基站電源維護(hù):移動(dòng)通信近十多年來(lái)在我國(guó)的發(fā)展可以用超高速來(lái)描述也一點(diǎn)不為過(guò)，而作為通信的“心臟”電源的維護(hù)至關(guān)重要。 本文主要是探討一下基站用直流供電系統(tǒng)的供電保證和維護(hù)問(wèn)題。

　　1 移動(dòng)通信基站用直流供電系統(tǒng)

　　移動(dòng)通信基站設(shè)備采用直流供電系統(tǒng)提供能源。目前均采用組合式機(jī)架電源系統(tǒng)，配帶在線浮充供電制的鉛酸蓄電池組組成的直流不間斷供電系統(tǒng)。其供電電壓為-48 V。其整流器的輸出電流容量則視主機(jī)需求、電池組充電需求、不間斷供電裕度需求等考慮而定。

　　目前的組合式機(jī)架電源系統(tǒng)隨著應(yīng)用的極其廣泛，各制造廠特別是知名品牌的專業(yè)廠，在其功能、性能和技術(shù)指標(biāo)上都己取得了大量的進(jìn)步，其主要特點(diǎn)為：
（1）充分考慮了體積小、重量輕、方便安裝與維護(hù)的需求；
（2）標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、整流模塊可以熱插拔；
（3）適應(yīng)電壓范圍寬；
（4）充分考慮了防雷抗涌等需求；
（5）都支持對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)管理的無(wú)人值守功能需求；
（6）盡技術(shù)可能考慮了對(duì)蓄電池組的管理功能；
（7）充分考慮了特殊情況下的一次及二次下電需求；
（8）其它安全及可靠性設(shè)計(jì)如抗地震能力等。

　　當(dāng)然也不可否認(rèn)，不同制造廠在器件選用及制造工藝水平上，還確實(shí)存在一定差異，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性存在一定差異，甚至可以說(shuō)良莠不齊。

　　正因?yàn)槿绱耍娫吹木S護(hù)工作的重要性就很顯然。

　　2 移動(dòng)基站的一般特點(diǎn)

　　移動(dòng)基站的一般特點(diǎn)：

　　（1）交流供電復(fù)雜。有的為三相供電，有的為單相供電，有的是國(guó)電專線送達(dá)，但同樣存在如高壓送達(dá)至專用變壓器，變壓器的容量大小及低壓側(cè)的線路距離問(wèn)題；有的則可能直接并接在農(nóng)網(wǎng)、居民生活用電線路或廠礦企業(yè)的生產(chǎn)用電線路上；從而可能導(dǎo)致供電質(zhì)量差，如電壓波動(dòng)范圍很寬，電壓突變情況經(jīng)常發(fā)生，經(jīng)常頻繁停電等。

　　（2）基站數(shù)量多、分布廣、站點(diǎn)環(huán)境差異大。為了網(wǎng)絡(luò)覆蓋而不得不將大量基站建在野外高山上、民房制高點(diǎn)、高溫高濕區(qū)等，從而不僅導(dǎo)致交流供電難度大，還導(dǎo)致雷擊的機(jī)率升高、高溫高濕致使設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性及壽命降低、故障率升高等。

　　（3）無(wú)人值守。一旦出現(xiàn)問(wèn)題不僅人工干預(yù)維修及恢復(fù)的直接成本高，而且如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而‘倒站’帶來(lái)的客戶影響及間接損失也很大。
基站的上述一般特點(diǎn)導(dǎo)致供電保證和維護(hù)工作不僅工作量加大，而且難度也加大，一些供電故障和事件處理對(duì)維護(hù)人員技術(shù)水平的要求也大大提高。

　　3 對(duì)電源維護(hù)的幾點(diǎn)特別建議

　　基于以上基本介紹，本文主要就供電保證和電源維護(hù)提幾點(diǎn)特別建議：

　　3.1交流供電質(zhì)量的保證

　　在基站建設(shè)中，如條件許可還是應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用電網(wǎng)容量強(qiáng)大的國(guó)電專線，即使是野外高山站，高壓直接送達(dá)至基站專用變壓器，如果變壓器容量選配合適，低壓側(cè)供電線路距離合適，那將是最理想的了。（對(duì)變壓器容量和低壓側(cè)供電線路距離的選配，主要是考慮到基站室內(nèi)空調(diào)的頻繁起停引起的電壓波動(dòng)不要因此而過(guò)于異常）

