上海市全扶實(shí)業(yè)有限公司

摘要：本文闡述了移動通信大樓工作設(shè)備的非凡性及其電氣安全的重要性，通過對電氣干擾產(chǎn)生的根源及其危害的社會的發(fā)展，移動電話已經(jīng)成了我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚耐ㄐ殴ぞ?，自從中國移動與電信行政脫勾后，各省移動公司便紛紛著手建立自己的通信綜合大樓。移動通信大樓的主要工作設(shè)備有傳輸機(jī)、微波機(jī)、整流設(shè)備以及作計(jì)費(fèi)、監(jiān)控、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用的電子計(jì)算機(jī)設(shè)備。這些設(shè)備價(jià)格昂貴同時(shí)又對電氣干擾非常敏感，更要害的是這些設(shè)備若運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)故障或是損壞，將牽涉到社會各行各業(yè)，其社會經(jīng)濟(jì)損失將是巨大的。因此怎樣消除和抑制各種電氣干擾，保證設(shè)備穩(wěn)定可靠地工作，保護(hù)設(shè)備與人身的安全便成了設(shè)計(jì)安裝中至關(guān)重要的問題。設(shè)計(jì)上除了將電信用電作為重要保證負(fù)荷，提供其雙電源或柴油發(fā)電機(jī)自備電源外，更要考慮各種電氣擾動對設(shè)備安全運(yùn)行的影響，電氣干擾主要有電壓擾動和過大的諧波電流及對地泄漏電流。本文將通過分析電氣干擾產(chǎn)生的根源及其對移動大樓電信設(shè)備的危害，來提出相應(yīng)的解決措施及設(shè)計(jì)注重事項(xiàng)。1、電壓擾動電壓擾動包括瞬態(tài)過電壓，電壓驟降和電壓波動1.1瞬態(tài)過電壓瞬態(tài)過電壓表現(xiàn)為有快速突升的高電壓脈沖疊加到供電電壓上。其起因有兩方面：一是大氣雷電的強(qiáng)大瞬變電磁場對地面電氣線路產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓；二是大功率電感性負(fù)荷或改善功率因數(shù)的電容器投切時(shí)回路四周磁場的瞬間變化對鄰近線路產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓，瞬態(tài)過電壓可使電子設(shè)備損壞，并且可通過電感對數(shù)據(jù)線的耦合造成計(jì)算機(jī)及通訊設(shè)備上的數(shù)據(jù)失誤。1.2電壓驟降電壓驟降是指線路電壓的驟然大幅度降低，其持續(xù)時(shí)間可長達(dá)幾秒鐘。它的起因是線路所接大功率重負(fù)載電動機(jī)起動時(shí)造成線路以至所接母線電壓的下降。假如電壓驟降時(shí)間過長，可引起電子信息設(shè)備的數(shù)據(jù)丟失。1.3電壓波動電壓波動實(shí)質(zhì)是小幅值的電壓驟降，它也可使高靈敏度的電子信息設(shè)備工作失常。1.4電壓擾動的防范措施對瞬態(tài)過電壓的主要防范措施是在電源線路和信息線路有關(guān)部位裝設(shè)過電壓保護(hù)器，即大樓交流變壓器高低壓側(cè)的三根相線分別對地加裝無間隙氧化鋅避雷器，另外，出入基站的所有電力線均在出入口加裝電涌保護(hù)器。消除電壓驟降的措施是對大樓內(nèi)大功率電機(jī)采取軟起動方式，另外電信設(shè)備與其它空調(diào)水泵等負(fù)荷分開變壓器供電。2、過大的諧波電流2.1諧波電流的產(chǎn)生及其危害諧波電流起源于現(xiàn)代日益增長的非線性負(fù)荷的應(yīng)用。眾所周知，理想的電源波形為正弦波，當(dāng)對非線性負(fù)荷施加正弦波電壓時(shí)，其電流波形將畸變而不再為正弦波，如圖1所示。此波形畸變的電流除基波電流外，還包含若干奇次和偶次諧波電流。