基于物联网技术的基站智能交流配电防雷箱与动环集中监控系统

【摘要】通信基站遭雷击的事故发生率较高，本文介绍的智能交流配电防雷箱，将配电与防雷一体化设计，较好地解决了通信基站电源防雷的诸多问题。同时，通过与基站动环集中监控系统的接入，极大的方便了管理者的集中管理，可以实现异地办公；对于无人值守类基站起到了无可替代的作用。

【关键词】通信基站；智能交流配电防雷箱；监控

【中图分类号】TN915 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0262-02

基站动环监控系统采用传感技术，已成为运营商“物联网”建设过程中的示范应用。目前，已经覆盖运营商90%的通信基站，基站动环监控系统不仅能够完成对基站中的动力设备、环境及现场图像的实时监控，还可以完成数据的存储、处理以及数据分析。

但是，基站交流配电防雷箱一直存在智能化程度低，甚至早期的基站交流配电防雷箱没有智能化设计，不能适应基站动环监控系统的监控要求，无法进行对基站交流配电防雷箱全面集中监控。并且存在基站配电箱的电源出线侧并联安装防雷箱的非一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。本文将通过对存在的一些弊端分析，重点介绍基站智能交流配电防雷箱的设计与集中监控实施方案。

1.通信基站防雷现状及弊端分析

现有的通信基站内部电源的防雷方式一般都采用了防雷箱或防雷浪涌保护器并联连接于基站的配电开关后端的方式，虽然这样的防雷解决方案具备一定程度上的防雷功能，但由于配电与防雷没有一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。

1.1 残压失真度较高，往往实际残压高于设计计算时的残压。

由于基站的布置取电等诸多因素导致部分基站存在差异化，在防雷箱安装的时候往往出现防雷器安装位置不适当，防雷箱的安装位置过远，而使用较长的防雷器连接线等情况。连接线越长，残压越高，导线过长直接导致真实残压偏高，从而损坏后端设备。

1.2 防雷器无监控接口，无法监控防雷器的状态，管理人员无法即时获得防雷器损坏信息。

现在很多基站尤其是旷野和高山基站都实行了无人值守。防雷器无监控接口，无法实现对防雷器工作状态的实时监测。当防雷器损坏，如果管理员无法第一时间了解并做出响应，后端设备就会面临极大的雷灾隐患。

2.通信基站交流配电箱现状及弊端分析

2.1 不能远程监控基站交流配电系统电参数，有故障时无法及时做出响应。

现有的基站配电箱一般都采用简单普通的电流、电压指示仪表，不采用多功能智能仪表。本身采集数据就很单一，而且又没有通信功能，即使基站配备了动环监控单元的采集单元也无法采集上传数据。通信基站大多旷野和高山，电力环境也很复杂，全面监测电参数很重要。

2.2 配电箱开关状态无监控

现有的基站配电箱没有配备监控告警系统，没有对配电箱的开关状态进行监测，即使断路器跳闸，管理员也无法第一时间了解并做出响应。

2.3 对市电与油机发电没有分别管理，不便油机发电业务管理考核。

现有的基站配电箱对电能计量采用传统的机械式电度表，无法区分市电电能与油机发电时间。对发电业务管理只能进行粗略的管理，与电力部门结算时也没有准确的对比数据。

3.基站智能配电防雷箱具备功能及解决方案

总结上述弊端，基站配电防雷箱应是集配电功能与防雷功能相结合的智能交流配电防雷箱；智能交流配电箱除了有常用的配电功能之外，更具备了防雷功能及其它智能型辅助功能。

3.1 智能交流配电防雷箱的配电功能

基站智能交流配电防雷箱，内含油机接口、市电接口、市电、油机互锁机构，断路器等原件，紧密的将防雷与配电功能结合在一起，站内用电设备可直接在配电防雷箱内的断路器后端连接取电。

3.2 智能交流配电防雷箱的防雷功能

智能交流配电防雷箱，除包含上述配电原件外还具有防雷器或防雷浪涌保护器模块；一体化设计将防雷与配电功能系统的结合在一起，使防雷器的连接线更短，残压失真度更小；精巧的外形尺寸使该产品的使用范围更广。而且具备监控接口，通过采集单元能够满足远程集中监控要求。

3.3 智能交流配电防雷箱的智能监控功能

（1）实时监测电参数。采用高精度三相有功无功电能专用计量芯片ATT7026A，实现对有功、无功、视在功率，电压、电流有效值、功率因数、交流频率，有功、无功电能等参数的测量和计量。

（2）具有市电接入的有功电能计量、油机发电时间统计功能，远程抄表功能。

（3）具有空调油机发电时的相序检测与自动转换功能。

（4）通过开关量监测模块监测每个支路的开关状态。

（5）具有声光报警功能，并能上传报警内容；具有在电流、电压超范围，市电断电，支路开关跳闸，防雷失效等故障时自动报警的功能；具有两组告警输出干接点，在告警处理后自动清除告警。

（6）电流、电压告警范围可根据实际运行环境远控进行调整设置。

（7）提供RS-232或RS-485通信接口。可通过与动环监控系统采集单元链接，实现远程集中监控。

4.基站智能配电防雷箱与动环监控系统实现集中监控解决方案

4.1 动环监控系统的监控对象和监控内容的选择

通信基站动环监控系统的监控对象涵盖了从交流配电设备到后备蓄电池所涉及到的电源设备、机房的环境量以及温控设备，同时，为了便于基站的管理，部分机房还进行了图像的监控。

由于电源设备种类很多，因此动环监控系统监控内容的总量十分繁杂。

4.2 基站监控单元与基站智能配电防雷箱等监控模块的网络结构

基站信息采集单元通过与基站智能配电防雷箱，以及其他监控模块的链接，实现对配电系统电参数监测、电能计量、油机发电计时、开关状态监测、防雷状态监测、相序转换、电池组状态监测、环境安防监控、故障告警等的全面远程集中监控。实现完整意义的移动基站集中远程管理，实现异地办公，极大的方便了管理人员对基站设备的运作管理。基站智能配电防雷箱内置智能化配电监测系统。基站智能配电防雷箱是具有配电、远程抄表、远程监控、防雷及其雷电计数、自动重合闸、相序转换、分项计量、油机发电计时等功能融合为一体的综合配电箱。动环监控系统具有对门禁、烟雾、水浸、温度、温控设备、蓄电池组的监控。再通过以太网或GPRS等方式与服务器链接，通过GPRS通信短信方式发送报警信息通知基站值班人员。

本文针对现有的通信基站防雷现状、交流配电箱现状及弊端，提出了基于物联网技术的基站智能交流配电防雷箱与动环集中监控系统，能够解决现有通信基站防雷问题智能监控问题。