交流配电系统培训课程

目录一、一般通信局站供电系统简介二、交流电源系统及设备配置三、直流供电系统及设备配置四、电源线的设计五、防雷与接地

六、其他一、一般通信局站供电系统简介1.通信电源的重要性2.一般通信局站供电系统方框图3.常用通信电源设备简介目录一、一般通信局站供电系统简介1.通信电源的重要性通信电源是局站通信的基础，没有通信电源，局站的通信就无法实现。通信电源也是局站通信的‘心脏’，在通信工作中占用极其重要的地位。如通信电源设备一旦发生事故，中断供电，将会使整个通信局站陷于瘫痪，甚至造成全程全网通信中断。而通信电源设备和供电系统的质量不符合技术指标的话，就会引起电话串杂音的增大，通信质量下降、误码率增加，造成通信的延误和差错等。通信局站供电系统设计应重点考虑的三个原则问题是：安全可靠性、技术先进性、经济合理性。一、一般通信局站供电系统简介市电油机转换屏专用变压器低压配电屏柴油发电机组照明,电梯,水泵等电力稳压器进口空调等交流配电屏交流配电屏直流配电屏开关电源通信设备电源架交流不间断电源UPS交流逆变器蓄电池组市电引入(10KV)380V/220V非保证设备用电交换,数据,传输等网管计费、终端等网管、计费、终端等-48V2.一般通信局站供电系统方框图（高压设备一般由地方电力部门实施）直流变换器通信设备一、一般通信局站供电系统简介3.常用通信电源设备简介(1)电力变压器主要作用：是将变电站送来的高压如10KV交流电源变换为我们能够使用的380V/220V交流电源，是各通信局站的主用交流电源。主要原理：通过初、次级线圈实现变压。变压器初级电压等级越高，电力传送过程中消耗的能源就越少，但相应的防护等级要求就越高。主要常用的有油浸变压器和干式变压器。一、一般通信局站供电系统简介(2)发电机组主要作用：是提供我们所需要的三相或单相(一般小容量的情况下采用)交流电源，是各通信局站的备用交流电源。主要有柴油发电机组、汽油发电机组、燃汽轮发电机组、风力发电机组等。容量小于10KW的可选用便携式汽油发电机组。通信中常用的一般为柴油发电机组。陆用固定式柴油发电机组主要由柴油机、发电机、开关屏、调压器、散热水箱、联轴器和公共底盘几部分组成。另外还有油箱、启动用蓄电池或气瓶、消音器、排气管等附件。一、一般通信局站供电系统简介(3).低压交流配电设备主要作用：计量(照明、动力等)、避雷、市电及油机电源接入并转换、测量(电压、电流、频率、功率因数)、告警(电压过高、电压过低)、保护(过流、短路、缺相)以及连接分配各用电设备等。

通信中常用的有市电引入低压进线柜、市电及油机电源转换柜、低压配电柜、交流配电屏(箱)等。一般由隔离开关、负荷开关(断路器)、转换开关、面板仪表等组成。

一、一般通信局站供电系统简介(4)交流不间断电源设备即UPS主要作用：满足交流供电系统中要求不间断供电的通信设备如计算机、服务器等设备用电。对于通信设备要求稳压、稳频和防止电压瞬变的，一般也采用交流不间断电源设备供电。所谓交流不间断电源系统是指当市电突然停电时，仍能保证交流电源不间断地供电。主要由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组等组成。(5)逆变器将直流电变成各种所需电压和频率的交流电叫做逆变，如-48V/～220V单相逆变器。主要作用同UPS。要求交流不间断电供电的通信负荷，应采用UPS供电系统供电，当容量小于10KVA以下时，可采用逆变器供电系统供电。一、一般通信局站供电系统简介(6)其它交流设备电力稳压器作用是提供稳定的交流电源电压，保证通信设备、照明设备、电梯、空调等设备的正常运行、启动以及延长其寿命。无功功率补偿柜作用是提高电力系统发电设备利用率和输送能力及降低输配电线路中无功功率的损耗。防雷器(柜)作用是保护设备以及维护人员的安全。一、一般通信局站供电系统简介(7)整流设备将交流电变换成各种通信设备所需的直流电压电源叫做整流。整流设备主要为相控整流器、高频开关电源等。相控(主要为可控硅)整流器工作原理:先将380V/220V50Hz交流电经工频变压器降压，然后再进行整流。整流电路主要分为单相半波、单相全波、单相桥式、三相半波、三相桥式、六相全波、十二相全波等形式。一、一般通信局站供电系统简介高频开关电源工作原理:先将380V/220V50Hz交流电经全波整流、滤波，得到(近600V)直流高压，此高压经过功率管转换为高频(约20KHz)，再进行降压、整流，即直流－直流变换的过程获得直流输出。直流输出电压的控制是由变换开关级的脉冲宽度来实现的。高频开关电源与可控硅整流器比较，节省了笨重的主变压器，具有体积小、重量轻、无噪声、效率高(满载时可达90％)、可靠性高、功率因数高和对电网的波形反馈影响极小等优点。一、一般通信局站供电系统简介(8)蓄电池是储存电能的一种设备。它能将充电时得到的电能转变为化学能储蓄起来，需用电能时，又能及时将化学能变为电能释放出来，供用电设备使用。可反复循环多次。主要作用：是保证直流供电系统中对通信设备不间断的供电，还可以起到降低直流供电系统的输出杂音及脉动作用。分类：一般分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类，还可按用途分为固定式与移动式(硅胶电池)等。通信上常用的蓄电池一般为铅酸蓄电池。其充、放电化学反应方程式如下：

PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4(正极)(电解液)(负极)(正极)(电解液)(负极)放电充电一、一般通信局站供电系统简介(9)直流配电设备主要作用：是连接整流设备、蓄电池组，把集中的直流电能分配到各通信用电设备上去，并起到如过流、短路保护等作用。还装有必要的监测仪表(电压、电流)和告警(电压过高、过低)装置，来反映各种电源设备的工作状态。电力机房内一般为主配电设备，各专业机房内一般为分配电设备(对电能进行二次分配，直接对用电设备)。(10)直流变换器将直流电逆变(升压或降压)变成交流电，再将交流电整流变成所需的直流电叫直流变换器。作用：可简化直流供电系统，减少电源设备，节省投资。