　　選用農(nóng)電、民用生活電、工礦企業(yè)生產(chǎn)電應(yīng)盡量避免和大負(fù)荷感性或容性負(fù)荷線路并接，以免造成電壓波動(dòng)過(guò)大甚至經(jīng)常出現(xiàn)電涌的狀況出現(xiàn)。

　　基站內(nèi)部乃至機(jī)架電源系統(tǒng)的交流進(jìn)出線的連接部位，我們不要以為初次安裝后其可靠度就會(huì)一勞永逸，每次進(jìn)站巡檢時(shí)檢查一下這些部位其實(shí)真是會(huì)有意想不到的收獲。

　　機(jī)架電源系統(tǒng)中對(duì)交流接觸器的選用、斷路器熔斷器及空氣開(kāi)關(guān)的選用、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)、交流電量檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)、防雷及抗涌措施的選擇等，其實(shí)各個(gè)供應(yīng)制造商的方案也是良莠不齊的。作為維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)有水平針對(duì)不同設(shè)備作出不同的保養(yǎng)維護(hù)方案，因?yàn)樽鳛橹圃焐瘫囟〞?huì)是用一分錢(qián)一分貨來(lái)處理他們所供設(shè)備的質(zhì)地的。

　　對(duì)于那些經(jīng)常出現(xiàn)異常的特殊站點(diǎn)，應(yīng)該特別予以關(guān)注，比如縮短巡檢周期、作好巡檢記錄、進(jìn)行特別保養(yǎng)、有必要時(shí)增配合適的交流穩(wěn)壓設(shè)備及防雷抗涌設(shè)備等。

　　3.2雷擊防護(hù)措施的落實(shí)

　　前文移動(dòng)基站的一般特點(diǎn)中己經(jīng)說(shuō)過(guò)，移動(dòng)基站不可能都建在電氣保護(hù)都完好的建筑物內(nèi)。因?yàn)闉榱送耆够居糜谔岣?a target='_blank' class='arckwlink_none'>信號(hào)覆蓋率，其建設(shè)地點(diǎn)必須符合架設(shè)的地點(diǎn)要求。在一些特殊的地點(diǎn)—例如雷電高發(fā)區(qū)的野外高山站，這就勢(shì)必造成供電系統(tǒng)易受雷電的危害，同時(shí)其射頻引線也是由室外引向室內(nèi)的，同樣也是雷擊的破壞點(diǎn)。如果防護(hù)措施不能有效落實(shí)，一但遭受雷電侵害，輕則造成系統(tǒng)的失效，重則可能造成系統(tǒng)的損壞。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，損失是不言而喻的。

　　需要落實(shí)的措施主要有以下幾點(diǎn)：

　　一是對(duì)交流供電電源的防護(hù)。現(xiàn)在大部份基站市電引入都是首先進(jìn)入小型壁掛式配電箱，對(duì)于我省這樣處于中等以上雷暴強(qiáng)度省份（年雷暴日40天以上，有51-85年統(tǒng)計(jì)資料顯示我省年雷暴日長(zhǎng)沙為45.6天，衡陽(yáng)為55.1天，永州為64.9天，常德及懷化為49.8天，郴州為61.5天，岳陽(yáng)為42.5天，邵陽(yáng)57天，益陽(yáng)47.3天，株州為50天），有條件時(shí)應(yīng)考慮增配專用防雷箱，至少也應(yīng)該考慮在配電箱中接入最大通流容量達(dá)到100kA的防雷器（SPD），而機(jī)架電源系統(tǒng)的生產(chǎn)廠目前一般也都裝有最大通流容量為40kA的防雷器（SPD），整流模塊的交流輸入通常還裝有壓敏電阻，這樣逐級(jí)防護(hù)，一般而言對(duì)基站電源設(shè)備的可靠運(yùn)行是能起到應(yīng)有的保護(hù)的。但作為維護(hù)人員應(yīng)該在巡檢中充分對(duì)這些器件的電氣連接及器件本身的良好情況予以檢查和記錄，需要時(shí)應(yīng)予以適時(shí)更新。

