李志民

摘 要：輸變電設(shè)備的工程設(shè)計(jì)往往涉及到相關(guān)的供電系統(tǒng)的驗(yàn)證或設(shè)計(jì)，所以供電部分的設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行和電力的安全性來(lái)說(shuō)是極其重要的。本文主要對(duì)傳輸設(shè)備工程中電源及接地設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：傳輸設(shè)備 工程 電源及接地設(shè)計(jì)

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(kāi)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(jī)房。在分散供電的情況下，整個(gè)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(pán)組合成一個(gè)。根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計(jì)規(guī)范》，A 48 V直流放電電路的整個(gè)壓降不大于3.2 V，這意味著當(dāng)器件失去正常直流電源時(shí)，后備電池由終端電路向器件電壓降不應(yīng)超過(guò)3.2伏；然而，在1-10小時(shí)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(gè)DC傳輸機(jī)房配電屏列柜設(shè)備機(jī)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(fù)荷分擔(dān)。在正常工作中，只要兩個(gè)電路的電阻接近，電流幾乎相等。必須要說(shuō)明的是，工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意總電流不應(yīng)以任何方式超過(guò)熔斷器容量的，否則主機(jī)保護(hù)功能將不存在。比如說(shuō)，列柜進(jìn)線是兩路100a保險(xiǎn)絲，如果設(shè)備的功率消耗是120，兩保險(xiǎn)絲沒(méi)有一級(jí)和二級(jí)保護(hù)。在實(shí)際操作中，配電柜后的立柱通常有兩個(gè)電源，但配電室的直流配電板一個(gè)傳輸室的直流配電板和傳輸室的直流配電板一個(gè)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(chē)架無(wú)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(lái)，隨著傳輸設(shè)備容量的增加，其功耗也越來(lái)越大。

二、直流配電屏和列柜

（一）直流配電板和機(jī)柜的最大電流應(yīng)占40伏電壓的電流，例如，一個(gè)直流配電屏熔斷器進(jìn)線只有500個(gè)，在370個(gè)勘探測(cè)量工作電流，一個(gè)52 V器件的工作電壓（開(kāi)關(guān)整流器的輸出電壓是54伏，2伏，線路壓降）因?yàn)樵陔姎庠O(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(gè)40 V將達(dá)到370 * 52 / 40 = 481，接近500的保險(xiǎn)絲容量，所以這可能無(wú)法連接到負(fù)載配電屏。如果進(jìn)入直流配電板的線路是一個(gè)主要由兩個(gè)500保險(xiǎn)絲和電池供電，由于在放電端的故障一般不會(huì)出現(xiàn)在同一時(shí)間，所以在正常情況下的實(shí)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(jì)算

對(duì)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(jì)壓降計(jì)算公式；主、備用電源熔斷器兩種計(jì)算方法：

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

2、確保整個(gè)電路的正常運(yùn)行壓力在3.2 V以?xún)?nèi)，

顯然，前者的算法比電力線后的算法規(guī)模大1倍（一個(gè)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(guò)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(shí)，電池達(dá)到放電結(jié)束時(shí)，設(shè)備仍能正常工作。當(dāng)設(shè)備由開(kāi)關(guān)電源正常供電時(shí)，開(kāi)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(gè)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(huì)使器件端電壓低于40 V；綜合樓通常情況下都會(huì)備有發(fā)電機(jī)，因?yàn)殡娫吹膯?wèn)題而導(dǎo)致的電池放電終了的情況很少見(jiàn)，如果電池達(dá)到放電端，熔斷器故障不發(fā)生在同一時(shí)間，它不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備控制的電氣端子的電壓提前到40 V以下，從這個(gè)角度來(lái)看，后一種方法仍然具有更好的安全性。

三、開(kāi)關(guān)整流器和電池

機(jī)房傳輸設(shè)備新增后，需要驗(yàn)證開(kāi)關(guān)整流器的容量是否足夠，電池的放電時(shí)間是否能滿(mǎn)足要求。

（一）開(kāi)關(guān)整流器容量的核算

根據(jù)規(guī)范，開(kāi)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(shí)候，1只儲(chǔ)備；N 大于10時(shí)，每10個(gè)備用1只。

開(kāi)關(guān)整流器允許負(fù)載電流=總?cè)萘俊獋溆萌萘俊姵氐木潆娏髌渲?，電池的均充電流?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(chǎng)景切換到整流器配置100A的模塊10個(gè)，配置兩組電池，每組1500 Ah容量，根據(jù)配置原理稱(chēng)開(kāi)關(guān)整流器9個(gè)為工作模塊，1個(gè)備用模塊，電池充電電流為300 A，便可以計(jì)算出該系統(tǒng)允許的負(fù)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(guò)600 A。

（二）電池放電時(shí)間的核算

根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝設(shè)計(jì)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(fù)荷電流（A）；K為安全系數(shù)，取1.25；T為放電小時(shí)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(wú)采暖設(shè)備時(shí)，按5℃考慮；a為電池溫度系數(shù)（1/oC），在1≤放電小時(shí)率<10時(shí)，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(fù)載電流I=500A的情況下，由于3000/500=6>5.95。因此，電池可以滿(mǎn)足3小時(shí)的放電要求。應(yīng)注意的是，電池的容量不僅影響放電時(shí)間，還影響到最大允許負(fù)載電流。

四、接地系統(tǒng)

傳輸設(shè)備接地分為工作接地、保護(hù)接地、建筑物集中供電系統(tǒng)，傳輸機(jī)房通常有一個(gè)特殊的保護(hù)地線排，工作一般位于機(jī)房，在正常情況下，地線是同樣的保護(hù)接地電流通過(guò)。雖然送電和配電室+屏柱柜的接線排一般稱(chēng)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(guò)導(dǎo)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(hù)地與工作地應(yīng)該分開(kāi)設(shè)置。這樣，工作地線、保護(hù)地線和建筑加固網(wǎng)都沒(méi)有電流。然而，一些傳輸設(shè)備制造商把設(shè)備保護(hù)和工作場(chǎng)所（即電源）連在一起，導(dǎo)致機(jī)房的保護(hù)接地線和建筑鋼筋中的保護(hù)都有電流通過(guò)。圖為了消除電流通過(guò)的建筑鋼筋，必須使地面和走線架絕緣，如果不與機(jī)架絕緣會(huì)導(dǎo)致建筑鋼框架，保護(hù)接地線和接地導(dǎo)線中存在電流；

這種做法對(duì)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(fù)雜，也不符合我國(guó)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(jì)，將保護(hù)設(shè)備和電氣完全隔離工作。

結(jié)語(yǔ)

本文主要探討了傳輸設(shè)備工程安裝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的有關(guān)開(kāi)關(guān)整流器、電池、配電屏、列柜、工作接地及保護(hù)接地等方面的問(wèn)題。由于本人研究水平有限，在論述過(guò)程中難免出現(xiàn)偏頗，請(qǐng)各位專(zhuān)家學(xué)者予以批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)

[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(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YD 5081—99，北京郵電大學(xué)出版社，1999.

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

[3]同步數(shù)字系列（SDH）長(zhǎng)途光纜傳輸工程設(shè)計(jì)規(guī)范中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 5095—2000 北京郵電大學(xué)出版社，2001.