暴 戈

（上海東冠通信建設(shè)有限公司，上海 201600）

0 引 言

通信基站分布非常廣泛，因此受到周?chē)鞣N因素的干擾較大，且維護(hù)成本較高。尤其是基站的電源系統(tǒng)，容易受到外部天氣因素和電網(wǎng)影響，造成基站內(nèi)部設(shè)備的失效。本文將主要從基站電源系統(tǒng)防雷和接地方面對(duì)通信基站的運(yùn)行保障進(jìn)行分析?；玖己玫姆览缀碗娫丛O(shè)備接地是保護(hù)站內(nèi)設(shè)備穩(wěn)定工作的重要前提。此外，本文將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，探討未來(lái)基站電源系統(tǒng)的維護(hù)。

1 通信基站的防雷保障措施

通信基站大多都設(shè)立在城市的高處，或者城市的偏遠(yuǎn)地區(qū)，覆蓋要求高，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，且所處的氣候條件也多種多樣。其中，雷暴天氣對(duì)基站內(nèi)部的設(shè)備電源系統(tǒng)運(yùn)行安全有著重要的影響。本文將分析基站的防雷保障措施，以確?；緝?nèi)部電源系統(tǒng)的源頭安全穩(wěn)定[1]。

1.1 地網(wǎng)組成

通常，基站的機(jī)房、鐵塔及變壓器是確保基站電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，為電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了外在硬件防護(hù)。它們也共同構(gòu)成了基站的地網(wǎng)系統(tǒng)，所有的基站內(nèi)部設(shè)備的電源系統(tǒng)都將與地網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，從而將特殊氣候條件下導(dǎo)致的浪涌電壓通過(guò)機(jī)房?jī)?nèi)部鋼筋接入地下，保護(hù)電源的供電穩(wěn)定與安全。

1.2 接地電阻

基站的接地電阻是保障基站內(nèi)部電壓環(huán)境的重要因素，也是基站內(nèi)部設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。不同地區(qū)對(duì)接地電阻有不同的要求，但是大部分都要求基站能夠具備盡量小的接地電阻，從而保障內(nèi)部設(shè)備電源系統(tǒng)在外部電壓不穩(wěn)定的情況下能夠最大程度地泄流。

1.3 聯(lián)合接地

早期的基站內(nèi)部設(shè)備都各自通過(guò)接地線(xiàn)進(jìn)行接地。這不利于基站電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也不利于電磁兼容的設(shè)計(jì)，尤其是現(xiàn)代基站使用技術(shù)的升級(jí)，需要全面防護(hù)基站內(nèi)部設(shè)備的EMC性能。因此，現(xiàn)代電信設(shè)施必須采用聯(lián)合接地方式，即電信設(shè)備、電源設(shè)備及建筑物防雷設(shè)備等接地系統(tǒng)共用一組接地網(wǎng)絡(luò)的接地方式。

1.4 SPD的應(yīng)用

SPD是保障基站內(nèi)部設(shè)備電源穩(wěn)定供電的重要設(shè)備，SPD電涌防護(hù)器能夠在關(guān)鍵和極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)外部環(huán)境或電磁產(chǎn)生的尖峰電壓或電流進(jìn)行分流，從而避免供電前段不穩(wěn)定性造成的基站內(nèi)部設(shè)備破壞。

2 通信基站設(shè)備電源接地設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)房接地措施設(shè)計(jì)

機(jī)房的接地措施是保障基站電源系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，為基站內(nèi)部的設(shè)備運(yùn)行提供了重要的防護(hù)[2]。

2.1.1 接閃器與引下線(xiàn)

機(jī)房常見(jiàn)的接地主要有接閃器和引下線(xiàn)，其中接閃器可以根據(jù)需要選擇接閃桿或者接閃網(wǎng)等。此外，機(jī)房的建設(shè)過(guò)程中，可以將機(jī)房的混凝土主要鋼筋進(jìn)行焊接互通，從而形成整體屏蔽層，并將其接入引下線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)殼體的整體接地。

引下線(xiàn)則是基站防護(hù)泄流的重要途徑，是使設(shè)備電源系統(tǒng)防護(hù)外界干擾的重要通道。根據(jù)具體的環(huán)境要求，可以選擇不同直徑的鋼筋進(jìn)行引下線(xiàn)施工，引下線(xiàn)沿著機(jī)房四周均勻布置，一般可以選擇間距8 m接地一次。

2.1.2 接地裝置設(shè)計(jì)

基站內(nèi)部的運(yùn)行設(shè)備通過(guò)接地裝置進(jìn)行引低，通過(guò)接閃器和引下線(xiàn)的設(shè)置，可以在基站運(yùn)行設(shè)備的合適位置設(shè)立統(tǒng)一的接地裝置。接地裝置通常連接基站房體的大梁或鋼筋，另一頭與基站內(nèi)部的供電插排相連?？煽糠€(wěn)定的接地裝置是保障電源系統(tǒng)安全的重要方式。

