移動(dòng)通信基站凈化電源的探討

摘 要：電源對移動(dòng)通信基站設備的正常運行是至關(guān)重要的。我國地域遼闊，在移動(dòng)通信基站已開(kāi)始普及到山區、農村及邊遠地區時(shí)，提供凈化電源，即無(wú)尖脈沖的穩壓電源是保證移動(dòng)通信暢通的關(guān)鍵。對應用于不同環(huán)境條件下的凈化電源的方案進(jìn)行了探討。

1前言
移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，使之已普及到了全國每一個(gè)角落，而移動(dòng)通信基站的正常工作是保證移動(dòng)通信暢通的關(guān)鍵。眾所周知，基站的設備大部分是微電子設備，它的電磁兼容能力低，抗雷電、抗浪涌能力弱，故對供電電源的穩定性有較高的要求，而往往由于輸變電和配電設施存在不少問(wèn)題，使電網(wǎng)質(zhì)量滿(mǎn)足不了要求，尤其是邊遠地區，電網(wǎng)容量嚴重不足，普遍存在欠電壓、浪涌、尖脈沖、故障、停電……等情況，這一切便嚴重影響了通信電源設備的正常工作及壽命。因此必須了解基站自身的工作環(huán)境及電網(wǎng)狀況，采用不同的凈化電源措施，才能保證基站工作正常運行。
2移動(dòng)通信基站的電網(wǎng)狀況分析
我國地域廣闊，各地的電網(wǎng)狀況不盡相同。在發(fā)達地區，尤其在上海、北京等地為電網(wǎng)改造工程的投入較大，因此供電狀況較好，而有的地區由于電網(wǎng)改造工程尚未配套，加之用電不規范使電網(wǎng)質(zhì)量滿(mǎn)足不了要求。問(wèn)題最嚴重的是邊遠地區。
2.1沿海發(fā)達城市的移動(dòng)基站
沿海發(fā)達地區通常電網(wǎng)狀況較好，但雷電特別多，加之用電不規范，出現浪涌的機會(huì )多，雖然安裝了避雷針，采用了良好接地，但這些措施一般只能解決50％的問(wèn)題，且不能解決感應雷、地電位反擊的問(wèn)題；另外由于大功率負載及開(kāi)關(guān)頻繁的切換所引起的浪涌亦十分嚴重。據統計僅上海在2001年由于遭雷擊而導致好幾家研究所的局域網(wǎng)受損。為此保險公司這一年的賠償為3億元，因此安裝浪涌保護系統，防雷擊電磁脈沖是十分必要的。這一情況已引起各方的重視，我國在2000年版國家標準GB5005794《建筑物防雷設計規范》中已增設了“防雷擊電磁脈沖”章節。
因此沿海地區的移動(dòng)基站設置浪涌保護系統顯得特別重要，它也是凈化電源的關(guān)鍵。
2.2供電狀況不良與雷雨又較多地區的移動(dòng)基站
除防雷擊電磁脈沖外，由于設施不配套，用電不規范，電網(wǎng)供電不穩，影響移動(dòng)基站正常運行，為能讓設備在凈化的電源下工作必須使用帶防雷電的交流穩壓器，這是移動(dòng)基站正常運行的保證。
2.3山區、農村及邊遠地區的移動(dòng)基站
由于山區、農村及邊遠地區在發(fā)展過(guò)程中電網(wǎng)狀況較差，為保證移動(dòng)基站正常工作，首先得考慮穩壓電源的選擇。帶防雷功能的交流電源穩壓器應是上述地區移動(dòng)基站的首選。
3建立良好的浪涌保護系統
對于雷電電磁脈沖較頻繁的發(fā)達或較發(fā)達地區的移動(dòng)基站，其凈化電源應根據2000版修訂國標的要求建立浪涌保護系統。
3.1雷電電磁脈沖防護
雖然防直擊雷的措施已較成熟，可通過(guò)設置避雷針或架空避雷線(xiàn)（網(wǎng)），并對其接地系統采用等電位聯(lián)結，使被保護建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的部位均處于保護范圍內，但是這些措施仍無(wú)法解決對雷電感應的防護，因此對雷擊電磁脈沖的防護迫在眉睫。
由于直擊雷或附近雷擊的雷電感應很容易通過(guò)架空線(xiàn)、電源線(xiàn)、控制線(xiàn)、信號線(xiàn)、數據線(xiàn)、天線(xiàn)、接地線(xiàn)或金屬管道等進(jìn)入電子設備使其受損，甚至這瞬間產(chǎn)生的巨大的浪涌電流或電壓能破壞整個(gè)電源系統、控制系統、通信系統及網(wǎng)絡(luò )，因此必須安裝浪涌保護器（SPD），設置浪涌保護系統。
浪涌防護是個(gè)系統工程，分電源系統及接地系統的防護、信號系統的防護、天線(xiàn)系統防護、數據和通信接口防護等。用戶(hù)可根據自身的實(shí)際情況進(jìn)行設計。
3．2浪涌保護器的選擇依據