目录二、交流电源系统及设备配置1.市电分类2.通信局站供电系统及制式3.通信局站的交流负荷4.有功功率、无功功率、视在功率及之间的关系5.交流电源设备配置原则

1.市电分类根据通信局站所在地区的供电条件、高压线路引入方式及运行状态，将市电供电分为四种类别：(1)一类市电：供电为从两个稳定可靠的独立电源各自引入一路供电线。该两路电源不应同时出现检修停电，平均每月停电次数不应大于1次，平均每次故障时间不应大于0.5h。两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。(2)二类市电：供电由两个以上独立电源构成稳定可靠的环行网上引入一路供电线。或由一个稳定可靠的独立电源或从稳定可靠的输电线路上引入一路供电线。允许有计划检修停电，平均每月停电次数不应大于3.5次，平均每次故障时间不应大于6h。(3)三类市电：供电为从一个电源引入一路供电线。供电线路长、用户多。平均每月停电次数不应大于4.5次，平均每次故障时间不应大于8h。(4)四类市电：供电由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证。或有季节性长时间停电或无市电可用。二、交流电源系统及设备配置二、交流电源系统及设备配置2.通信局站供电系统及制式(1)通信用交流电源宜利用市电作为主要电源，油机发电机组作为保证用电设备部分的备用电源。重要局站柴油发电机组一般按二台配置，要求为自动化机组，市电与油机的转换在市电油机自动转换屏上自动实现。(2)通信局站供电宜采用专用变压器。二、交流电源系统及设备配置(3)低压交流供电系统制式：TN-S系统.三相五线、单相三线220V380V二、交流电源系统及设备配置

3.通信局站的交流负荷(1)交流负荷主要有通信负荷、建筑设备负荷、弱电负荷等。如：需要交流供电的通信设备、开关电源设备(由直流折算)、空调、通风、采暖、水泵、电梯、照明、动力、消防、烟雾告警等。

二、交流电源系统及设备配置(2)交流供电电源分类交流供电电源分为一般市电电源与油机发电机组保证电源两类。A.一般市电电源的供电范围：市电电源应供给全局通信生产供电系统中的各种交、直流电源设备的用电、通信生产楼的正常照明、电梯、采暖、通风、空调、消防和给排水等设备用电以及局内其它用电。即应包括全局的所有各种设备用电。B.油机发电机组保证电源的供电范围：在一类或二类市电供电方式下，应供给通信生产供电系统中的各种直流电源的浮充用电、蓄电池组的充电用电、交流供电的通信设备用电、保证空调用电、保证照明及其它必须保证的设备等用电。三类市电供电方式下，除上述供电范围外，还应包括部分生活设备用电。四类市电供电方式下，除上述供电范围外，还应包括全部生活设备用电。二、交流电源系统及设备配置

4.有功功率、无功功率、视在功率及之间的关系在交流用电负荷中，负荷的性质一般分为电阻性、电感性和电容性三种。如白炽灯为电阻性负载；整流设备、电梯、水泵、空调、日光的镇流器等为电感性负载。有功功率单位为KW，用P表示。纯电阻性负载占用的是有功功率，它消耗电能。无功功率单位是Kvar，用Q表示。纯电感性负载或纯电容性负载占用的是无功功率，它不消耗电能，但要占用电站的容量，消耗的是无用功(线路上要消耗能量)。视在功率单位是KVA，用S表示。由有功功率部分和无功功率部分混合组成。用公式表示为：S2=P2+Q2电力变压器、UPS等设备的容量表示一般为视在功率(KVA)。油机发电机组等设备的容量表示一般为有功功率(KW)。功率因数cosφ＝有功功率P视在功率S二、交流电源系统及设备配置SPQC0LS’有功功率、无功功率、视在功率及功率因数补偿关系图电站(变压器)容量由补偿前要求的S降低到为S’。如某局感性负荷S无功功率L有功功率P电容C补偿无功功率降为Q视在功率降为S’二、交流电源系统及设备配置根据《全国供用电规则》的要求，100KVA及以上的电力用电大户，应安装无功功率补偿装置。需将功率因数提高到0.85以上(供电部门对通信企业的功率因数要求达到为0.9以上)。凡功率因数达不到规定的新用户，供电局可拒绝接电。无功功率补偿一般是对电感性负载的补偿，无功功率自动补偿设备能根据负荷情况自动的投入和切换电容器的数量，实现自动补偿功率因数。二、交流电源系统及设备配置5.交流电源设备配置原则(1)电力变压器

电力变压器应结合全局市电电源用电负荷情况分期配置，专用变压器的容量按满足近期负荷并考虑一定的发展负荷需要配置，并使经常运行负荷不宜小于其额定容量的50％(变压器的负载率一般为75％～80％比较合适)。当季节性负荷(如中央空调)较大时，宜设二台或多台变压器，其中一台承担季节性负荷，其余应能承担长期性负荷。在季节性负荷不用电时，可让该变压器停止运行，以减少变压器的空载损耗费用。地市级以上通信局站变压器宜设二台或多台变压器，在其中一台变压器故障或检修时，其余的变压器可满足保证负荷用电。二、交流电源系统及设备配置(2)油机发电机组油机发电机组一般要求配置主备用二台(具体需查对设计规范)。在一类或二类市电的通信局站，远期发展负荷较大时，可按满足近期负荷并考虑一定的发展负荷需要配置；远期发展负荷不大时，可按满足远期负荷配置。三类市电的通信局站，宜按近期负荷配置；远期发展负荷不大时，可按满足远期负荷配置。四类市电的通信局站，应按近期负荷配置。通信局站所配置的自备发电机组，宜采用自动投入、自动切除、自动补给并具有遥信、遥测、遥控性能和标准的接口及通信协议的自动化机组。