　　二是射頻電纜部份的防護(hù)。我們知道基站的射頻輸入端比較脆弱，對(duì)雷擊也比較敏感，雷擊產(chǎn)生的寄生傳導(dǎo)干擾還可能造成基站控制設(shè)備的失效甚至受損，因此除有必要采用專門(mén)的射頻電纜雷擊防護(hù)產(chǎn)品外，還應(yīng)注意對(duì)其屏蔽接地的良好性注意檢查和保證。

　　三是防雷與接地。關(guān)于移動(dòng)通信基站的防雷與接地，信息產(chǎn)業(yè)部是有專門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。如對(duì)接地設(shè)施的要求、對(duì)交流系統(tǒng)供電方式的要求、對(duì)電力線和引進(jìn)方式及接地的要求、對(duì)鐵塔避雷器及接地的要求、對(duì)天饋線系統(tǒng)接地的要求、對(duì)信號(hào)系統(tǒng)接地的要求、對(duì)建筑物接地的要求、對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)各種金屬構(gòu)件接地的要求、對(duì)地網(wǎng)及接地體的要求、對(duì)接地線，接地引入線，接地匯集線接地電阻的要求等等。在基站建設(shè)時(shí)這些規(guī)范一般地說(shuō)是會(huì)得到滿足的。作為運(yùn)行維護(hù)人員最重要的是要保證這些措施長(zhǎng)期有效，最實(shí)際的工作是要適時(shí)檢查并保證接地電阻符合并滿足規(guī)定的要求。

　　3.3盡量提高供電系統(tǒng)的可用度。

　　前文己經(jīng)大致描述了目前基站用組合式電源系統(tǒng)的基本功能水平和技術(shù)水平，應(yīng)該說(shuō)其設(shè)計(jì)技術(shù)己經(jīng)到了非常成熟的地步，一般地說(shuō)良好規(guī)范地使用維護(hù)對(duì)于提高其可用度和延長(zhǎng)其壽命顯得日益明顯。

　　a) 1整流模塊的可用度保持

　　移動(dòng)基站用高頻開(kāi)關(guān)電源目前均采用模塊化并聯(lián)方式，其單模塊的輸出電流從20A至100A不等，其冷卻方式有自冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷兩種方式。筆者認(rèn)為知名廠家設(shè)計(jì)的整流模塊在技術(shù)指標(biāo)上不必?fù)?dān)心，在自我保護(hù)功能上也不必過(guò)多擔(dān)心，倒是一些看似小事的維護(hù)問(wèn)題需要引起注意。

　　例如系統(tǒng)在選用時(shí)一般基站都在150-200A以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際負(fù)荷（正常情況下一個(gè)普通基站連同電池浮充電流也就是20A以內(nèi)），那么整流模塊是冷備用方式還是全部投入呢？筆者傾向于后者。電子器件工作壽命其實(shí)很長(zhǎng)，然而長(zhǎng)期不上電并非益事，電解電容難道不是如此嗎。更何況負(fù)荷不高溫升較小，對(duì)功率電子器件的壽命更沒(méi)有影響。而且有利于去濕。

　　再如整流模塊的交流輸入部份基本都接有壓敏電阻，以承接前級(jí)防雷抗涌器件（SPD）的殘壓，保護(hù)后端的器件及電路。但是當(dāng)交流電壓長(zhǎng)期偏高時(shí)，看似并非脈沖沖擊方式，但是導(dǎo)致長(zhǎng)期的漏電流加大事實(shí)上會(huì)有一種熱積累，大大影響其壽命，因此維護(hù)中應(yīng)該予以注意，嚴(yán)重變色的壓敏電阻不如提前換掉。有些壓敏電阻爆裂時(shí)會(huì)帶來(lái)明火，不要小視其對(duì)安全的危害。

