论重复接地在联通基站动力系统中的作用

肖丹阳，李 松

（中国联合网络通信有限公司 徐州市分公司，江苏 徐州 221000）

0 引 言

自1997年7月以来，中国联合网络通信有限公司徐州市分公司先后多次出现过基站动力设备因外部变压器断相、中性线断开而引起基站配电箱内防雷元器件、开关电源模块，甚至基站空调烧毁的现象，但是自从引入重要接地后，上述问题几乎没有出现[1]。

1 联通基站动力系统中的重复接地作用

所谓重复接地就是将外部供电线路零线进行一点或多点与大地作金属连接，实际上就是在基站配电箱内的零线排上接一根10 mm2或16 mm2的电线，然后将电线的另一头接到室外新砸的接地极上，从而实现联通基站的零线重复接地[2,3]。该做法不仅简单，而且费用耗费也不多。

（1）改善基站外部供电质量，提高交流三相电压平衡度，消除设备告警。由于在基站端再次将零线接地，使得基站端三相交流电压再一次在同一个地作参照点，从而使三相对地电压在到达基站这一端被强制拉成一致，提高了三相电压的平衡或使数值相近。而当基站负荷变化时，也减小对电网的冲击，改善了基站的外电质量[4]。

徐州联通基站建设初期，市区基站由于供电部门采用了重复接地方式，而县区基站供电部门施工时一般都不采用重复接地方式，这样在每月的基站巡检中（注：联通成立初期基站还没有动环监控）发现县区的基站交流电的三相不平衡度明显低于市区，进站经常发现县区基站开关电源上有高压告警（即蜂鸣器一直响着）和输出告警信息（本地监控单元上显示AC告警）。后来在县区经常出现上述告警的基站在做了重复接地后，高压告警现场几乎没有再出现。

提高动力设备的运行稳定性和可靠性。进行重复接地后，三相交流电压平衡度增加，每相电压都在220 V上下，是设备运行最稳定且最可靠的区间。每一种电器设备都有它的电压工作范围，当供电电压偏离或超过设备工作范围时，对于有自动保护的设备可能会关闭进行保护。

早在徐州联通建站初期，县区基站供电部门大多不做重复接地，同时早期农网改造也没有开始。在进入县区基站巡检时，经常发现开关电源时开时停，监控单元也经常死机，如高集（睢宁县）、黑埠（新沂市）以及大屯（沛县）等基站。甚至在外电抢修恢复送电时，由于基站内交流设备是同时起动，从而产生较大电流冲击，一方面看到日光灯不停闪烁，另一方面看到空调会自动关机并出现严重告警信息，如铜山新区（原铜山县）、王集（睢宁县）等基站。更有甚者由于三相严重不平衡造成开关电源始终限制模块工作，若再加上监控死机无法监控到告警，最后导致电池容量放完，这样不仅会造成基站退服，而且还会导致电池报废，如睢宁广电2等基站。以上基站自从做了重复接地后，开关电源和空调等交流设备都正常工作，也未因此出现基站退服现象。

（2）有效保护运行设备，确保动力设备安全运行。在中国联合网络通信有限公司徐州市分公司未大规模进行重复接地前，相继出现柳泉（原铜山县）、顺河（丰县）等基站多个模块内部短路烧毁，起因是供电部门的供电变压器中性线断裂松脱。但仔细分析认为，如果在基站配电箱内做重复接地是能够避免上述事故的。实践证明，在中国联合网络通信有限公司徐州市分公司将多个基站做上重复接地后，虽然再有变压器中性线断裂发生，但没有出现类似模块烧毁现象发生[5]。

假如有一个200 A的开关电源，配置4个50 A模块，分别用Z1、Z2、Z3以及Z4表示，如图1所示。开关电源[4]模块有自动补偿功能，其功率因数接近1，将它们看作纯电阻性负荷，用R值来表示。

图1 三相电力系统中4个50 A模块接线示意图

由图1可以看出，当变压器中性断开时，可将图1等效分成图2、图3以及图4这几个等效示意图。

图2 线电压A相和B相之间模块

图3 线电压A相和C相之间模块

图4 线电压B相和C相之间模块

从图2、图3可以看出，当变压器中性线断开后，Z1和Z2先并联再与Z3或Z4串联，被加到Uab或Uca以380 V的电压工作。此时Z1、Z2和Z3或Z4上的电压是不一样的，根据串并联知识以及交流向量原理，不难看出Z1和Z2上被分别加上了大致169 V的电压，而Z3和Z4则被分别加上了338 V左右的高电压，这么高的电压是超过模块工作范围的，早期因模块功能保护不完善就被烧毁，后期随着模块保护功能完善以及元器件耐压等级提高，虽然模块得到了保护，但不能正常工作，如果巡视不及时或不细致，也会导致基站退服。一旦发生Z3和Z4烧毁短路，则势必又将380 V线电压加到了Z1和Z2模块上，从而引发更大烧毁，甚至引起火灾事故发生。

为保证动力设备运行安全，尤其对无人值守机房，凡采用专用变、公用变公用线或公用变专用线路供电的基站，只要线路上没有装漏电保护器，不论供电线路长短都有必要做重复接地，确保动力设备的绝对安全。当做了重复接地后，即使线路中性线断开，由于基站侧中性线已做了重复接地，每相对地电压仍为220 V，即加到任何一个模块上的电压都为220 V，而不是其他数值高或低的电压，从而保证了开关电源等设备安全运行、基站动力系统能正常运行、元器件不被烧毁，一举多得。

（3）确保人身安全，防止人员触电等意外事故发生。众所周知，无论变压器中性线接地还是不接地，只要不在基站侧做重复接地，鉴于中性线存在阻抗，当供电线路三相负荷不平衡时，在基站侧就不同程度地存在中性点对地电压。特别在输电线路较长或中性线较细时，有时中性线对地测量出的电压甚至会高出人体能够承受的安全电压。从中国联通徐州市分公司多年的基站测试情况来看，在未做重复接地之前，有些基站的中性线对地电压还是很高的，从十几伏、二十几伏到最高65 V，这么高的电压是超出人体安全电压的。同时在做重复接地时，由于人为拉闸停电会影响基站运行，在采用带电操作时将地线碰到配电箱中性排上，一方面会发现两根线在相碰瞬间会打火，另一方面当操作人员不带手套进行操作时，会有高电压电人现象，特别在专用变压器中性点与地断开的柳泉基站更为明显。后来测量该基站配电箱内的中线排对地电压竟达到210 V，如果碰到这样的中性线，后果将不堪设想。在对基站的动力系统做重复接地后，上述中性线带电特别是带强电电人的现象再也没有发生过。

2 结 论

综上所述，在无人值守的基站侧进行重复接地有4点好处。一是能保证三相电压平衡[5]，确保专用变或公用变引入线路供电能力最大；二是能够保证动力设备系统平稳运行，确保网络安全；三是能够保证用电设备在供电设备或供电线路异常情况下，基站动力系统的交流用电变电设备或元器件不会被烧毁和起火，引发消防安全问题；四是能够保证人员安全，不因中性地带强电被忽视，引发人身安全事故。联通公司以及其他运营商可以借鉴，但是需要注意的是，重复接地方法不适用于供电部门公用线上装漏电保护器系统。