淺談傳輸設(shè)備工程電源及接地設(shè)計若干問題分析

李志民

摘 要：輸變電設(shè)備的工程設(shè)計往往涉及到相關(guān)的供電系統(tǒng)的驗證或設(shè)計，所以供電部分的設(shè)計對設(shè)備的正常運行和電力的安全性來說是極其重要的。本文主要對傳輸設(shè)備工程中電源及接地設(shè)計中的若干問題進行了分析。

關(guān)鍵詞：傳輸設(shè)備 工程 電源及接地設(shè)計

一、電源供電系統(tǒng)

大多數(shù)綜合樓的集中供電系統(tǒng)中交流屏、開關(guān)整流器和電力室直流配電屏都設(shè)在電力室，電池設(shè)置電池室，其他的部分設(shè)在傳輸機房。在分散供電的情況下，整個系統(tǒng)可以放在傳輸室內(nèi)，電源室和傳輸室的直流配電盤組合成一個。根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計規(guī)范》，A 48 V直流放電電路的整個壓降不大于3.2 V，這意味著當器件失去正常直流電源時，后備電池由終端電路向器件電壓降不應(yīng)超過3.2伏；然而，在1-10小時的單電池的終止電壓為V，和放電的終止電壓是約43.2 V，所以通信設(shè)備應(yīng)該能夠承受電壓為40 V。

為了提高配電系統(tǒng)的可靠性，防止熔斷器故障從直流配電室，一個DC傳輸機房配電屏列柜設(shè)備機架頂部電源分配器設(shè)備子架設(shè)備卡配電屏一般采用雙熔絲的負荷分擔。在正常工作中，只要兩個電路的電阻接近，電流幾乎相等。必須要說明的是，工程設(shè)計時應(yīng)注意總電流不應(yīng)以任何方式超過熔斷器容量的，否則主機保護功能將不存在。比如說，列柜進線是兩路100a保險絲，如果設(shè)備的功率消耗是120，兩保險絲沒有一級和二級保護。在實際操作中，配電柜后的立柱通常有兩個電源，但配電室的直流配電板一個傳輸室的直流配電板和傳輸室的直流配電板一個柜內(nèi)可能使用的是單電源熔斷器。如果傳輸?shù)淖訋L圖板在分散供電設(shè)備，整副車架無直流/直流電源板，DC直流模塊安裝在各板，以防止反向二極管的反向電流，防止不同的電力系統(tǒng)電壓和充電等。近年來，隨著傳輸設(shè)備容量的增加，其功耗也越來越大。

二、直流配電屏和列柜

（一）直流配電板和機柜的最大電流應(yīng)占40伏電壓的電流，例如，一個直流配電屏熔斷器進線只有500個，在370個勘探測量工作電流，一個52 V器件的工作電壓（開關(guān)整流器的輸出電壓是54伏，2伏，線路壓降）因為在電氣設(shè)備的端子電壓端電池放電可能接近40 V，為了保持恒流電源設(shè)備、一個40 V將達到370 * 52 / 40 = 481，接近500的保險絲容量，所以這可能無法連接到負載配電屏。如果進入直流配電板的線路是一個主要由兩個500保險絲和電池供電，由于在放電端的故障一般不會出現(xiàn)在同一時間，所以在正常情況下的實際電力供應(yīng)可以接近500A。

（二）直流配電屏和列柜電源線線徑的計算

對于單電源熔斷器，采用輸入功率線分布屏和按最大電流的行柜尺寸設(shè)計壓降計算公式；主、備用電源熔斷器兩種計算方法：

1、按照單路計算的工作方式，即熔斷器的另一側(cè)全電路電壓跌落時保持在3.2 V以內(nèi)；

2、確保整個電路的正常運行壓力在3.2 V以內(nèi)，

顯然，前者的算法比電力線后的算法規(guī)模大1倍（一個電源線的情況數(shù)為1倍），前者算法具有很高的安全性，但是過于保守，容易造成連接和線路建設(shè)的穿孔等困難。那么第二種算法的安全性怎么樣呢，我們知道在正常的電源供電系統(tǒng)，電壓降是不限于3.2 V、3.2 V電壓供電電路是保證DC供電系統(tǒng)故障（如電源正常中斷）的備用電池電源時，電池達到放電結(jié)束時，設(shè)備仍能正常工作。當設(shè)備由開關(guān)電源正常供電時，開關(guān)電源給電池充電，工作電壓通常設(shè)定在53伏以上。（閥控式密封鉛酸蓄電池浮充電壓為2.23～2.27 V/cell，24個電池的浮充電壓為-53.52～-54.48 V），從53 伏到40 伏之間有13 伏的電壓差，由于熔斷器電路故障造成的壓降增加不會使器件端電壓低于40 V；綜合樓通常情況下都會備有發(fā)電機，因為電源的問題而導致的電池放電終了的情況很少見，如果電池達到放電端，熔斷器故障不發(fā)生在同一時間，它不會導致設(shè)備控制的電氣端子的電壓提前到40 V以下，從這個角度來看，后一種方法仍然具有更好的安全性。