油机发电机组的功率同时应满足UPS容量的1.5～2倍(当输入谐波含量在5％～30％时)。二、交流电源系统及设备配置(3)低压交流配电设备市电引入低压进线柜一般与电力变压器的容量配套配置(低压配电屏一般按远期考虑)、市电油机电源转换柜与油机发电机组或电力变压器的容量配套配置、低压配电柜一般为非标，应根据所需负荷分路数及各分路的电流负荷确定。低压配电屏容量计算公式如下：

Ie＞Sex1000/(1.732x380)

式中：Ie―低压配电屏的额定电流(A) Se―变压器或负荷的额定容量(KVA)熔断器熔体电流的确定：熔体额定电流应同时满足正常工作电流和启动尖峰电流两个条件，并按短路电流校验其动作灵敏性。交流熔断额定电流值的选择应不大于最大负载电流的2倍，照明回路熔断器按实际负荷配置。低压配电屏输出三相用电负荷分配要力求平衡。三相供电电压不平衡度不大于4％。

二、交流电源系统及设备配置低压电器中常用的熔断器、空气开关、刀开关的作用：刀开关及转换开关主要作为不频繁地手动接通和分断交直流电路和作隔离开关用。空气开关主要用于配电线路电气设备的过载、欠压、失压和短路保护。熔断器主要用于配电线路电气设备的过载和短路保护低压市电间，市电与油机之间采用自动切换方式时必须采用具有电气和机械联锁的切换装置；采用手动切换方式时，应采用带灭弧装置的双掷刀闸。自动运行的变配电系统应具备手动操作功能。二、交流电源系统及设备配置熔断器熔体动作选择型的配合：在低压供电系统中，当电源侧与负荷侧均设有短路保护时，同型号熔体材料的上下级熔断器之间熔体电流等级相差2～4级，一般就能满足选择型要求。

能保证选择性的上下级RT0系列熔断器级间配合表

负荷侧熔体电流(A)

5080100120150200250电源侧熔体电流(A)

120150150200250300400级差

4322223二、交流电源系统及设备配置(4)电力稳压器当市电电压超出设备允许输入电压范围时，宜采用调压设备。稳压器的容量按满足近期负荷并考虑一定发展负荷的需要配置，容量不宜超过200KVA，若超过时可采用有载调压变压器。

二、交流电源系统及设备配置(5)无功功率自动补偿屏无功功率自动补偿屏的容量配置，应先计算出全局站的交流负荷平均功率因数数值，按照水电部“供用电规则”规定要求，100KVA及以上的电力用电大户，应考虑功率因数补偿，需将功率因数提高到0.9以上，即无功功率自动补偿屏的补偿容量(按近期负荷配置)：

Qc≥Pjs×qc(千乏)

式中Pjs为总的有功功率计算负荷，qc为补偿率需查电源设计手册。

二、交流电源系统及设备配置(6)UPS设备容量按近期配置A.UPS电池备用供电时间通常为15～30min(具体可根据实际情况确定)。蓄电池组一般为每台UPS一组。B.UPS旁路开关切换时间：一般UPS电源在长期运行的过程中，对可能产生的任何瞬态供电中断应控制在5ms的范围之内。对于要求严格的场地，其瞬态供电中断应控制在2ms的之内。一般的微机和服务器所允许的瞬态供电中断时间在8－10ms的范围。

二、交流电源系统及设备配置C.UPS设备分类a.后备式方波输出UPS：当市电供电正常时，它将原来电压变化起伏很大的市电电源经过一种简易的交流稳压器稳压处理后向负载供电。当市电供电不正常时，由它的逆变器电源向负载提供50Hz的方波稳压电源。稳压精度为交流220V±4～7％；允许市电电压波动范围为170～255V即220V，-23％，＋15％。特点：整流器、逆变器不需长期工作，线路简单，可靠性高。电源易受电网波动影响，供电质量不高，存在切换时间。b.后备式正弦波输出UPS：输出为正弦波，其它同上。c.在线互动式UPS：在市电正常时，它向外提供的是仅对市电电网的电压稍加稳压处理过的质量偏低的正弦波市电电源。相反，当市电不正常时，由它的逆变器向外提供质量较高的正弦波电源。稳压精度为交流220V±20％；允许市电电压波动范围为150～276V即220V，-31％，＋25％。特点：结构简单,可靠性高、供电质量较高、价格低。通常为小功率产品。

二、交流电源系统及设备配置d.双变换式在线式UPS：首先利用AC－DC变换将普通的市电交流电源变成直流稳压电源，然后再将直流电源经脉宽调制处理后，就能在逆变器内经DC－AC变换重新变成稳定的、纯净的正弦波电源。因此，它可以解决来自市电电源的电压不稳、频率不稳、波形畸变及各种电磁干扰等的所有电源问题。稳压精度为交流220V±1％；允许市电电压波动范围当采用可控硅整流技术时为220V±15％；当采用脉宽调制IGBT整流器时为220V-27%,+25％。特点：逆变器始终处于运行状态、切换时间为零、提供稳压、稳频优质的正弦波电源。对电池的管理较好。电能转换效率低、成本高。

后备式UPS简图二、交流电源系统及设备配置交流接触器交流输入电池组充电器电池组逆变器静态开关交流输出二种情况下的工程过程：(1)交流输入电源正常、UPS设备也正常时：交流输入－交流接触器－静态开关－交流输出(2)当交流输入电源停电、UPS设备正常时：电池组－逆变器－静态开关－交流输出二、交流电源系统及设备配置三种情况下的工程过程：(1)市电输入交流电源正常、UPS设备也正常时：市电输入－整流器－逆变器－静态开关－交流输出(同时对电池组补偿充电)。(2)当UPS输入交流电源正常、UPS设备出现故障时：市电旁路－旁路开关－静态开关－交流输出(3)当UPS输入交流电源停电、UPS设备正常时：电池组－逆变器－静态开关－交流输出旁路开关二、交流电源系统及设备配置D.在线式UPS电源的冗余配置方案：a.主机－从机型串联(空载)热备份UPS供电方式。b.直接并机冗余供电方式。c“热同步”并机冗余供电方式。UPS冗余并机厂家可做到8台并机。目录三、直流供电系统及设备配置1.直流供电系统2.直流电源设备的计算与配置

