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遵义移动自复位开关试点项目方案
一、前言
据统计,全国各地每年都存在平均15%至30%不等的基站发生开关跳闸事件。南方的基站开关跳闸事件的数量大大多于北方的基站开关跳闸事件的数量,有些基站更是在一年中会发生频繁的开关跳闸,尤其是在雷雨季节。
    而事实上,绝大多数情况下,开关跳闸时,基站供电线路并没有故障,只需将开关重新合闸,基站即可正常工作。
随着国内通信系统的不断发展,移动基站的数量也在逐年的增加,特别是在G网基站的优化和3G基站的建设中,电源问题给建设和维护带来巨大的工作量和维护成本。怎样才能降低维护成本,同时又能保证通讯的畅通,这是摆在当前急需解决的问题。
开关跳闸的原因
常见的开关跳闸事件中有80%以上是由于一些偶然性的事件造成的开关误动作,而真正由于负载侧设备和线路故障造成的开关跳闸的比例不足20%。导致开关误动作的原因通常有如下几点:
►    电压不稳造成开关跳闸,如采用小水力发电的农村基站;
►    雷击引起的线路上的浪涌电流造成开关跳闸,如高山基站;
►    高温天气导致开关性能不稳定造成的跳闸;
►    强烈振动如地震造成开关跳闸
而对于使用了漏电保护开关的基站,开关跳闸的几率会更高,出来上面的几个原因可以造成漏电开关的跳闸外,以下的原因也会造成漏电开关的跳闸:
►    附近有大功率电器时,电器开合时产生电磁干扰会引起漏电开关跳闸;
►    空气湿度较大时,线路或设备的绝缘电阻下降会引起漏电开关跳闸;
►    开关电源产生的高次谐波会导致漏电开关跳闸;
►    长导线的对地电容电流可能导致漏电开关跳闸。
开关跳闸带来的影响
在以往,每次开关跳闸都需要人工到现场进行合闸操作,维护成本居高不下,随着移动基站数量的逐年增加,需要投入更多的人力、物力进行基站维护。而人力维护的另外一个问题是时效性,开关跳闸后,通常维护人员需要2~4小时的时间赶赴现场,并恢复供电,而对于一些高山基站(也是最容易发生开关跳闸的基站),受天气条件和地理条件的限制,恢复供电的时间会长至十几甚至几十个小时,即使增加后备电池组的容量也很难避免倒站事故的发生,除了带来通信中断的直接经济损失外,也带来了如信誉度损失等间接的损失。
  
二、移动基站开关跳闸的解决方案
针对80%以上的开关误跳闸事件,意大利GEWISS公司于2006年推出了自复位开关。在使用了自复位开关的基站,当开关跳闸时,自复位开关采用智能化技术对负载侧线路进行检测,如果线路没有故障,则自动将开关合闸(总共只需10秒钟的时间);如果检测到线路存在故障,则不执行合闸操作,告警触点转换发出告警信号,通知维护人员到现场处理。
GEWISS公司的自复位开关有三大系列:自复位的空气开关、自复位的漏电开关、自复位的带过电流保护的漏电开关。其中自复位空气开关的最大额定电流为63A,主要应用于没有采用漏电开关的农村基站(包括高山基站);自复位漏电开关的最大额定电流为100A,主要应用于采用漏电开关的基站;自复位的带过电流保护的漏电开关最大额定电流为32A,主要用于边际站和室内分布系统中。
对于不同的基站选择对应的自复位开关替换原有的开关可以解决80%以上的开关误跳闸的问题。
1. 没有使用漏电保护开关的基站
对于该类型基站,我们需要使用GEWISS的自复位空气开关来更换基站原有的主空开(注意,GEWISS自复位空开的最大电流为63A)。GEWISS自复位空开由两部分组成:一部分是普通的空开(GEWISS品牌的),另一部分是检测和复位模块(如图1)。

       
ReStart RM TOP――线路检测和开关复位的模块   GEWISS的空气开关
图1:自复位开关的组成结构图
从开关的角度讲,GEWISS的空气开关和普通的空开在技术参数方面来说没有什么区别,我们只需根据基站原有开关的基本参数:额定电流、脱扣曲线、额定短路电流等,更换相同参数的GEWISS的空气开关。在此基础上配合GEWISS的ReStart RM TOP――线路检测和开关复位的模块一起使用,从而将普通开关的功能进行了扩展,新增的功能有:
a)开关跳闸后的线路检测,         b)开关的自动复位,
c)开关跳闸/合闸动作的告警,      d)线路故障的报警,
e)开关的远程控制功能
 
