論重復接地在聯通基站動力系統中的作用

肖丹陽，李 松

（中國聯合網絡通信有限公司 徐州市分公司，江蘇 徐州 221000）

0 引 言

自1997年7月以來，中國聯合網絡通信有限公司徐州市分公司先后多次出現過基站動力設備因外部變壓器斷相、中性線斷開而引起基站配電箱內防雷元器件、開關電源模塊，甚至基站空調燒毀的現象，但是自從引入重要接地后，上述問題幾乎沒有出現[1]。

1 聯通基站動力系統中的重復接地作用

所謂重復接地就是將外部供電線路零線進行一點或多點與大地作金屬連接，實際上就是在基站配電箱內的零線排上接一根10 mm2或16 mm2的電線，然后將電線的另一頭接到室外新砸的接地極上，從而實現聯通基站的零線重復接地[2,3]。該做法不僅簡單，而且費用耗費也不多。

（1）改善基站外部供電質量，提高交流三相電壓平衡度，消除設備告警。由于在基站端再次將零線接地，使得基站端三相交流電壓再一次在同一個地作參照點，從而使三相對地電壓在到達基站這一端被強制拉成一致，提高了三相電壓的平衡或使數值相近。而當基站負荷變化時，也減小對電網的沖擊，改善了基站的外電質量[4]。

徐州聯通基站建設初期，市區基站由于供電部門采用了重復接地方式，而縣區基站供電部門施工時一般都不采用重復接地方式，這樣在每月的基站巡檢中（注：聯通成立初期基站還沒有動環監控）發現縣區的基站交流電的三相不平衡度明顯低于市區，進站經常發現縣區基站開關電源上有高壓告警（即蜂鳴器一直響著）和輸出告警信息（本地監控單元上顯示AC告警）。后來在縣區經常出現上述告警的基站在做了重復接地后，高壓告警現場幾乎沒有再出現。

提高動力設備的運行穩定性和可靠性。進行重復接地后，三相交流電壓平衡度增加，每相電壓都在220 V上下，是設備運行最穩定且最可靠的區間。每一種電器設備都有它的電壓工作范圍，當供電電壓偏離或超過設備工作范圍時，對于有自動保護的設備可能會關閉進行保護。

早在徐州聯通建站初期，縣區基站供電部門大多不做重復接地，同時早期農網改造也沒有開始。在進入縣區基站巡檢時，經常發現開關電源時開時停，監控單元也經常死機，如高集（睢寧縣）、黑埠（新沂市）以及大屯（沛縣）等基站。甚至在外電搶修恢復送電時，由于基站內交流設備是同時起動，從而產生較大電流沖擊，一方面看到日光燈不停閃爍，另一方面看到空調會自動關機并出現嚴重告警信息，如銅山新區（原銅山縣）、王集（睢寧縣）等基站。更有甚者由于三相嚴重不平衡造成開關電源始終限制模塊工作，若再加上監控死機無法監控到告警，最后導致電池容量放完，這樣不僅會造成基站退服，而且還會導致電池報廢，如睢寧廣電2等基站。以上基站自從做了重復接地后，開關電源和空調等交流設備都正常工作，也未因此出現基站退服現象。

（2）有效保護運行設備，確保動力設備安全運行。在中國聯合網絡通信有限公司徐州市分公司未大規模進行重復接地前，相繼出現柳泉（原銅山縣）、順河（豐縣）等基站多個模塊內部短路燒毀，起因是供電部門的供電變壓器中性線斷裂松脫。但仔細分析認為，如果在基站配電箱內做重復接地是能夠避免上述事故的。實踐證明，在中國聯合網絡通信有限公司徐州市分公司將多個基站做上重復接地后，雖然再有變壓器中性線斷裂發生，但沒有出現類似模塊燒毀現象發生[5]。