三、直流供电系统及设备配置1.直流供电系统指直流电源设备及其相互间的连接导线构成的、按一定的方式运行能为通信等用电设备提供合乎要求的直流电源总体。直流电源设备包括整流设备、配电设备、蓄电池组、直流变换器、太阳能电池等。(1)直流基础电源(如下图)：由整流设备、配电设备、蓄电池组等组成。现在主要采用-48V直流基础电源，少量的、负荷较小的其它种类直流电源则采用直流变换器解决。交流配电屏直流配电屏开关电源通信机房电源架直流变换器蓄电池组-24V通信设备通信设备-48V三、直流供电系统及设备配置(2)直流基础电源的工作方式：a.充放电工作方式：两组蓄电池组交替对通信设备放电，当其中一组电池对设备放电时，另一组电池脱离系统由整流设备对其进行充电。b.半浮充工作方式：白天实行浮充供电，整流设备除对通信设备供电外，还要对蓄电池组补充充电。晚上由两组蓄电池组并联放电。c.全浮充工作方式：平常由市电供电，整流设备、蓄电池组并联对设备供电，市电停电时由蓄电池组放电。蓄电池放电供电或自放电引起的容量损失在浮充时全部补足。（蓄电池充电时采用恒流充电方式，整流器只对蓄电池单独充电，脱离负载，即不能带通信设备供电）目前通过对蓄电池充电方式的改进，通信局站主要采用低压在线恒压充电工作方式。与全浮充工作方式基本相同。在整流器对蓄电池充电时，可带负载即通信设备供电。全浮充工作方式，与前两种工作方式比较，有如下优点：电池组充放电循环次数大为减少；电能利用率高；电池寿命长；维护工作量小。而且，蓄电池经常处在满容量状态，能更可靠的起到备用的作用。缺点：对市电电源要求较高，要求市电停电次数要少，每次停电时间不能太长。三、直流供电系统及设备配置(3)整流设备对蓄电池组的充电方式：(a)恒流充电方式：(b)低压在线恒压充电方式(带负荷对蓄电池组充电，)：充电初期电流很大，整流设备需采取限流降压手段，整流设备的电流应为负荷电流加对蓄电池组的均充电流(10小时率充电电流)。低压恒压充电方式与恒流充电方式比较的优点：充电电压低，降低蓄电池的充电温度，使电解水的电流分量大大减小，提高用电效率，酸雾溢出量下降，改善维护人员的劳动条件，简化供电系统结构及操作(不采用任何调压方式)，使供电系统可靠性得以提高，降低机房标准(可与电力室合用机房)等。三、直流供电系统及设备配置(4)-48V直流基础电源电压变动范围和杂音电压要求：(a)-48V直流基础电源标准电压为-48V；要求通信设备受电端子上电压变动范围为-40～－57V。-48V阀控式密封铅酸蓄电池组的浮充电压为52.8～54.48V；再充电或均衡充电电压为55.2～56.4V；初充电电压为56.4V。(b)-48V直流基础电源杂音电压要求衡重要求≤2mV峰－峰值杂音0～300kHz≤2mV宽频杂音(有效值)3.4～150kHz≤10mV150～30000kHz≤30mV离散杂音(有效值)3.4～150kHz≤5mV150～200kHz≤3mV200～500kHz≤2mV500～30000kHz≤1mV三、直流供电系统及设备配置2.直流电源设备的计算与配置(1)通信局站的直流负荷负荷的电压和电流是电源设计的主要原始资料之一，它是选择电源设备、计算电力导线以及确定机房面积的主要依据。负荷电流预计的准确程度将影响设计方案的合理性及投资。通信设备在一昼夜内的负荷量不是一个常数。电源设备的容量应满足一天中忙时耗电量的需要。直流负荷主要有交换、传输、基站、数据、无线等，一般由各相关专业提供。负荷分期：由于通信规模容量是逐年发展的，故将建设期限分为终局期(远期)及初装期(近期)两期。终期一般考虑15～20年，初期一般考虑投产后5年左右。结合具体的发展规划，有时还应考虑中期负荷。

三、直流供电系统及设备配置(2)蓄电池的配置与计算通信上常用的蓄电池一般为铅酸蓄电池，现在主要为密封阀控式铅酸蓄电池，2V电池的使用寿命为8－10年、12V电池的使用寿命为3－5年(电池的寿命不但与电池质量有关，而且与安装质量和维护水平有关。当电池仅能放出其额定容量的60％时，其寿命即算终止)。根据蓄电池的使用寿命，其容量一般按近(中)期负荷电流配置。B.放电率与电池的容量放电率就是蓄电池额定容量与放电小时数的比值。同一蓄电池随放电率改变容量会相应变化。蓄电池的额定容量，是指以电解液的温度为25度时，10小时率下所能放出的容量。三、直流供电系统及设备配置C.蓄电池组容量的计算公式：

式中：Q为蓄电池组的容量(AH)；

K为安全系数，取1.25；

I为负荷电流；

T为放电小时数(按市电供电类别及通信局站类型取定)；

t为实际电池所在地最低环境温度数值。有采暖设备时，按15°C，考虑；无采暖设备时，按5°C，考虑；

α为电池温度系数(1/°C)，当放电小时率≥10时，取α＝0.006；当10＞放电小时率≥1时，取α＝0.008；当放电小时率＜1时，取α＝0.01。

η为放电容量系数，见下表：密封阀控式铅酸蓄电池放电容量系数表Q≥η[1+α(t-25)K*I*T电池放电小时数(h)0.512346810≥20放电终止电压(V)1.71.751.751.81.81.81.81.81.81.8≥1.85放电容量系数0.450.40.550.450.610.750.790.880.9411三、直流供电系统及设备配置A.蓄电池组组成计算铅酸蓄电池单体电池电压一般为2V。蓄电池组由单体电池串联组成。应能保证在放电终了时电池组端电压送至通信设备受电端子上的部分不低于通信设备对电源电压要求的下限值。-48V蓄电池组每组电池一般为24只2V电池串联(200AH以下的小容量电池组可按4只12V的汽车启动用蓄电池串联，以便于维护，减少占地)。蓄电池组的取定：考虑到通信电源的不间断供电，一般根据上面公式计算的总容量Q，按Q/2配置蓄电池组2组，以便于出现故障电池时检修或更换。不同厂家、不同容量、不同型号、不同时期的蓄电池组严禁并联使用。三、直流供电系统及设备配置注：1.包含大型综合通信局。