過大的諧波電流引發(fā)的問題很多，我們不妨用數(shù)學(xué)公式推算一下，一般地正弦電流波形為奇函數(shù)，設(shè)三相電流為：式中IM為相電流峰值，ω為角頻率，Φ為初相位，則中線電流為：當(dāng)n=3k時(shí)，iN,n=0當(dāng)n=3k 1時(shí)當(dāng)n=3k 2時(shí)，iN,n=0故中線電流有：從以上傅立葉表達(dá)式可以看出，偶次諧波在中性線上可被抵消，當(dāng)諧波次數(shù)為3了的奇數(shù)倍時(shí)，中性線將流過相當(dāng)于相線諧波電流三倍的分量，大量的奇次諧波疊加將在中性線上產(chǎn)生過大的諧波電流，從而使中性線過熱，當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，甚至出現(xiàn)中性線電流大于相線電流情況，這就輕易出現(xiàn)因中性線過載而引發(fā)火災(zāi)事故。移動通信大樓的電子設(shè)備本身是諧波電流發(fā)生源，其諧波電流引起的嚴(yán)重諧波電壓傳導(dǎo)到其它狀態(tài)完好的電子信息設(shè)備，使其工作不穩(wěn)定甚至元件損壞，非凡是電腦主機(jī)和打印機(jī)電源部分。另外，過大的諧波電流還使得電子信息設(shè)備的配電回路的斷路器誤動作，因?yàn)楹写罅康闹C波電流回路的電流實(shí)際有效值要比計(jì)算所得或簡單測得的值要大。2.2過大諧波危害的防范措施由以上分析我們看出有非線性負(fù)荷就有諧波存在，我們防范的措施主要是避免諧波電流的匯合增大和減小回路諧波電壓的分量。具體做法是：a.大樓內(nèi)所有電氣線路穿鋼管敷設(shè)，因?yàn)榻拥亓己玫慕饘賹?dǎo)管為穿過它的導(dǎo)線起到了對射頻干擾的屏蔽作用。b.每相用各自的中性線，對產(chǎn)生諧波的設(shè)備回路（如大量電子鎮(zhèn)流熒光燈回路，電子計(jì)算機(jī)電源回路等）增加兩倍的中性線。c.選用D1YN11接線的三相配電變壓器為三次諧波電流提供環(huán)流通路。d.將敏感設(shè)備與其它設(shè)備分開，從低壓配電室開始由單獨(dú)配電柜引出專用回路供電信設(shè)備用電。e.適當(dāng)限制每個(gè)回路的插座數(shù)量，以減少分支配電回路中敏感設(shè)備的數(shù)量，有助于減小回路諧波電壓的含量。3、過大的對地泄漏電流3.1泄漏電流的產(chǎn)生和危害對地泄漏電流分高頻對地泄漏電流和工頻對地泄漏電流。移動通信大樓內(nèi)裝有大量的電子信息設(shè)備，其電源裝置均為開關(guān)模式（SMPS），從電源開關(guān)瞬變過程中產(chǎn)生幅值很大的高頻對地泄漏電流，此高頻泄漏電流產(chǎn)生高頻噪聲，使對噪聲敏感性很高的通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)的工作受到干擾。為防止這種高頻分量的干擾在供電系統(tǒng)中傳布，每個(gè)SMPS的輸入端上均配濾波器——即在相線和中性線上各串一個(gè)小電感并連接一個(gè)小電容器接地，這樣濾波器的電容在相線和保護(hù)接地線間形成一條通路而有電流流過，此為工頻對地泄漏電流。對一臺設(shè)備而言，這種電流十分微?。ㄍǔＰ∮?.5mA），但是多臺設(shè)備并聯(lián)時(shí)，其合成電流就可能相當(dāng)大，式中：IC——對地泄漏電流（A）UO——相對地標(biāo)稱電壓（220V）f——工頻頻率（50HZ）C——濾波電容器的電容量（F）XC——容抗（Ω）按此式計(jì)算，當(dāng)濾波電容大于0.217μF時(shí)，正常工頻漏電電流即有15mA以上，實(shí)際上回路合閘時(shí)的電容充電電流更數(shù)倍于此，因此使得漏電斷路器RCD誤動作而切斷電源，參考文獻(xiàn)：1．《移動通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》，YD5068-98中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2．《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-942001年版3．《優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》國際銅業(yè)協(xié)會（中國）4．《電子計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)淺析》劉轉(zhuǎn)洲電氣工程應(yīng)用94年第四集