移動(dòng)通信基站電源有哪些常見故障及維護(hù)方案？

眾所周知，包括韓國和美國在內(nèi)的世界多個(gè)國家和地區(qū)已經(jīng)率先開啟了5G通信。中國也在20多個(gè)城市開始了5G通信試點(diǎn)并會(huì)在未來大力推廣。5G通信的建設(shè)方興未艾。

相比于現(xiàn)有的3G、4G通信，5G通信具有超高速率、極低延時(shí)等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)產(chǎn)生的原因是5G通信采用了更高頻段的頻譜，以中國為例：4G LTE的頻段為1.8GHz-2.65GHz，而5G目前公布的頻段為3.3GHz-5GHz。而未來還會(huì)建設(shè)高于6GHz的毫米波(mmW)5G通信。根據(jù)光速公式：c=λν

頻率ν越高，意味著波長λ越小，對于無線通信，這意味著通信信號的覆蓋面積越小。這一方面需要5G通信基站的密度更高，另一方面需要單一通信基站采用Massive MIMO (64T64R、128T128R等)、beamforming等技術(shù)解決信號覆蓋面積小等問題。這些新技術(shù)和應(yīng)用對于通信電源的自然散熱能力，維護(hù)成本等提出了新的需求。

同時(shí)，5G較為豐富的組網(wǎng)架構(gòu)和布局方式帶來了更多的供電方式及其組合，包括交流(UPS)直接供電、-48V供電、HVDC(高壓直流)供電等。由于在很長一段時(shí)間內(nèi)5G的建設(shè)還需要兼容(保留)現(xiàn)有3G和4G通信，因此多數(shù)采用現(xiàn)有基站和中心局進(jìn)行改造和升級的方式，這意味著通信電源需要同時(shí)給3G/4G和5G通信設(shè)備供電，對通信電源的輸出功率，功率密度，可靠性等提出了新的需求。

1.1 防雷器單元

防雷器是由四個(gè)片狀防雷單元組成，其中三個(gè)防雷單元具有狀態(tài)顯示功能，可以顯示防雷單元是否處于完好狀態(tài)。防雷單元窗口顏色為綠色時(shí)，表示防雷單元處于完好狀態(tài);某個(gè)防雷單元窗口顏色為紅色時(shí)，則表示該防雷單元已損壞，應(yīng)盡快更換防雷模塊。

如果防雷器沒有損壞，而監(jiān)控單元報(bào)防雷器告警，就需要檢查防雷器的接觸是否良好，可以將防雷模塊拔下來重插。如果是菲尼克斯的防雷模塊，則需要檢查底座是不是良好。

1.2 交流輸入缺相

當(dāng)監(jiān)控單元或后臺(tái)報(bào)交流輸入缺相時(shí)，如果確定交流真的確相則無需理會(huì);如果交流實(shí)際沒有確相，而是檢測問題，那么可能是交流變送器出現(xiàn)故障?？梢杂萌f用表測量變送器的端子是否有3V左右的直流電壓，如果某一個(gè)沒有，則說明交流變送器損壞，應(yīng)急解決辦法是將該端子的檢測線并到其他兩個(gè)端子的任意一個(gè)上;長久解決辦法則須更換交流變送器。

更換交流變送器的方法：首先必須斷開電源系統(tǒng)的交流電和關(guān)掉監(jiān)控單元的電源，否則可能對人身造成傷害或燒壞交流變送器。更換時(shí)如果連接線上沒有標(biāo)識，那么在拆交流變送器之前需要要做好相應(yīng)的標(biāo)識，否則在安裝時(shí)會(huì)造成不便。

注意事項(xiàng)：安裝好交流變送器后，需要檢查連線無誤后，方可送上交流電，然后打開監(jiān)控單元的電源。核實(shí)交流顯示是否與實(shí)際測量電壓相符。

1.3交流接觸器不吸合

對于采用交流接觸器自動(dòng)切換的電源系統(tǒng)，如果交流接觸器不吸合，那么可能是下面幾個(gè)情況引起的：①交流輸入的A相缺相;②交流接觸器線圈供電保險(xiǎn)絲燒壞(此故障出現(xiàn)在早期的電源柜);③控制交流接觸的輔助交流接觸器損壞(早期電源上有輔助交流接觸器);④交流接觸器控制板(CEPU板)出現(xiàn)故障;⑤交流接觸器線圈燒壞。

解決方法：用萬用表進(jìn)行檢查，斷開交流輸入用萬用表測量交流接觸器的線圈，如果開路，那么說明交流接觸器損壞，更換交流接觸器即可。

交流接觸器更換方法：首先必須將電源柜的交流電斷開，更換前將各個(gè)連接線用標(biāo)簽做好標(biāo)識;由于這兩個(gè)交流接觸器是機(jī)械互鎖的，所以要注意安裝好交流接觸器之間的輔助觸點(diǎn)和控制線;將交流接觸器兩端的交流導(dǎo)線連接牢靠，不能有松動(dòng)。