2.无人通信站的电池放电小时数应根据以下因数考虑确定

(1)使用无人值守柴油发电机的站：

(a)

接到故障信号后应有一定的准备时间(一般不超过1小时)。

(b)从维护点到无人站的行程时间(按正常汽车行驶速度计算)(c)故障排除时间(一般不超过3小时)。

(d)一般深夜不派技术人员检修(最长等待时间不超过12小时)。

(e)对配备具有延时启动性能的自备发电机组的局站，延时时间应保证电池放出容量不超过20％的储备容量。

(2)使用太阳能供电的站，放电小时数按当地连续阴雨天数计算。

3.采用无太阳能电池等新能源时，可视维护条件多站共用一台移动发电机组。

4.在三类市电时，山区的移动通信基站宜每5个站配置一台移动发电机，平原宜每10个站配置一台移动发电机，在电力资源供应紧张或交通不便的地区可适当调整。

5.在四类市电的基站至少每站应配置一台固定使用的发电机组，另外每5个站配置一台移动发电机组。三、直流供电系统及设备配置(3)-48V整流设备即开关电源配置与计算-48V整流设备的容量可按满足通信直流负荷电流加上对-48V蓄电池组的均充电流(10小时率充电电流)之和考虑(无人站除外)，即:

开关电源的整流模块按n＋1冗余方式配置，即主用模块为n只，备用模块为1只(n＞10时，每10只备用1只)。Ic=I+10Q三、直流供电系统及设备配置(4)直流配电设备一般按远期配置，与开关电源设备配套的直流配电屏有1600A、2000A、2500A、3000A等(扩容时可多台并机使用)。直流熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的2倍。各专业机房熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的1.5倍。

三、直流供电系统及设备配置(5)组合开关电源集交流配电模块、直流配电模块、开关电源模块于一个机架上。适用于小型通信局站。直流配电容量(满架容量)按远期考虑，开关电源模块按近期配置。低电压二级切断功能：移动基站组合开关电源直流配电输出端一般采用低电压二级切断功能(交换局禁止采用此功能)。即当市电停电后蓄电池放电过程中，当蓄电池组电压降到某一数值后，自动切断基站无线负荷(一级切断)，蓄电池只供传输负荷，保障传输网络正常运行，当蓄电池电压降到终止电压时切断所有负荷(二级切断)，保护蓄电池。目录四、电源线的设计1.电源线的分类及分色2.敷设方式3.选用电源线规格应满足的要求4.直流电源线的选择原则5.交流电源线的选择原则

四、电源线的设计1.电源线的分类(1)按绝缘材料分类：常用的有如BV、BX、XQ、VV、VLV、VV22、VLV29、RVVZ、RVVZ22、铜铝汇流排等；(2)按绝缘等级分类：根据使用电压，一般常用的有500V、600V、1KV、10KV等；(3)按电缆芯数分类：单芯、双芯、三芯、四芯、五芯等；(4)按不同的环境及敷设方式分类：分有不同型号的电缆：如防腐、防爆、耐油、抗拉、抗压、阻燃等。电源线的分色要求直流电源线：正极为红色，负极为蓝色；交流电源线：A相为黄色，B相为绿色，C相为红色，不接地中性线为紫色(浅蓝或黑色)；接地线为黑色或黄绿相间色。

四、电源线的设计2.敷设方式电源线的敷设方式主要有架空、沿墙或沿支架明敷、穿管、PCV线槽、走线架、槽道(桥架)、直埋、地沟等。不同的敷设方式需选择不同类型的电缆。通信机房内一般要求交流电源线、直流电源线、通信线分开走线，采用走线架上走线方式；室外交流电源线一般采用地下直埋、穿管、地沟等方式敷设。电缆的弯曲直径应满足相应电缆的规定要求。如：RVZ、RVVZ不大于其电缆外径的6倍；RVVZ22不大于其电缆外径的12倍。出入通信局站的低压供电线路不宜采用架空线路。四、电源线的设计信号电缆与电力电缆间距规定(供参考)

建筑物电子信息系统防雷技术规范规定，电力电缆与电子信息系统线缆间的净距：在380V容量小于2KVA，平行敷设时为130mm；当有一方在接地的金属线槽和钢管中时为70mm；在380V容量小于2～5KVA，平行敷设时为300mm；当有一方在接地的金属线槽和钢管中时为150mm；在380V容量大于5KVA，平行敷设时为600mm；当有一方在接地的金属线槽和钢管中时为300mm。四、电源线的设计3.选用电源线规格应满足的要求：一般是根据使用电压、敷设条件和使用环境条件并结合导线性能和用途选定导线型号。而后计算选择断线截面，以确定导线规格。采用电源馈线的规格，应符合下列要求：(1)通信用交流中性线应采用与相线相等截面的导线。(2)当近期负荷与远期负荷相差较大时，可按分期敷设的方式确定，设计时应考虑扩装的条件。(3)接地导线应采用铜芯导线；有腐蚀的环境条件下，应采用铜芯导线；机房内的导线应采用阻燃型电缆或耐火型；机房内电力电缆中间一般不允许有接头。

四、电源线的设计4.直流电源线的选择原则：对于直流通信电源，特别是低电压大电流的直流来说，主要是为了保证供电质量，满足通信设备受电端子上的电压要求。(1)直流供电回路电力线的截面根据允许电压降计算选择有三种方法，即电流矩法、固定分配压降法和最小金属用量法。第三种方法计算复杂，一般不采用。电流矩法与固定分配压降法计算方式相近，电流矩法较细化精确(需查相应的电流矩表)，固定分配压降法比较简化但不很精确，计算后需按经验调整。计算公式：