将自复位开关的告警触点接入监控系统
GEWISS的开关自复位模块RM TOP具有2组告警触点:一组触点在开关跳闸后发告警信号,如果自动合闸成功则解除报警信号;另一组触点在线路故障、合闸失败以及自身故障的情况下发出报警信号,这时需要人员到现场维护。如果配合GPRS/CDMA远程监控终端(RTU)使用,故障信号可以通过手机短信的方式通知维护人员。
通过将告警触点接入监控系统,可以实现开关跳闸次数的统计,从而可以计算该基站在一定的时期内节省了多少人工维护费用,也可以计算出减少的维护工程车出动的次数和行驶里程数,进而可以计算出节省的燃油量和二氧化碳的减排量。
自复位开关的远程控制
GEWISS的自复位开关也具有远程控制功能,我们可以通过它的远程控制接口使它远程闭合或者远程断开。如果配合GPRS/CDMA远程监控终端(RTU)使用,我们可以通过手机短信方式的命令来操作开关的合闸与断开。
 
2.使用漏电保护开关的基站
对于线路上使用了漏电保护开关的基站来说,通常最容易跳闸的开关就是那个漏电保护开关,从前言部分关于开关跳闸的原因我们可以看到,导致漏电保护开关跳闸的因素更多,漏电保护开关误动作的机会要远比空气开关误动作的机会大。因此使用了漏电保护开关的基站,为了从根本上解决开关跳闸问题,建议全部使用自复位的漏电保护开关。
GEWISS自复位漏电开关由两部分组成:一部分是普通的漏电开关(GEWISS品牌的),另一部分是检测和复位模块(如图2)。
             

 
GEWISS漏电保护开关           检测、复位模块――ReStart RD PRO
图2:自复位漏电保护开关
GEWISS的漏电保护开关全部采用电磁式,最大额定电流为100A,短路耐受能力为10000A,配合自动复位模块――ReStart RD PRO使用,可以使普通漏电开关的功能扩展,新增的功能有:
a)开关跳闸后的线路检测,  b)开关的自动复位,  d)线路故障的报警。
 
三、自复位开关的应用价值
随着基站数量的增加,以及用户对于运营商的服务质量要求的提高,移动基站开关跳闸所带来的影响近年来日益凸显,自复位的开关是保障基站可靠供电的一个重要的环节,同时也可以节约大量的维护成本,因此,该项目得到了移动集团公司的高度重视,各省移动公司也都在根据各地方的特点在进行开关自动重合闸的探讨和实验。
GEWISS的自复位开关具有线路检测功能,可以在开关跳闸后代替人工自动进行线路检测,满足合闸条件时代替人工自动执行合闸操作,可以大量节省维护成本。
GEWISS的自动复位开关可以在10秒钟之内完成线路的检测和开关的合闸工作,大大提高基站供电的连续性,减少基站停机的可能性。
随着世界工业的迅猛发展,全球碳排放量骤增,全球温室效应日益加剧,“节能减排”成是全世界的关注的一个焦点话题。中国移动早在2007年就推出了以节能减排为核心的“绿色行动计划”。对于节能减排项目给予了相当大的优先权。而自复位开关在基站中的应用正是在基站维护中可以实现节能减排的重要措施。通过开关自动复位可以减少工程车出动的次数,可以减少油机开启的时间,节省了燃油也即减少了碳的排放。
 
四、遵义移动自复位开关试点项目的建议
试验站点的选取:
经常发生开关跳闸的基站,如:
高山基站,数量建议不少于10个;
电压持续偏高的基站,数量建议不少于5个;
电压持续偏低的基站,数量建议不少于5个;
使用漏电保护开关的基站,数量建议不少于10个。
试验效果的评估:
       所选取的站点最好有过去一年的开关跳闸的维护记录,以方便将试验前后的数据进行对比来评定试点项目的效果。如果没有记录,则将开关的告警触点接入基站的动力监控系统中,实时监测开关的跳闸、合闸情况。
 
五、资料性附件(请联系管理员下载)
1. 湖南移动部分基站开关跳闸情况统计表
2. 湖南移动《关于委托农村基站自动重合闸开关试点的通知》
3. 贵州移动黔南地区雷击开关跳闸情况统
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