移動(dòng)通信近十多年來在我國的發(fā)展可以用超高速來描述也一點(diǎn)不為過，而作為通信的“心臟”電源的維護(hù)至關(guān)重要。移動(dòng)通信基站設(shè)備采用直流供電系統(tǒng)提供能源。目前均采用組合式機(jī)架電源系統(tǒng)，配帶在線浮充供電制的鉛酸蓄電池組組成的直流不間斷供電系統(tǒng)。其供電電壓為-48 V。其整流器的輸出電流容量則視主機(jī)需求、電池組充電需求、不間斷供電裕度需求等考慮而定。

1、交流供電質(zhì)量的保證

在基站建設(shè)中，如條件許可還是應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用電網(wǎng)容量強(qiáng)大的南電專線，即使是野外高山站，高壓直接送達(dá)至基站專用變壓器，如果變壓器容量選配合適，低壓側(cè)供電線路距離合適，那將是最理想的了。(對變壓器容量和低壓側(cè)供電線路距離的選配，主要是考慮到基站室內(nèi)空調(diào)的頻繁起停引起的電壓波動(dòng)不要因此而過于異常)

選用農(nóng)電、民用生活電、工礦企業(yè)生產(chǎn)電應(yīng)盡量避免和大負(fù)荷感性或容性負(fù)荷線路并接，以免造成電壓波動(dòng)過大甚至經(jīng)常出現(xiàn)電涌的狀況出現(xiàn)。

基站內(nèi)部乃至機(jī)架電源系統(tǒng)的交流進(jìn)出線的連接部位，我們不要以為初次安裝后其可靠度就會(huì)一勞永逸，每次進(jìn)站巡檢時(shí)檢查一下這些部位其實(shí)真是會(huì)有意想不到的收獲。

機(jī)架電源系統(tǒng)中對交流接觸器的選用、斷路器熔斷器及空氣開關(guān)的選用、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)、交流電量檢測電路的設(shè)計(jì)、防雷及抗涌措施的選擇等，其實(shí)各個(gè)供應(yīng)制造商的方案也是良莠不齊的。作為維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)有水平針對不同設(shè)備作出不同的保養(yǎng)維護(hù)方案，因?yàn)樽鳛橹圃焐瘫囟〞?huì)是用一分錢一分貨來處理他們所供設(shè)備的質(zhì)地的。

對于那些經(jīng)常出現(xiàn)異常的特殊站點(diǎn)，應(yīng)該特別予以關(guān)注，比如縮短巡檢周期、作好巡檢記錄、進(jìn)行特別保養(yǎng)、有必要時(shí)增配合適的交流穩(wěn)壓設(shè)備及防雷抗涌設(shè)備等。

2、雷擊防護(hù)措施的落實(shí)

前文移動(dòng)基站的一般特點(diǎn)中己經(jīng)說過，移動(dòng)基站不可能都建在電氣保護(hù)都完好的建筑物內(nèi)。因?yàn)闉榱送耆够居糜谔岣咝盘柛采w率，其建設(shè)地點(diǎn)必須符合架設(shè)的地點(diǎn)要求。在一些特殊的地點(diǎn)—例如雷電高發(fā)區(qū)的野外高山站，這就勢必造成供電系統(tǒng)易受雷電的危害，同時(shí)其射頻引線也是由室外引向室內(nèi)的，同樣也是雷擊的破壞點(diǎn)。如果防護(hù)措施不能有效落實(shí)，一但遭受雷電侵害，輕則造成系統(tǒng)的失效，重則可能造成系統(tǒng)的損壞。對于運(yùn)營商而言，損失是不言而喻的。

需要落實(shí)的措施主要有以下幾點(diǎn)：

a、是對交流供電電源的防護(hù)

現(xiàn)在大部份基站市電引入都是首先進(jìn)入小型壁掛式配電箱， 有條件時(shí)應(yīng)考慮增配專用防雷箱，至少也應(yīng)該考慮在配電箱中接入最大通流容量達(dá)到100kA的防雷器(SPD)，而機(jī)架電源系統(tǒng)的生產(chǎn)廠目前一般也都裝有最大通流容量為40kA的防雷器(SPD)，整流模塊的交流輸入通常還裝有壓敏電阻，這樣逐級防護(hù)，一般而言對基站電源設(shè)備的可靠運(yùn)行是能起到應(yīng)有的保護(hù)的。但作為維護(hù)人員應(yīng)該在巡檢中充分對這些器件的電氣連接及器件本身的良好情況予以檢查和記錄，需要時(shí)應(yīng)予以適時(shí)更新。

b、是射頻電纜部份的防護(hù)