　　再如環(huán)境溫度保持問(wèn)題。我們不能認(rèn)為反正廠家說(shuō)明書(shū)中都己載明，整流器的溫度適應(yīng)一般都標(biāo)明可以達(dá)到45度或更高，而且模塊內(nèi)還有溫度保護(hù)措施，因而不重視對(duì)機(jī)房空調(diào)的運(yùn)行保證。其實(shí)這對(duì)保證整流模塊可用度而言是一種誤區(qū)，例如我們都知道電解電容的壽命與溫度的關(guān)系是每升高10度壽命降50％的關(guān)系；壓敏電阻因長(zhǎng)期過(guò)高的熱積累不僅降低壽命，還有可能隨時(shí)擊穿甚至起明火；功率器件及組件對(duì)高溫影響的敏感性更高。因此我們應(yīng)該在巡檢維護(hù)時(shí)關(guān)注空調(diào)設(shè)備的狀況，并保證在無(wú)人值守條件下交流電源停電再來(lái)電時(shí)空調(diào)應(yīng)能自啟動(dòng)，10至30度的環(huán)境溫度保持是合適的，而且空調(diào)的運(yùn)行同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)房除濕的效果。

　　再如風(fēng)冷整流模塊的防塵罩定期清洗除塵問(wèn)題。看似小事，如不重視帶來(lái)的后果如前文環(huán)境溫度保持中所述一樣。

　　再如整流模塊的內(nèi)部調(diào)整以及并聯(lián)、保護(hù)等都已經(jīng)通過(guò)微處理器以及機(jī)架監(jiān)控單元來(lái)實(shí)理，因此認(rèn)直了解使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)并按其中的提示設(shè)置與操作是很重要的，否則有時(shí)難免造成差之毫厘失之千里的效果，大大影響整流模塊的可用度。

　　3.3.2鉛酸蓄電池組的可用度保持

　　蓄電池組是基站實(shí)現(xiàn)直流不間斷供電的一個(gè)重要組成部份，其投資額和機(jī)架電源設(shè)備基本相當(dāng)。目前移動(dòng)基站采用的都是二十世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的閥控式密封鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VRLA電池）。由于采用了閥控式密封結(jié)構(gòu)，不需要加酸、加水維護(hù)，無(wú)酸液、酸霧泄出，可與設(shè)備同機(jī)房安放。由于體積小、重量輕、自放電小、少維護(hù)、壽命長(zhǎng)、使用方便、安全可靠等特點(diǎn)，深受用戶歡迎。但是我們卻必須看到，一方面這種電池的基本電化學(xué)原理仍然未變，因而其固有的電特性要求不僅沒(méi)變，反而要求更嚴(yán)；另一方面這種電池在推廣初期，廠家的說(shuō)明書(shū)有時(shí)或多或少地將這種電池稱之為“免維護(hù)”電池，致部份維護(hù)人員認(rèn)為這種電池不需要維護(hù)，這一誤區(qū)至今還有影響。因而科學(xué)地加強(qiáng)對(duì)這種蓄電池組的維護(hù)與保養(yǎng)對(duì)提高其可用度仍是十分重要的。

　　一是要防止過(guò)充。蓄電池的壽命和性能與電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱積累密切相關(guān)，而電池內(nèi)部的熱源主要來(lái)之于內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的功率損耗，可以簡(jiǎn)單地看著充電電壓和充電電流的乘積。在氧再化合反應(yīng)中，浮充電流會(huì)增大而產(chǎn)生較多的熱量，在恒壓充電時(shí)，浮充電流又會(huì)隨溫度上升而增大，從而又使溫度進(jìn)一步上升。熱失控現(xiàn)象是閥控密封蓄電池的結(jié)構(gòu)方式所造成的特有現(xiàn)象。熱失控常帶來(lái)嚴(yán)重危害如電池失水、外殼‘鼓肚子’等，嚴(yán)重者造成電池報(bào)廢。防止過(guò)充就是要嚴(yán)格按廠家說(shuō)明書(shū)提供充電電壓值。現(xiàn)在的組合電源均可以設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)智能化的管理，需要注意的是首先是要設(shè)置正確，其次是未經(jīng)授權(quán)人員平常不可以隨便改動(dòng)。