式中：S为电缆截面面积(mm2)；

I为流过该段导线的电流即负载电流(A)；

L×2为导线回路长途(m)；

Δu为导线上的电压降(V)；

γ为导线的电导率(电阻率的倒数)，γ铜＝57，γ铝＝34。

I×L×2γ×ΔuS=四、电源线的设计(2)固定分配压降法各段落压降分配参考：根据电信、移动等运营公司电源、空调维护规程规定，-48V放电回路全程压降为3V(电信设备受电端子上电压变动范围为-40～-47V，当通信设备受电端子上电压变动范围不同时，-48V放电回路全程压降应不同)。各段落放电回路压降分配参照如下(可根据具体情况进行调整)：

3V四、电源线的设计5.交流电源线的选择原则首先要根据导线使用环境条件、敷设方式、使用电流和电压等条件，确定导线的型号，再计算选择导线的规格截面。计算选择导线截面有四种方法：(1)按发热情况选择导线截面；(2)按电压损失选择导线截面；(3)按机械强度选择导线截面；(4)按经济电流密度选择导线截面。常用的方法是按长期允许电流即按发热情况选择导线截面，其它方法在必要时用于校验。四、电源线的设计(1)按发热情况选择导线截面:各类导线通过电流时，由于导线电阻功率损耗使其发热，温度升高，会导致绝缘损坏，引起火灾、爆炸，也会使导线变软，导线机械强度降低，接头处氧化加剧等。因此，制造厂家对各种导线连续发热的容许温升都作出了规定，并且根据散热条件制定了各类导线的持续容许电流及各种敷设条件下的修正系数。计算公式如下：

KI≥IJS

式中：IJS为最大计算负荷电流

I为考虑标准敷设条件(空气温度为25°C，土壤温度为15°C)及导线连续发热的允许温升而制定的导线持续允许电流(A)(查相应厂家导线手册表)；

K为考虑不同敷设条件的修正系数，主要有Kt为温度校正系数，K1为电缆直接埋地敷设多根并列校正系数，K2为电缆穿管多根并列在空气中敷设校正系数。(Kt、K1、K2均需查相应表格)交流单相220V电路中，电流IJS为：IJS=P/(220×cosφ)交流三相电路中，电流IJS为：IJS=P/(380或400×1.732×cosφ)例：RVZ、RVVZ、RVVZ22电力电缆在各种敷设环境条件下每相允许最大长期载流量(环境基准温度＋25℃,电缆最高工作温度90℃)：

(1)额定电压0.6／1kVRVZ、RVVZ电缆在空气中的载流量表

标称截面mm2最大载流量A标称截面mm2最大载流量A1芯2芯3芯4芯5芯1芯2芯3芯4芯5芯1.52.5461016253550304050628311315118824425334359719813316220721283651638812114518818263346578211313417013182443527510312215570951201501852403004005003043364174675456287449091065248275361427487522---234264323370412489---210238294349385457---191217268314347411---四、电源线的设计四、电源线的设计RVZ、RVVZ、RVVZ22电力电缆在各种敷设环境条件下的校正系数

(1)环境温度校正系数：

因电缆的载流量是以环境温度＋25℃为基准，当环境温度>＋25℃或<＋25℃时，应根据下表的环境温度校正系数，分别乘上前面各表的载流量，即得电缆实际载流量值。

环境温度校正系数表

电缆最高工作温度℃环境温度℃51015202530354045505560校正系数901.141.111.071.041.000.960.920.880.830.780.730.68四、电源线的设计(2)敷设状态校正系数：

不同的敷设情况会产生不同的温度，因此，各种敷设状态的温度也相应变化，同样必须按下表内的系数进行校正。

敷设状态校正系数表

电缆中心距离单根二根水平排列三根水平排列四根水平排列六根水平排列四根上下两层排列六根上下两层排列S=dS=2dS=3d1.001.001.000.901.001.000.850.981.000.820.950.980.800.900.960.800.901.000.750.900.96注：S－电缆的中心距；d－电缆外径

四、电源线的设计(3)土壤热阻温度校正系数：

根据各种不同土壤热阻温度，对实际载流量进行校正，土壤热阻温度系数见下表所示。

土壤热阻温度校正系数表

标称截面mm2土壤热阻温度系数g(℃•cm/W)各地区、各种土壤热阻系数划分6080120160200校正系数潮湿地区：60～80普通土壤：120干燥土壤：160～2002.5～1625～9595以上1.061.081.091.001.001.000.900.880.860.830.800.780.770.730.71四、电源线的设计(2)按电压损失选择导线截面：由于线路具有一定的阻抗，在电流流经线路时必然产生电压降，即电压损失，用相对于额定电压的百分数表示。在对通信设备直接采用交流电源供电的设备来说，当线路较远时，需保证通信设备受电端子上的电压能满足要求。必要时需进行校验。(3)按机械强度选择导线截面：是为了保证导线有必要的机械强度，避免运行中电力网有断线问题发生。一般线径较细时选用1.5mm2以上截面导线；架空敷设时，线缆的自重加冰雪等重量，铝芯线选16mm2以上截面导线。(4)按经济电流密度选择导线截面:主要在长距离的高压线路中采用，考虑的因素主要是降低电能损耗、节约有色金属、减少线路投资。