我們知道基站的射頻輸入端比較脆弱，對雷擊也比較敏感，雷擊產(chǎn)生的寄生傳導(dǎo)干擾還可能造成基站控制設(shè)備的失效甚至受損，因此除有必要采用專門的射頻電纜雷擊防護(hù)產(chǎn)品外，還應(yīng)注意對其屏蔽接地的良好性注意檢查和保證。

b、是防雷與接地

關(guān)于移動(dòng)通信基站的防雷與接地，信息產(chǎn)業(yè)部是有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。如對接地設(shè)施的要求、對交流系統(tǒng)供電方式的要求、對電力線和引進(jìn)方式及接地的要求、對鐵塔避雷器及接地的要求、對天饋線系統(tǒng)接地的要求、對信號系統(tǒng)接地的要求、對建筑物接地的要求、對機(jī)房內(nèi)各種金屬構(gòu)件接地的要求、對地網(wǎng)及接地體的要求、對接地線，接地引入線，接地匯集線接地電阻的要求等等。在基站建設(shè)時(shí)這些規(guī)范一般地說是會(huì)得到滿足的。作為運(yùn)行維護(hù)人員最重要的是要保證這些措施長期有效，最實(shí)際的工作是要適時(shí)檢查并保證接地電阻符合并滿足規(guī)定的要求。

3、盡量提高供電系統(tǒng)的可用度

一般地說良好規(guī)范地使用維護(hù)對于提高其可用度和延長其壽命顯得日益明顯。

移動(dòng)基站用高頻開關(guān)電源目前均采用模塊化并聯(lián)方式，其單模塊的輸出電流從20A至100A不等，其冷卻方式有自冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷兩種方式。筆者認(rèn)為知名廠家設(shè)計(jì)的整流模塊在技術(shù)指標(biāo)上不必?fù)?dān)心，在自我保護(hù)功能上也不必過多擔(dān)心，倒是一些看似小事的維護(hù)問題需要引起注意。

例如系統(tǒng)在選用時(shí)一般基站都在150-200A以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際負(fù)荷(正常情況下一個(gè)普通基站連同電池浮充電流也就是20A以內(nèi))，那么整流模塊是冷備用方式還是全部投入呢?筆者傾向于后者。電子器件工作壽命其實(shí)很長，然而長期不上電并非益事，電解電容難道不是如此嗎。更何況負(fù)荷不高溫升較小，對功率電子器件的壽命更沒有影響。而且有利于去濕。

再如整流模塊的交流輸入部份基本都接有壓敏電阻，以承接前級防雷抗涌器件(SPD)的殘壓，保護(hù)后端的器件及電路。但是當(dāng)交流電壓長期偏高時(shí)，看似并非脈沖沖擊方式，但是導(dǎo)致長期的漏電流加大事實(shí)上會(huì)有一種熱積累，大大影響其壽命，因此維護(hù)中應(yīng)該予以注意，嚴(yán)重變色的壓敏電阻不如提前換掉。有些壓敏電阻爆裂時(shí)會(huì)帶來明火，不要小視其對安全的危害。

再如環(huán)境溫度保持問題。我們不能認(rèn)為反正廠家說明書中都己載明，整流器的溫度適應(yīng)一般都標(biāo)明可以達(dá)到45度或更高，而且模塊內(nèi)還有溫度保護(hù)措施，因而不重視對機(jī)房空調(diào)的運(yùn)行保證。其實(shí)這對保證整流模塊可用度而言是一種誤區(qū)，例如我們都知道電解電容的壽命與溫度的關(guān)系是每升高10度壽命降50%的關(guān)系;壓敏電阻因長期過高的熱積累不僅降低壽命，還有可能隨時(shí)擊穿甚至起明火;功率器件及組件對高溫影響的敏感性更高。因此我們應(yīng)該在巡檢維護(hù)時(shí)關(guān)注空調(diào)設(shè)備的狀況，并保證在無人值守條件下交流電源停電再來電時(shí)空調(diào)應(yīng)能自啟動(dòng)，10至30度的環(huán)境溫度保持是合適的，而且空調(diào)的運(yùn)行同時(shí)也帶來了機(jī)房除濕的效果。

再如風(fēng)冷整流模塊的防塵罩定期清洗除塵問題?？此菩∈拢绮恢匾晭淼暮蠊缜拔沫h(huán)境溫度保持中所述一樣。

再如整流模塊的內(nèi)部調(diào)整以及并聯(lián)、保護(hù)等都已經(jīng)通過微處理器以及機(jī)架監(jiān)控單元來實(shí)理，因此認(rèn)直了解使用維護(hù)說明書并按其中的提示設(shè)置與操作是很重要的，否則有時(shí)難免造成差之毫厘失之千里的效果，大大影響整流模塊的可用度。

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