　　二是要防止充電不足。和過(guò)充正好相反，充電不足主要是充電電壓設(shè)置偏低或過(guò)低所致。或者是機(jī)架系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題。

　　三是要防止過(guò)放。放電深度與電池設(shè)計(jì)充放電循環(huán)次數(shù)（使用壽命）密切相關(guān)。例如放電深度為5 ％時(shí)，循環(huán)次數(shù)為10 000次，當(dāng)放電深度為50 ％時(shí)，循環(huán)次數(shù)只有800次。過(guò)度放電嚴(yán)重者會(huì)造成電池?zé)o法再激活到最佳狀態(tài)，甚至報(bào)廢。不同的放電速率其放電時(shí)間和終止電壓是不同的，所放出的有效容量也是不同的，并且受到環(huán)境溫度的影響。這里不再列表及繪制有關(guān)曲線，不同廠家的電池說(shuō)明書(shū)中是給出了的。維護(hù)人員應(yīng)該予以關(guān)注，并嚴(yán)格按有關(guān)數(shù)據(jù)在監(jiān)控單元中設(shè)定，不得隨便更改。現(xiàn)在機(jī)架電源廠家都設(shè)計(jì)有電池下電功能，即當(dāng)電池放電至設(shè)定的終止電壓時(shí)，通過(guò)監(jiān)控指令自動(dòng)切斷電池放電回路。更有廠家考慮到監(jiān)控單元因故（視其工作電源而定）無(wú)法檢測(cè)到電池終止電壓或無(wú)法發(fā)出指令時(shí)另設(shè)備份強(qiáng)制切斷電路。因此維護(hù)人員還應(yīng)在巡檢中關(guān)注這些硬件電路的可靠性，予以檢查與維護(hù)。

　　四是控制環(huán)境溫度。電池溫度升高時(shí)，電解液活動(dòng)加劇，電池內(nèi)阻減小，其浮充電流增大導(dǎo)致導(dǎo)電元件腐蝕加劇，壽命減少；反之，電解液活動(dòng)減弱，電池內(nèi)阻加大，電池對(duì)負(fù)載的放電能力則減弱。所以，對(duì)電池溫度的監(jiān)測(cè)和環(huán)境溫度的控制與并保持是十分必要的。同時(shí)還必須對(duì)充電電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以避免高溫下的過(guò)充和低溫下的欠充。絕大多數(shù)使用VRLA電池組的地方，都把環(huán)境溫度控制在25度左右，加速壽命試驗(yàn)表明，環(huán)境溫度升高10度，又不對(duì)充電電壓進(jìn)行調(diào)整，其電池使用壽命將縮短一半。

　　五是要及時(shí)更換故障電池。由于每一個(gè)單體的工藝差異，長(zhǎng)期浮充下可能逐度漸‘落后’，因此在監(jiān)控單元中會(huì)有定期對(duì)電池組進(jìn)行均充的管理功能，以期激活這一落后單體，使之不再落后。但經(jīng)常落后，最終可能變成故障電池。我們可以用多種方法來(lái)判定其是否己病入膏肓，如對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行容量試驗(yàn)，或在線測(cè)試其內(nèi)阻值等。關(guān)鍵是要及時(shí)更換故障電池，這樣對(duì)電池組的可用性乃至整組壽命是非常重要的。

　　六是建議定期進(jìn)行電池組的容量測(cè)試和放電試驗(yàn)。容量測(cè)試是為了對(duì)電池組進(jìn)行體檢，當(dāng)然工作量較大，但從需要和可能性考慮，建議有條件時(shí)進(jìn)行抽樣試驗(yàn)還是必要的。
　
　　以上論述并非基站通信電源維護(hù)保證的全部，但應(yīng)該說(shuō)是一些主要注意事項(xiàng)。