2.2 機(jī)房?jī)?nèi)部接地措施設(shè)計(jì)

2.2.1 安裝電源SPD

對(duì)基站內(nèi)部運(yùn)行設(shè)備選擇安裝合適的SPD是保護(hù)運(yùn)行設(shè)備可靠工作的關(guān)鍵。SPD的設(shè)置可在電源前端受到外部干擾時(shí)，保護(hù)后端設(shè)備的安全運(yùn)行和工作。使用SPD時(shí)，可以選擇采取多重防護(hù)模式，可以對(duì)不同級(jí)別的基站內(nèi)部設(shè)備設(shè)立多個(gè)SPD，例如，在電源總配電源配電柜、BTS及監(jiān)控箱處各安裝一組電涌保護(hù)器[3]。

2.2.2 EMC性能改善

隨著現(xiàn)代基站的發(fā)展，3G、4G及5G的運(yùn)用促使基站對(duì)EMC的要求越來(lái)越高。EMC也會(huì)影響基站內(nèi)部電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，EMC的改善主要是通過(guò)對(duì)基站內(nèi)交流配電系統(tǒng)的合理布局與設(shè)計(jì)。通常，為了對(duì)基站的EMC性能進(jìn)行改善，保證電磁兼容性，多電源TN系統(tǒng)中不允許變壓器的中性點(diǎn)或發(fā)動(dòng)機(jī)組的星形點(diǎn)就地直接接地。

3 基站設(shè)備電源系統(tǒng)維護(hù)展望

目前，基站配套設(shè)備趨于模塊化和自動(dòng)化。因此，一方面，需要對(duì)基站配套設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代，增加其使用效果和效率，滿(mǎn)足特定場(chǎng)所人們對(duì)通信交互的需求；另一方面，需結(jié)合當(dāng)前新型熱點(diǎn)技術(shù)，對(duì)基站進(jìn)行智能升級(jí)[4]。

3.1 新能源在基站中的使用

新能源技術(shù)的發(fā)展為基站的電源供應(yīng)提供了新的選擇，尤其是對(duì)于工作在偏遠(yuǎn)地區(qū)的通信基站，使用相對(duì)獨(dú)立的新能源系統(tǒng)，能夠減少基站的建設(shè)費(fèi)用，同時(shí)也降低了污染程度。

目前，太陽(yáng)能被認(rèn)為是給基站電源進(jìn)行補(bǔ)充的重要方向。太陽(yáng)能的能量密度高，同時(shí)對(duì)基站內(nèi)部電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更改要求小。通過(guò)太陽(yáng)能產(chǎn)生的電力，可以引入基站蓄電池中，并通過(guò)線(xiàn)纜引入工作電壓網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)向BTS、傳輸綜合機(jī)柜及監(jiān)控系統(tǒng)等直流負(fù)荷設(shè)備的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、安全供電。

3.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的基站電源系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)

萬(wàn)物互聯(lián)的思想也極大地影響了通信基站電源系統(tǒng)維護(hù)和保障的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)+的興起，并在新能源的有效支撐下，基站的維護(hù)工作將發(fā)生革命性的改變。借助新技術(shù)和新理念，基站內(nèi)部包括電源在內(nèi)的各系統(tǒng)都將實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可控與自行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)故障自診斷與遠(yuǎn)程監(jiān)控[5]。圖1為基站電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷圖。

圖1 基站電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷

由圖1可知，通信基站電源系統(tǒng)的監(jiān)督與診斷功能在設(shè)計(jì)時(shí)引入了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，搭建感知層到引用層、數(shù)據(jù)層在傳輸層的多層模型。通過(guò)現(xiàn)代傳感器技術(shù)和帶寬無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的平臺(tái)監(jiān)控。設(shè)計(jì)傳感器布局對(duì)移動(dòng)基站各設(shè)備的使用工況進(jìn)行感知，應(yīng)用層傳輸接口的匹配與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的高速互通等。其中，對(duì)于通信基站的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需求選擇WiFi互聯(lián)、zigbee互聯(lián)或者其他星形、樹(shù)形互聯(lián)拓?fù)洌瑥亩鴮⒒靖髟O(shè)備電源納入局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一遠(yuǎn)程發(fā)送和自診斷控制等，提高了基站電源系統(tǒng)的診斷能力和維護(hù)水平。

4 結(jié) 論

通信行業(yè)在不斷發(fā)展，通信站點(diǎn)的設(shè)備也在不斷革新。實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)基站實(shí)際情況，針對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蜻x擇合適的防雷措施。