发现基站平 时市电情况良好,但前级设备经常不明原因的损坏,维护人员需要检查外围用电环境的影响,这点在我 们目前的维护中做得还不够。 市电的零线必须保证可靠接入,相当一部分基站的市电故障是由零线的故障引起的。架空线路和引 入铜电缆之间的连接必须使用专用接头压接,并做好防腐处理,这样可以防止接头长期裸露在户外遭腐 蚀形成零线虚接,避免零线接触不良影响基站供电安全。 交流配电箱要定期检查,防止接头松动,要定期检测基站交流负载电流,核对输入开关整定值的设 置是否合理。 2. 防雷系统 基站是最容易遭受雷击侵害的通信网元,基站的防雷一直是通信行业雷电防护的重点和难点。由于 基站的特点,直击雷对基站设备的损害极少,我们进行雷电防护的重点是防感应雷。雷击过程中,雷电 过电压经过各种途径耦合到设备端,设备端口和线路间存在的雷电过电压超过设备的耐受水平,就会造 成设备损坏。在基站的设计过程中会充分考虑雷电防护的需求,我们在后期维护中需要关注基站的防雷

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OFweek 通信网 – 中国通信行业门户 效果。若发现基站频繁遭受雷击损坏,需要请有资质的单位进行勘查和检测,提出针对性的解决方案, 进行整改。防雷是系统工程,光靠 SPD 或是降低接地电阻是解决不了问题的。 维护人员需要按照维护规程定期测量接地电阻,目前的行业标准中对接地电阻的要求已放宽,事实 证明一味降低接地电阻对提升基站防雷效果没有直接的帮助。 维护人员要定期检查等电位连结的规范性和可靠性,这点非常重要,却经常被忽视。另外基站维护 中经常发生 SPD 烧毁造成严重的通信事故,维护中需要检查定期 SPD 的状态,有条件的话要用仪表定期 检测 SPD 模块的性能,发现异常立即更换。 3. 开关电源 开关电源是整个基站供电系统的核心,通行行业入网的开关电源都具有很高的可靠度(MTBF),但 是和网络安全息息相关的系统可用度,我们在维护中要同时关注系统的可靠性和系统的可修复性,努力 降低系统的修复时间。开关电源的故障与市电质量、线路过电压、机房环境以及产品本身的质量都有很 大的关系。日常维护中建议定期对基站电源进行检测,包括功能检查和性能检测,每年定期对风冷模块 进行除尘处理,有效的日常维护可以大大降低电源设备的故障率。中达电通可以为客户提供类似的检测 和保养服务。 抢修队伍要严格进行技术培训和考核认证,避免在抢修中造成二次故障和人身伤害。可以依托厂家 建立 24 小时应急抢修联动机制,在专业厂家的指导下合理安排备件库存,制定严谨的故障(事故)应 急预案做到科学管理。 开关电源是最容易遭受雷击的设备,3G 基站要在原先防雷的基础上做好上塔电源线的防护。 2008 年以来,电源厂家针对基站电源开发出了效能管理功能,值得注意的是这项功能的设计必须保 证在任何状况下至少有两个模块在正常输出。中达电通在开关电源的效能管理软件上已做了此项设计, 用户可以放心使用。 4. 蓄电池 蓄电池是基站电源系统的最后一道防线,其重要性不言而喻,但是基站蓄电池组的维护却一直是行 业中的最大难题之一。蓄电池的维护以日常的检测和预测性维修为主。具体来说是对蓄电池组进行定期 的核对性放电测试和容量测试,再根据测试的结果对蓄电池进行更换和维修处理。 蓄电池的健康状况与机房环境、开关电源的电池管理功能、市电可用度、蓄电池本身质量都有很大 关系,维护中应同时关注上述环节。 蓄电池的使用中要严格防止过充和充电不足,对于有均充需求品牌的电池要按说明书的要求准确设 置均充参数。 基站电源系统大多有二次下电的负载管理功能,应当结合基站传输复载的重要性、市电可用度、蓄 电池组容量和次要负载容量来统筹考虑二次下电跳脱电压的数值,不建议全网按同一标准设置。 OFweek 通信网 – 中国通信行业门户

OFweek 通信网 – 中国通信行业门户 环境温度对蓄电池性能和寿命的影响举足轻重。由于基站的市电状况不好,往往在夏季用电高峰, 市电电压不稳定造成空调无法正常运行,使得机房温度严重超标,环境温度升高 10 度,又不对充电电 压进行调整,其电池使用寿命将缩短一半。所以,我们需要对充电电压设定温度补偿,以避免高温下的 过充和低温下的欠充。补偿的基准温度为 25 摄氏度,补偿的参数需要参考电池说明书设定。 发现不良电池要尽快更换,否则会导致整组电池容量的下降进一步则会引发通信事故,更换时要尽 量考虑使用相近批次的电池。 备件电池可以在日常维护和设备的汰换中取得并进行统一管理, 不同品牌、 不同型号和不同容量的电池严禁混用。 5. 环境和监控系统 上面已经谈到机房温度的保持对蓄电池的重要性,机房灰尘同样也会对电源设备和主设备造成很大 的影响,我们在做好维护工作的同时必须保持机房的清洁。 近年来基站监控系统的普及率有了很大的提高,维护人员应充分利用监控系统,保证监控系统的有 效运行,使之成为一个有效的工具来减轻维护的压力。 结束语 基站电源系统的维护是工作量很大而且异常枯燥的工作。应做到故障前维修与抢修相结合,隐患查 找与整改相结合,在维护实践中锻炼维护队伍,提升维护人员的维护技能,才能轻松应对越来越繁重的 基站维护要求。近年来,中达电通针对基站电源的维护特点推出了一系列的服务产品,我们将秉承主动 维护、预防为主的维护理念全力为客户通信网络的可靠运行提供最有效的保障。

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