浪涌保護器的選擇依據如下：
——設施對浪涌的靈敏程度（不是設備的容量大小，而是可能受浪涌影響的狀況）；
——被保護設備的重要程度和價(jià)值；
——被保護設備所處的雷擊區強度；
——配電系統里浪涌防護裝置安裝的位置；
——設施內電子和電氣設備產(chǎn)生的電磁干擾程度。
3.3浪涌保護器常用的元器件
常用的元器件有金屬氧化物壓敏電阻（MOV）、硅雪崩二極管（SAD）二者混合型及消除高頻噪音的濾波電容器。
美國強世林(JOSLYN)是雷電浪涌防護專(zhuān)業(yè)公司，在行業(yè)中已成為浪涌防護的代名詞，它的產(chǎn)品符合諸如IEC，IEEE，UL1499及GB5005794，中國信息產(chǎn)業(yè)部、公安部測試標準等國際與國內標準。其特點(diǎn)如下：
——響應時(shí)間
——保護水平（殘壓）UP低（≤589V），優(yōu)于目前市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品，這是選擇浪涌保護器的重要指標；
——可靠的模塊設計、全模式保護，緊湊的NGMA非金屬外殼，阻燃、防爆、抗腐，唯一具有自動(dòng)防故障裝置的浪涌保護器（市面上通常采用排氣孔傳導過(guò)壓時(shí)產(chǎn)生的氣體，但這些熾熱廢氣容易遺留在主設備內從而影響甚至損壞敏感的電子設備）；
——采用多種新穎的抑制技術(shù)，具有過(guò)熱保護器及后備保護，具有過(guò)濾高頻噪音的濾波功能，每100kHz為50dB；100MHz為47dB；
——具有多項監控技術(shù)供選擇。
4SBW5型無(wú)觸點(diǎn)電力穩壓器
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，目前常用的4種穩壓技術(shù)如下：
——機械補償型穩壓技術(shù)；
——磁感應補償型穩壓技術(shù)；
——參數穩壓型技術(shù)；
——無(wú)觸點(diǎn)補償型自動(dòng)穩壓技術(shù)。
上海潘登電源公司根據移動(dòng)基站的需要，吸取機械補償型、磁感應補償型、參數穩壓型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有針對性地克服了機械補償型的響應速度慢、碳刷觸點(diǎn)易磨損打火及磁感應補償型與參數穩壓型的適應性差、諧波大、效率低、定期必須維修等缺點(diǎn)，研制成新一代專(zhuān)利產(chǎn)品——SBW5型大功率補償型無(wú)觸點(diǎn)自動(dòng)穩壓器。該產(chǎn)品已通過(guò)ISO9002國際質(zhì)量認證及CMA國家級檢測。
4.1工作原理
SBW5型無(wú)觸點(diǎn)補償型電力穩壓器的工作原理詳見(jiàn)本刊2002年第3期P58～59。
4.2特點(diǎn)
1）結構簡(jiǎn)單、無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)機械傳動(dòng)、電壓調整過(guò)程中無(wú)斷電現象，可靠性高。對電網(wǎng)和負載無(wú)特殊要求，適應性強，在各種惡劣的電網(wǎng)和復雜的負載下均能穩定工作，并且對電網(wǎng)無(wú)污染。
2）響應速度快，相電壓升降±40％（88V）只需400ms（機械補償型需7s）?？垢蓴_能力強，適用于各種電網(wǎng)與負載，特別適用于現代化的信息網(wǎng)絡(luò )的設備?？蛇x用232接口遙測遙控，實(shí)現智能化管理。
3）針對中國及第三世界國家電網(wǎng)環(huán)境設計，輸入電壓范圍寬，三相電源全部分調，補償可達40％，輸出電壓波形好，效率高。低電壓工作時(shí)，能保證100％負載輸出（其它穩壓器當輸入電壓低時(shí)，相應會(huì )減少負載輸出）。功率最高達500kVA。
4）可選用防雷電浪涌的浪涌保護裝置（模塊）?？杉友b用戶(hù)需要的主電路濾波系統及功率因素補償系統，經(jīng)補償后功率因數可達99％。
5）耐用，壽命長(cháng)，其MTBF可達105h以上。
5結語(yǔ)
目前全國移動(dòng)基站已數不勝數，移動(dòng)基站能否正常工作關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù)，而電源是保證移動(dòng)基站設備正常運行的關(guān)鍵，建立雷擊電磁脈沖保護系統和使用帶浪涌保護的穩壓器是凈化電源與保證基站設備正常運行的必要條件。