浅谈传输设备工程电源及接地设计若干问题分析

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摘 要：输变电设备的工程设计往往涉及到相关的供电系统的验证或设计，所以供电部分的设计对设备的正常运行和电力的安全性来说是极其重要的。本文主要对传输设备工程中电源及接地设计中的若干问题进行了分析。

关键词：传输设备 工程 电源及接地设计

一、电源供电系统

大多数综合楼的集中供电系统中交流屏、开关整流器和电力室直流配电屏都设在电力室，电池设置电池室，其他的部分设在传输机房。在分散供电的情况下，整个系统可以放在传输室内，电源室和传输室的直流配电盘组合成一个。根据《通信电源设备安装设计规范》，A 48 V直流放电电路的整个压降不大于3.2 V，这意味着当器件失去正常直流电源时，后备电池由终端电路向器件电压降不应超过3.2伏；然而，在1-10小时的单电池的终止电压为V，和放电的终止电压是约43.2 V，所以通信设备应该能够承受电压为40 V。

为了提高配电系统的可靠性，防止熔断器故障从直流配电室，一个DC传输机房配电屏列柜设备机架顶部电源分配器设备子架设备卡配电屏一般采用双熔丝的负荷分担。在正常工作中，只要两个电路的电阻接近，电流几乎相等。必须要说明的是，工程设计时应注意总电流不应以任何方式超过熔断器容量的，否则主机保护功能将不存在。比如说，列柜进线是两路100a保险丝，如果设备的功率消耗是120，两保险丝没有一级和二级保护。在实际操作中，配电柜后的立柱通常有筛龅缭矗但配电室的直流配电板一个传输室的直流配电板和传输室的直流配电板一个柜内可能使用的是单电源熔断器。如果传输的子帧绘图板在分散供电设备，整副车架无直流/直流电源板，DC直流模块安装在各板，以防止反向二极管的反向电流，防止不同的电力系统电压和充电等。近年来，随着传输设备容量的增加，其功耗也越来越大。

二、直流配电屏和列柜

（一）直流配电板和机柜的最大电流应占40伏电压的电流，例如，一个直流配电屏熔断器进线只有500个，在370个勘探测量工作电流，一个52 V器件的工作电压（开关整流器的输出电压是54伏，2伏，线路压降）因为在电气设备的端子电压端电池放电可能接近40 V，为了保持恒流电源设备、一个40 V将达到370 * 52 / 40 = 481，接近500的保险丝容量，所以这可能无法连接到负载配电屏。如果进入直流配电板的线路是一个主要由两个500保险丝和电池供电，由于在放电端的故障一般不会出现在同一时间，所以在正常情况下的实际电力供应可以接近500A。

（二）直流配电屏和列柜电源线线径的计算

对于单电源熔断器，采用输入功率线分布屏和按最大电流的行柜尺寸设计压降计算公式；主、备用电源熔断器两种计算方法：

1、按照单路计算的工作方式，即熔断器的另一侧全电路电压跌落时保持在3.2 V以内；

2、确保整个电路的正常运行压力在3.2 V以内，

显然，前者的算法比电力线后的算法规模大1倍（一个电源线的情况数为1倍），前者算法具有很高的安全性，但是过于保守，容易造成连接和线路建设的穿孔等困难。那么第二种算法的安全性怎么样呢，我们知道在正常的电源供电系统，电压降是不限于3.2 V、3.2 V电压供电电路是保证DC供电系统故障（如电源正常中断）的备用电池电源时，电池达到放电结束时，设备仍能正常工作。当设备由开关电源正常供电时，开关电源给电池充电，工作电压通常设定在53伏以上。（阀控式密封铅酸蓄电池浮充电压为2.23～2.27 V/cell，24个电池的浮充电压为-53.52～-54.48 V），从53 伏到40 伏之间有13 伏的电压差，由于熔断器电路故障造成的压降增加不会使器件端电压低于40 V；综合楼通常情况下都会备有发电机，因为电源的问题而导致的电池放电终了的情况很少见，如果电池达到放电端，熔断器故障不发生在同一时间，它不会导致设备控制的电气端子的电压提前到40 V以下，从这个角度来看，后一种方法仍然具有更好的安全性。

三、开关整流器和电池

机房传输设备新增后，需要验证开关整流器的容量是否足够，电池的放电时间是否能满足要求。

（一）开关整流器容量的核算

根据规范，开关整流器应按N + 1冗余配置，其中只有N主用、N 小于或等于10的时候，1只储备；N 大于10时，每10个备用1只。

开关整流器允许负载电流=总容量――备用容量――电池的均充电流其中，电池的均充电流按10 h率的充电电流考虑，即电池的均充电流=电池总容量/10。比如，场景切换到整流器配置100A的模块10个，配置两组电池，每组1500 Ah容量，根据配置原理称开关整流器9个为工作模块，1个备用模块，电池充电电流为300 A，便可以计算出该系统允许的负载电流为1000-100-300 = 600A，即新增设备耗电加上原有设备的耗电应不超过600 A。

（二）电池放电时间的核算

根据《通信电源设备安装设计规范》，电池容量的核算可用下式中：Q为蓄电池容量（Ah）；I为负荷电流（A）；K为安全系数，取1.25；T为放电小时数（h）；1为放电容量系数，可从放电容量系数表查得，若T=2 h，查得1=0.61，若T=3h，查得1=0.75；t为电池所在地最低环境温度数值，无采暖设备时，按5℃考虑；a为电池温度系数（1/oC），在1≤放电小时率5.95。因此，电池可以满足3小时的放电要求。应注意的是，电池的容量不仅影响放电时间，还影响到最大允许负载电流。

四、接地系统

传输设备接地分为工作接地、保护接地、建筑物集中供电系统，传输机房通常有一个特殊的保护地线排，工作一般位于机房，在正常情况下，地线是同样的保护接地电流通过。虽然送电和配电室+屏柱柜的接线排一般称为“工作线”，但接线端的功能不是接地，而是提供直流系统回路上的连接线通过导线的电流。在《光缆通信干线工程数字交叉连接设备技术规范》中明确规定，传输设备保护地与工作地应该分开设置。这样，工作地线、保护地线和建筑加固网都没有电流。然而，一些传输设备制造商把设备保护和工作场所（即电源）连在一起，导致机房的保护接地线和建筑钢筋中的保护都有电流通过。图为了消除电流通过的建筑钢筋，必须使地面和走线架绝缘，如果不与机架绝缘会导致建筑钢框架，保护接地线和接地导线中存在电流；

这种做法对设备的安装施工提出了较高的要求，使接地系统变得更加复杂，也不符合我国相关接地要求，所以输电设备制造商应该纠正这种设计，将保护设备和电气完全隔离工作。

结语

本文主要探讨了传输设备工程安装设计中应考虑的有关开关整流器、电池、配电屏、列柜、工作接地及保护接地等方面的问题。由于本人研究水平有限，在论述过程中难免出现偏颇，请各位专家学者予以批评指正。

参考文献

[1]光缆通信干线工程数字交叉连接设备技术规范.中华人民共和国通信行业标准，YD 5081―99，北京邮电大学出版社，1999.

[2]赵春华.传输设备工程电源及接地设计若干问题的探讨[J].经营管理者，2016（12）：20- 22.

[3]同步数字系列（SDH）长途光缆传输工程设计规范中华人民共和国通信行业标准YD/T 5095―2000 北京邮电大学出版社，2001.