三、開關(guān)整流器和電池

機房傳輸設(shè)備新增后，需要驗證開關(guān)整流器的容量是否足夠，電池的放電時間是否能滿足要求。

（一）開關(guān)整流器容量的核算

根據(jù)規(guī)范，開關(guān)整流器應(yīng)按N + 1冗余配置，其中只有N主用、N 小于或等于10的時候，1只儲備；N 大于10時，每10個備用1只。

開關(guān)整流器允許負載電流=總?cè)萘俊獋溆萌萘俊姵氐木潆娏髌渲校姵氐木潆娏靼?0 h率的充電電流考慮，即電池的均充電流=電池總?cè)萘?10。比如，場景切換到整流器配置100A的模塊10個，配置兩組電池，每組1500 Ah容量，根據(jù)配置原理稱開關(guān)整流器9個為工作模塊，1個備用模塊，電池充電電流為300 A，便可以計算出該系統(tǒng)允許的負載電流為1000-100-300 = 600A，即新增設(shè)備耗電加上原有設(shè)備的耗電應(yīng)不超過600 A。

（二）電池放電時間的核算

根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計規(guī)范》，電池容量的核算可用下式中：Q為蓄電池容量（Ah）；I為負荷電流（A）；K為安全系數(shù)，取1.25；T為放電小時數(shù)（h）；1為放電容量系數(shù)，可從放電容量系數(shù)表查得，若T=2 h，查得1=0.61，若T=3h，查得1=0.75；t為電池所在地最低環(huán)境溫度數(shù)值，無采暖設(shè)備時，按5℃考慮；a為電池溫度系數(shù)（1/oC），在1≤放電小時率<10時，取0.008。T=2h的情況下，由（1）式得到Q/I≥4.88；在T：3h的情況下，得到Q/I≥5.95。例如，在電池容量Q=3000Ah，負載電流I=500A的情況下，由于3000/500=6>5.95。因此，電池可以滿足3小時的放電要求。應(yīng)注意的是，電池的容量不僅影響放電時間，還影響到最大允許負載電流。

四、接地系統(tǒng)

傳輸設(shè)備接地分為工作接地、保護接地、建筑物集中供電系統(tǒng)，傳輸機房通常有一個特殊的保護地線排，工作一般位于機房，在正常情況下，地線是同樣的保護接地電流通過。雖然送電和配電室+屏柱柜的接線排一般稱為“工作線”，但接線端的功能不是接地，而是提供直流系統(tǒng)回路上的連接線通過導線的電流。在《光纜通信干線工程數(shù)字交叉連接設(shè)備技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定，傳輸設(shè)備保護地與工作地應(yīng)該分開設(shè)置。這樣，工作地線、保護地線和建筑加固網(wǎng)都沒有電流。然而，一些傳輸設(shè)備制造商把設(shè)備保護和工作場所（即電源）連在一起，導致機房的保護接地線和建筑鋼筋中的保護都有電流通過。圖為了消除電流通過的建筑鋼筋，必須使地面和走線架絕緣，如果不與機架絕緣會導致建筑鋼框架，保護接地線和接地導線中存在電流；

這種做法對設(shè)備的安裝施工提出了較高的要求，使接地系統(tǒng)變得更加復雜，也不符合我國相關(guān)接地要求，所以輸電設(shè)備制造商應(yīng)該糾正這種設(shè)計，將保護設(shè)備和電氣完全隔離工作。

結(jié)語

本文主要探討了傳輸設(shè)備工程安裝設(shè)計中應(yīng)考慮的有關(guān)開關(guān)整流器、電池、配電屏、列柜、工作接地及保護接地等方面的問題。由于本人研究水平有限，在論述過程中難免出現(xiàn)偏頗，請各位專家學者予以批評指正。

參考文獻

[1]光纜通信干線工程數(shù)字交叉連接設(shè)備技術(shù)規(guī)范.中華人民共和國通信行業(yè)標準，YD 5081—99，北京郵電大學出版社，1999.

[2]趙春華.傳輸設(shè)備工程電源及接地設(shè)計若干問題的探討[J].經(jīng)營管理者，2016（12）：20- 22.

[3]同步數(shù)字系列（SDH）長途光纜傳輸工程設(shè)計規(guī)范中華人民共和國通信行業(yè)標準YD/T 5095—2000 北京郵電大學出版社，2001.