目录五、防雷与接地

(一)防雷1.雷电的形成2.雷电活动区划分

3.雷电危害的种类

4.通信站的防雷

(二)接地1.接地的必要性和作用2.接地系统的组成3.各类通信局站接地电阻值的要求4.各种设备、设施接地要求5.各种设备、设施接地线的选择五、防雷与接地(一)、防雷1.雷电的形成雷电的生成始于雷云的生成，雷云是由大气上空的水滴、冰晶和气体尘埃等组成的巨大的、不透光的且带电荷的乌黑色云块，其形成的根本原因就是含水蒸气的气流运动。随着雷云的不断聚集，将会引起闪电、雷鸣现象，也就是雷暴。放电：带有大量电荷的云团对大地产生静电感应，大地感应出大量异性电荷，使雷云和大地之间形成强大的场强，当某一处的电场强度达到25～30KV/cm时，就会由云向大地产生放电，强烈的放电产生雷击。同样，云团之间电场强度达到某一临界值时也会发生云间放电。雷电的特点:是放电电压高（可高达500kV以上）、电流幅值大（可高达100～300kA）、电流变化快，放电过程时间短等。破坏作用强。五、防雷与接地2.雷电活动区划分根据年平均雷暴日的多少，雷电活动区分为少雷区，中雷区、多雷区和强雷区。少雷区：年平均雷暴日数不超过25天的地区；中雷区：年平均雷暴日数在26～40天以内的地区；多雷区：年平均雷暴日数在41～90天以内的地区；强雷区：年平均雷暴日数超过90天的地区。五、防雷与接地3.雷电危害的种类：直击雷、感应雷和雷电过电压。(1).直击雷：直击雷是指雷云对大地某点发生的强烈放电。 雷电直接击中通信站建筑、铁塔等时，可能会造成建筑物损毁；雷电直接击中通信站附近的电力线路、通信线路等时，将有部分雷电流和高电位沿导线和馈线进入到机房内的设备，会造成设备损坏、人员伤亡和电气短路引起火灾等灾害。(2).感应雷：感应雷可分为静电感应和电磁感应。静电感应：当带电雷云(一般带负电)出现在导线上空时，由于静电感应作用，导线上会聚集大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电，雷云中的负电荷便迅速释放，此时导线上的大量正电荷依然存在，也会沿导体流动寻找释放通道，并以雷电波的形式沿着导线经设备入地，引起设备损坏。电磁感应：在雷云放电时，由于它的频率高、强度大，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，在附近的导体上便产生很高的感生电动势。与导体相连设备便会被感应出的很高的电压击穿损坏。(3).雷电过电压：通信系统的外引线在距离通信局站稍远的地方遭到雷击，部分雷电过电压将沿着这些外引线进入到机房的设备。五、防雷与接地4.通信站的防雷(1).直击雷的防护：由房屋建筑设计考虑。其防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。接闪器：是避雷针及其变形产品避雷线、避雷带、避雷网等统称为接闪器。任何良好接地的导体都可能成为有效的接闪器，而与它的形状没有什么关系(不要求象避雷针一样顶部一定是尖端的)。有铁塔的通信站铁塔本身就是良好的接闪器，如果铁塔在建筑物顶应将铁塔四周与屋顶避雷带作好电气连接。通信站附近无铁塔采用避雷网、作为建筑物的接闪器，如果屋面有天线等通信设施可在局部加装避雷针保护，避雷针应与避雷网可靠连接。引下线：作用是将接闪器接闪的雷电流安全的导引入地，引下线不得少于两根，并应沿建筑物四周对称均匀的布置。引下线接长必须采用焊接，引下线应与各层均压环焊接，对于框架结构的建筑物，利用建筑物内的钢筋作为防雷引下线。采用多根引下线不但提高了防雷装置的可靠性，更重要的是多根引下线的分流作用可大大降低每根引下线的沿线压降，减少侧击的危险，也就是为了让雷电流均匀入地，便于地网散流，以均衡地电位。接地体：是指埋在土壤中起散流作用的导体。五、防雷与接地(2).感应雷及雷电过电压的防护感应雷可以通过电力电缆、通信电缆、光纤和天馈线侵入通信站，由于电力电缆的距离长且对雷电波的传输损耗小，所以由电源侵入的感应雷造成的危害十分突出，按原邮电部的统计约占了通信站雷击事故的80%。因此，对通信站进行感应雷防护时，电源是重点。感应雷还可以通过空间感应侵入通信站的内部线路，虽然经过建筑物和机壳的屏蔽衰减后其能量大为减小，但站内许多电信设备的抗过压能力也很弱，如果处理不当也可能造成设备故障。五、防雷与接地避雷器：（阀控式、磁吹式、金属氧化物）是一种过电压保护设备，用来防止雷电所产生的大气过电压沿架空线路侵入变电所或其它建筑物内，也可以限制内部过电压。避雷器与被保护设备并联，其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值，当过电压沿线路侵入时，将首先使避雷器击穿并对地放电，从而保护了后面的设备。五、防雷与接地如氧化锌限压型避雷器的工作原理(同压敏电阻)：当加在避雷器两端的电压低于某一数值时，避雷器处于开路状态，呈现高阻，无电流通过，当避雷器两端的电压高于某一数值时，避雷器即被击穿，电阻值急剧下降，即负阻特性，甚至处于短路状态，泄放电流,保护设备。当电压恢复正常时，其电阻又呈现高阻状态。u1ui2i1i五、防雷与接地防雷器的分类按用途分类电源SPD：交流（三相、单相）、直流天馈SPD：馈电、不馈电信号SPD：E1、RS232、RS422、用户线、网线…按保护特性分类限压型SPD：电压开关型SPD：组合型SPD五、防雷与接地避雷器的部分参数：残压：当雷电流流过避雷器时要形成电压降，这就是残余的过电压，称为残压。残压要加在被保护的设备上，因此，残压不能超过设备绝缘允许的耐压值，否则可能击穿设备绝缘，损坏设备。标称导通电压：在施加恒定1mA直流电流情况下压敏电阻

(MOV)的启动电压。最大持续运行电压Uc：在运行中允许持久地施加在避雷器端子上工频电压有效值。SPD的标称放电电流：用来划分SPD等级，具有8/20μs波形或10/350μs模拟雷电波的放电电流。冲击通流容量：SPD不发生实质性破坏，每线或单模块对地通过规定次数，规定波形的最大限度的电流峰值。冲击通流容量一般大于标称放电电流的2.5倍。