假如有一個200 A的開關電源，配置4個50 A模塊，分別用Z1、Z2、Z3以及Z4表示，如圖1所示。開關電源[4]模塊有自動補償功能，其功率因數接近1，將它們看作純電阻性負荷，用R值來表示。

圖1 三相電力系統中4個50 A模塊接線示意圖

由圖1可以看出，當變壓器中性斷開時，可將圖1等效分成圖2、圖3以及圖4這幾個等效示意圖。

圖2 線電壓A相和B相之間模塊

圖3 線電壓A相和C相之間模塊

圖4 線電壓B相和C相之間模塊

從圖2、圖3可以看出，當變壓器中性線斷開后，Z1和Z2先并聯再與Z3或Z4串聯，被加到Uab或Uca以380 V的電壓工作。此時Z1、Z2和Z3或Z4上的電壓是不一樣的，根據串并聯知識以及交流向量原理，不難看出Z1和Z2上被分別加上了大致169 V的電壓，而Z3和Z4則被分別加上了338 V左右的高電壓，這么高的電壓是超過模塊工作范圍的，早期因模塊功能保護不完善就被燒毀，后期隨著模塊保護功能完善以及元器件耐壓等級提高，雖然模塊得到了保護，但不能正常工作，如果巡視不及時或不細致，也會導致基站退服。一旦發生Z3和Z4燒毀短路，則勢必又將380 V線電壓加到了Z1和Z2模塊上，從而引發更大燒毀，甚至引起火災事故發生。

為保證動力設備運行安全，尤其對無人值守機房，凡采用專用變、公用變公用線或公用變專用線路供電的基站，只要線路上沒有裝漏電保護器，不論供電線路長短都有必要做重復接地，確保動力設備的絕對安全。當做了重復接地后，即使線路中性線斷開，由于基站側中性線已做了重復接地，每相對地電壓仍為220 V，即加到任何一個模塊上的電壓都為220 V，而不是其他數值高或低的電壓，從而保證了開關電源等設備安全運行、基站動力系統能正常運行、元器件不被燒毀，一舉多得。

（3）確保人身安全，防止人員觸電等意外事故發生。眾所周知，無論變壓器中性線接地還是不接地，只要不在基站側做重復接地，鑒于中性線存在阻抗，當供電線路三相負荷不平衡時，在基站側就不同程度地存在中性點對地電壓。特別在輸電線路較長或中性線較細時，有時中性線對地測量出的電壓甚至會高出人體能夠承受的安全電壓。從中國聯通徐州市分公司多年的基站測試情況來看，在未做重復接地之前，有些基站的中性線對地電壓還是很高的，從十幾伏、二十幾伏到最高65 V，這么高的電壓是超出人體安全電壓的。同時在做重復接地時，由于人為拉閘停電會影響基站運行，在采用帶電操作時將地線碰到配電箱中性排上，一方面會發現兩根線在相碰瞬間會打火，另一方面當操作人員不帶手套進行操作時，會有高電壓電人現象，特別在專用變壓器中性點與地斷開的柳泉基站更為明顯。后來測量該基站配電箱內的中線排對地電壓竟達到210 V，如果碰到這樣的中性線，后果將不堪設想。在對基站的動力系統做重復接地后，上述中性線帶電特別是帶強電電人的現象再也沒有發生過。

2 結 論

綜上所述，在無人值守的基站側進行重復接地有4點好處。一是能保證三相電壓平衡[5]，確保專用變或公用變引入線路供電能力最大；二是能夠保證動力設備系統平穩運行，確保網絡安全；三是能夠保證用電設備在供電設備或供電線路異常情況下，基站動力系統的交流用電變電設備或元器件不會被燒毀和起火，引發消防安全問題；四是能夠保證人員安全，不因中性地帶強電被忽視，引發人身安全事故。聯通公司以及其他運營商可以借鑒，但是需要注意的是，重復接地方法不適用于供電部門公用線上裝漏電保護器系統。