通信基站電源系統的運行保障

暴 戈

（上海東冠通信建設有限公司，上海 201600）

0 引 言

通信基站分布非常廣泛，因此受到周圍各種因素的干擾較大，且維護成本較高。尤其是基站的電源系統，容易受到外部天氣因素和電網影響，造成基站內部設備的失效。本文將主要從基站電源系統防雷和接地方面對通信基站的運行保障進行分析。基站良好的防雷和電源設備接地是保護站內設備穩定工作的重要前提。此外，本文將結合物聯網的發展，探討未來基站電源系統的維護。

1 通信基站的防雷保障措施

通信基站大多都設立在城市的高處，或者城市的偏遠地區，覆蓋要求高，運行時間長，且所處的氣候條件也多種多樣。其中，雷暴天氣對基站內部的設備電源系統運行安全有著重要的影響。本文將分析基站的防雷保障措施，以確保基站內部電源系統的源頭安全穩定[1]。

1.1 地網組成

通常，基站的機房、鐵塔及變壓器是確保基站電源系統穩定工作的關鍵，為電源系統的穩定運行提供了外在硬件防護。它們也共同構成了基站的地網系統，所有的基站內部設備的電源系統都將與地網系統關聯，從而將特殊氣候條件下導致的浪涌電壓通過機房內部鋼筋接入地下，保護電源的供電穩定與安全。

1.2 接地電阻

基站的接地電阻是保障基站內部電壓環境的重要因素，也是基站內部設備安全運行的基礎。不同地區對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，從而保障內部設備電源系統在外部電壓不穩定的情況下能夠最大程度地泄流。

1.3 聯合接地

早期的基站內部設備都各自通過接地線進行接地。這不利于基站電源系統的穩定運行，也不利于電磁兼容的設計，尤其是現代基站使用技術的升級，需要全面防護基站內部設備的EMC性能。因此，現代電信設施必須采用聯合接地方式，即電信設備、電源設備及建筑物防雷設備等接地系統共用一組接地網絡的接地方式。

1.4 SPD的應用

SPD是保障基站內部設備電源穩定供電的重要設備，SPD電涌防護器能夠在關鍵和極短的時間內對外部環境或電磁產生的尖峰電壓或電流進行分流，從而避免供電前段不穩定性造成的基站內部設備破壞。

2 通信基站設備電源接地設計

2.1 機房接地措施設計

機房的接地措施是保障基站電源系統正常運行的關鍵，為基站內部的設備運行提供了重要的防護[2]。

2.1.1 接閃器與引下線

機房常見的接地主要有接閃器和引下線，其中接閃器可以根據需要選擇接閃桿或者接閃網等。此外，機房的建設過程中，可以將機房的混凝土主要鋼筋進行焊接互通，從而形成整體屏蔽層，并將其接入引下線，從而實現殼體的整體接地。

引下線則是基站防護泄流的重要途徑，是使設備電源系統防護外界干擾的重要通道。根據具體的環境要求，可以選擇不同直徑的鋼筋進行引下線施工，引下線沿著機房四周均勻布置，一般可以選擇間距8 m接地一次。

2.1.2 接地裝置設計

基站內部的運行設備通過接地裝置進行引低，通過接閃器和引下線的設置，可以在基站運行設備的合適位置設立統一的接地裝置。接地裝置通常連接基站房體的大梁或鋼筋，另一頭與基站內部的供電插排相連。可靠穩定的接地裝置是保障電源系統安全的重要方式。

2.2 機房內部接地措施設計

2.2.1 安裝電源SPD

對基站內部運行設備選擇安裝合適的SPD是保護運行設備可靠工作的關鍵。SPD的設置可在電源前端受到外部干擾時，保護后端設備的安全運行和工作。使用SPD時，可以選擇采取多重防護模式，可以對不同級別的基站內部設備設立多個SPD，例如，在電源總配電源配電柜、BTS及監控箱處各安裝一組電涌保護器[3]。

2.2.2 EMC性能改善

隨著現代基站的發展，3G、4G及5G的運用促使基站對EMC的要求越來越高。EMC也會影響基站內部電源系統安全穩定運行。按照國家標準要求，EMC的改善主要是通過對基站內交流配電系統的合理布局與設計。通常，為了對基站的EMC性能進行改善，保證電磁兼容性，多電源TN系統中不允許變壓器的中性點或發動機組的星形點就地直接接地。

3 基站設備電源系統維護展望

目前，基站配套設備趨于模塊化和自動化。因此，一方面，需要對基站配套設備進行升級換代，增加其使用效果和效率，滿足特定場所人們對通信交互的需求；另一方面，需結合當前新型熱點技術，對基站進行智能升級[4]。

3.1 新能源在基站中的使用

新能源技術的發展為基站的電源供應提供了新的選擇，尤其是對于工作在偏遠地區的通信基站，使用相對獨立的新能源系統，能夠減少基站的建設費用，同時也降低了污染程度。

目前，太陽能被認為是給基站電源進行補充的重要方向。太陽能的能量密度高，同時對基站內部電源系統的設計更改要求小。通過太陽能產生的電力，可以引入基站蓄電池中，并通過線纜引入工作電壓網絡中，實現向BTS、傳輸綜合機柜及監控系統等直流負荷設備的穩定、優質、安全供電。

3.2 基于物聯網的基站電源系統遠程監控與維護

萬物互聯的思想也極大地影響了通信基站電源系統維護和保障的發展。隨著互聯網+的興起，并在新能源的有效支撐下，基站的維護工作將發生革命性的改變。借助新技術和新理念，基站內部包括電源在內的各系統都將實現遠程可控與自行調節，實現故障自診斷與遠程監控[5]。圖1為基站電源系統的遠程監控與診斷圖。

圖1 基站電源系統的遠程監控與診斷

由圖1可知，通信基站電源系統的監督與診斷功能在設計時引入了物聯網架構，搭建感知層到引用層、數據層在傳輸層的多層模型。通過現代傳感器技術和帶寬無線傳輸技術，實現遠程監控數據的平臺監控。設計傳感器布局對移動基站各設備的使用工況進行感知，應用層傳輸接口的匹配與遠程監控平臺的高速互通等。其中，對于通信基站的內部網絡拓撲結構，可以根據需求選擇WiFi互聯、zigbee互聯或者其他星形、樹形互聯拓撲，從而將基站各設備電源納入局域網進行統一監控與數據處理，并實現數據的統一遠程發送和自診斷控制等，提高了基站電源系統的診斷能力和維護水平。

4 結 論

通信行業在不斷發展，通信站點的設備也在不斷革新。實際工程中，應根據基站實際情況，針對當地氣候選擇合適的防雷措施。