五、防雷与接地电源感应雷及雷电过电压的防护：信息产业部发布了专门的通信电源防雷标准，对各种通信站的电源防雷提出了具体要求，主要是两条：一是电力电缆应有金属屏蔽层，且必须埋地进出通信站。二是在电源上逐级加装电源避雷器，实现多级防护。即在变压器的高压端加装高压避雷器，低压侧加装低压避雷器，在交流配电屏和直流配电屏分别加装交、直流避雷器。多级布置避雷器可减小引线电感带来的额外残压，因为前级避雷器已将大部分雷电流泄放入地，在后级的避雷器只泄放少部分雷电流，雷电流的减小必然导致引线上的附加残压减小。为保证避雷器由前到后顺序泄放，避雷器的动作电压应是后级不低于前级。五、防雷与接地综合通信局(站)电源系统防雷接地示意图五、防雷与接地室内基站配电及防雷系统示意图五、防雷与接地三相交流电源SPD连接方式对于TN－S接地方式，宜采用“4+0”模式，也可采用“3＋1”模式，但在同一配电系统中，上下级间的保护模式应一致。所谓“3＋1”模式，即三根相线分别对中性线用限压型器件保护，中性线对地使用放电管（间隙）保护；“4+0”模式即三根相线和中性线分别对地采用限压型器件保护。对于单相供电系统，则对应“1＋1”模式和“2+0”模式，使用原则如同三相系统。各级浪涌保护器(SPD)之间的距离要求在使用分级保护时，各级浪涌保护器(SPD)之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件，以确保各级浪涌保护器协调工作。氧化锌SPD与氧化锌SPD之间的退耦距离(电缆长度)应不小于5米。五、防雷与接地注：外线引入高、低压电力电缆蓄作防雷处理。其他类型通信局站电源SPD的选择见规范。五、防雷与接地二、接地将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地极称为接地。电气地：大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此我们将大地作为电气系统中的参考电位体。五、防雷与接地1.接地的必要性和作用接地系统是通信电源系统的重要组成部分，它直接影响通信的质量和电力系统的正常运行，还起到保护人生安全和设备安全的作用。在电话通信中，将电池组的一个极接地，以减少由于用户线路对地绝缘不良时引起的串话。利用大地完成通信回路及供电回路。将通信设备的金属外壳和电缆金属护套等部分接地，以减小电磁感应，屏蔽设备，防止静电，减小杂音干扰。在交流电力系统中，将三相四线制的中性点接地，并采用接零保护，可保证电力系统的正常运行，在发生接地故障时迅速将设备切断，也可降低人体可能触及的最高接触电压，降低电气设备和输电线路对地的绝缘水平。将电源设备不带电的金属部分接地或接零，以免产生触电事故，保护维护人员的人生安全。易燃贮油罐为防止受静电的影响也需要接地。防雷接地，可避免由于雷电等原因产生的过电压而危及人生安全和击毁设备，使雷电流尽快入地。五、防雷与接地2.接地系统的组成接地系统由大地、接地体、接地引入线、地线排等组成接地系统的形式有分离接地和联合接地。早期的通信局站建设中采用分类地网，要求交流地、直流地、保护地、数据地、防雷地等都采用单独的接地装置。其目的是想避免各系统之间干扰，分离地网要求的条件很苛刻，地网之间相距20米以上才认为实现了分离。现在认为联合地网更经济有效。所以现在新建机房一般均采用联合接地方式。从技术角度看，分离地网在泄放雷电流时因接地线和接地电阻的不同，各接地系统会产生电位差，反而可能危害相互连接着的通信设备。联合地网通过合理的布置接地线可以实现通信设备间的等电位。五、防雷与接地联合接地网：(1)通信局站的接地方式，按联合接线方式考虑，即通信设备的工作接地、保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地体。(2)

通信综合楼一般为框架结构的机房，其联合接地装置利用其建筑物的基础钢筋作为接地装置，即利用大楼的梁、柱内的主钢筋，将其焊接成为一个整体作为接地装置，由土建工程在房屋建筑阶段实施。通信局站机房、变电房、铁塔的接地极应连接起来，组成联合地网。通信站内所有设备的金属外壳都应接地，金属走线架、水管等金属物也必须接地。站内金属物良好的接地不但是用电安全的要求，也是屏蔽雷电感应、均衡设备电位的重要措施。

五、防雷与接地通信综合楼接地电阻要求小于1欧姆。五、防雷与接地移动基站地网示意图根据机房土建条件，由铁塔地网、机房地网及变压器地网中的一至三个子网组成。接地引入线与雷电流引下线距离宜按大于5m。接地电阻：移动基站所在地区土壤电阻率低于700Ω·m时，基站地网的工频接地电阻宜控制在10Ω以内；当基站的土壤电阻率大于700Ω·m时，可不对基站的工频接地电阻予以限制，此时地网的等效半径应≥20m，并在地网四角敷设20～30m的辐射型水平接地体。五、防雷与接地移动基站机房内星形等电位连接示意图五、防雷与接地移动基站星形等电位接地要求总地线排应设在配电箱和第一级电源SPD附近，当采用单独一级接地排时，应注意使到一、二级电源SPD的退耦距离不小于5米。如设备机架与总地线排相距较远时，同时为使到一、二级电源SPD间退耦距离满足要求，此时推荐采用两级地线排，第一级地线排靠近第一级SPD，第二级地线排靠近设备机架安装。第一级电源SPD、交流配电箱及光纤加强芯和金属护层的接地线，应从总地线排接地；站内其他设备从第二级地线排接地。五、防雷与接地4.各种设备、设施接地要求电力变压器的高、低压侧的相线应分别对地加装避雷器，其接地端与变压器机壳地以及低压侧中性点地汇集后就近接地。当专用变压器安装在局(站)院内时，应将变压器的接地体与通信楼联合地网接地体连通。当专用变压器安装在大楼内时，其接地系统可合用大楼的接地装置。所有交、直流配电设备的机壳应从接地汇集线上引入保护接地线。交流配电屏的中性线汇集排应与机架绝缘。严禁采用中性线作交流保护地线。严禁在接地线中加装开关或熔断器。通信设备除接到工作接地(即直流电源地)外，其机壳应接保护接地。机房内的空调等金属设施应从接地汇集线上引入保护接地。地埋电力电缆金属护套两端应就近接地。严禁利用其它设备作为接地线电气连通的组成