基于物聯網技術的基站智能交流配電防雷箱與動環集中監控系統

【摘要】通信基站遭雷擊的事故發生率較高，本文介紹的智能交流配電防雷箱，將配電與防雷一體化設計，較好地解決了通信基站電源防雷的諸多問題。同時，通過與基站動環集中監控系統的接入，極大的方便了管理者的集中管理，可以實現異地辦公；對于無人值守類基站起到了無可替代的作用。

【關鍵詞】通信基站；智能交流配電防雷箱；監控

【中圖分類號】TN915 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0262-02

基站動環監控系統采用傳感技術，已成為運營商“物聯網”建設過程中的示范應用。目前，已經覆蓋運營商90%的通信基站，基站動環監控系統不僅能夠完成對基站中的動力設備、環境及現場圖像的實時監控，還可以完成數據的存儲、處理以及數據分析。

但是，基站交流配電防雷箱一直存在智能化程度低，甚至早期的基站交流配電防雷箱沒有智能化設計，不能適應基站動環監控系統的監控要求，無法進行對基站交流配電防雷箱全面集中監控。并且存在基站配電箱的電源出線側并聯安裝防雷箱的非一體化設計，導致此種防雷措施存在一定的弊端。本文將通過對存在的一些弊端分析，重點介紹基站智能交流配電防雷箱的設計與集中監控實施方案。

1.通信基站防雷現狀及弊端分析

現有的通信基站內部電源的防雷方式一般都采用了防雷箱或防雷浪涌保護器并聯連接于基站的配電開關后端的方式，雖然這樣的防雷解決方案具備一定程度上的防雷功能，但由于配電與防雷沒有一體化設計，導致此種防雷措施存在一定的弊端。

1.1 殘壓失真度較高，往往實際殘壓高于設計計算時的殘壓。

由于基站的布置取電等諸多因素導致部分基站存在差異化，在防雷箱安裝的時候往往出現防雷器安裝位置不適當，防雷箱的安裝位置過遠，而使用較長的防雷器連接線等情況。連接線越長，殘壓越高，導線過長直接導致真實殘壓偏高，從而損壞后端設備。

1.2 防雷器無監控接口，無法監控防雷器的狀態，管理人員無法即時獲得防雷器損壞信息。

現在很多基站尤其是曠野和高山基站都實行了無人值守。防雷器無監控接口，無法實現對防雷器工作狀態的實時監測。當防雷器損壞，如果管理員無法第一時間了解并做出響應，后端設備就會面臨極大的雷災隱患。

2.通信基站交流配電箱現狀及弊端分析

2.1 不能遠程監控基站交流配電系統電參數，有故障時無法及時做出響應。

現有的基站配電箱一般都采用簡單普通的電流、電壓指示儀表，不采用多功能智能儀表。本身采集數據就很單一，而且又沒有通信功能，即使基站配備了動環監控單元的采集單元也無法采集上傳數據。通信基站大多曠野和高山，電力環境也很復雜，全面監測電參數很重要。

2.2 配電箱開關狀態無監控

現有的基站配電箱沒有配備監控告警系統，沒有對配電箱的開關狀態進行監測，即使斷路器跳閘，管理員也無法第一時間了解并做出響應。

2.3 對市電與油機發電沒有分別管理，不便油機發電業務管理考核。

現有的基站配電箱對電能計量采用傳統的機械式電度表，無法區分市電電能與油機發電時間。對發電業務管理只能進行粗略的管理，與電力部門結算時也沒有準確的對比數據。

3.基站智能配電防雷箱具備功能及解決方案

總結上述弊端，基站配電防雷箱應是集配電功能與防雷功能相結合的智能交流配電防雷箱；智能交流配電箱除了有常用的配電功能之外，更具備了防雷功能及其它智能型輔助功能。

3.1 智能交流配電防雷箱的配電功能

基站智能交流配電防雷箱，內含油機接口、市電接口、市電、油機互鎖機構，斷路器等原件，緊密的將防雷與配電功能結合在一起，站內用電設備可直接在配電防雷箱內的斷路器后端連接取電。

3.2 智能交流配電防雷箱的防雷功能

智能交流配電防雷箱，除包含上述配電原件外還具有防雷器或防雷浪涌保護器模塊；一體化設計將防雷與配電功能系統的結合在一起，使防雷器的連接線更短，殘壓失真度更小；精巧的外形尺寸使該產品的使用范圍更廣。而且具備監控接口，通過采集單元能夠滿足遠程集中監控要求。

3.3 智能交流配電防雷箱的智能監控功能

（1）實時監測電參數。采用高精度三相有功無功電能專用計量芯片ATT7026A，實現對有功、無功、視在功率，電壓、電流有效值、功率因數、交流頻率，有功、無功電能等參數的測量和計量。

（2）具有市電接入的有功電能計量、油機發電時間統計功能，遠程抄表功能。

（3）具有空調油機發電時的相序檢測與自動轉換功能。

（4）通過開關量監測模塊監測每個支路的開關狀態。

（5）具有聲光報警功能，并能上傳報警內容；具有在電流、電壓超范圍，市電斷電，支路開關跳閘，防雷失效等故障時自動報警的功能；具有兩組告警輸出干接點，在告警處理后自動清除告警。

（6）電流、電壓告警范圍可根據實際運行環境遠控進行調整設置。

（7）提供RS-232或RS-485通信接口?？赏ㄟ^與動環監控系統采集單元鏈接，實現遠程集中監控。

4.基站智能配電防雷箱與動環監控系統實現集中監控解決方案

4.1 動環監控系統的監控對象和監控內容的選擇

通信基站動環監控系統的監控對象涵蓋了從交流配電設備到后備蓄電池所涉及到的電源設備、機房的環境量以及溫控設備，同時，為了便于基站的管理，部分機房還進行了圖像的監控。

由于電源設備種類很多，因此動環監控系統監控內容的總量十分繁雜。

4.2 基站監控單元與基站智能配電防雷箱等監控模塊的網絡結構

基站信息采集單元通過與基站智能配電防雷箱，以及其他監控模塊的鏈接，實現對配電系統電參數監測、電能計量、油機發電計時、開關狀態監測、防雷狀態監測、相序轉換、電池組狀態監測、環境安防監控、故障告警等的全面遠程集中監控。實現完整意義的移動基站集中遠程管理，實現異地辦公，極大的方便了管理人員對基站設備的運作管理?；局悄芘潆姺览紫鋬戎弥悄芑潆姳O測系統?；局悄芘潆姺览紫涫蔷哂信潆姟⑦h程抄表、遠程監控、防雷及其雷電計數、自動重合閘、相序轉換、分項計量、油機發電計時等功能融合為一體的綜合配電箱。動環監控系統具有對門禁、煙霧、水浸、溫度、溫控設備、蓄電池組的監控。再通過以太網或GPRS等方式與服務器鏈接，通過GPRS通信短信方式發送報警信息通知基站值班人員。

本文針對現有的通信基站防雷現狀、交流配電箱現狀及弊端，提出了基于物聯網技術的基站智能交流配電防雷箱與動環集中監控系統，能夠解決現有通信基站防雷問題智能監控問題。