1.主要特征
戶外型直流通信電源系統(tǒng)主要由高頻開關整流模塊、監(jiān)控模塊、閥控式密封鉛酸蓄電池組、交直流配電單元等組成。戶外型直流通信電源系統(tǒng)通常和相關通信設備(如BTS、傳輸設備或其他通信設備)一起安裝于可應用于室外C類應用環(huán)境的一體化戶外機箱內(nèi),其技術參數(shù)主要特征要求如下:
a) 高頻開關整流模塊:效率大于90%,功率因數(shù)大于0.99,支持熱插拔,寬范圍輸入電壓。
b) 監(jiān)控模塊功能:具有蓄電池管理功能和電源系統(tǒng)監(jiān)控功能;具有負載下電和電池低電壓保護功能,能實現(xiàn)溫度補償、自動調(diào)壓、無級限流、電池容量計算、電壓均衡性測量、電池在線測試、電池充放電信息統(tǒng)計等功能;能提供RS232或RS485通信接口和多對干接點告警接口,便于實現(xiàn)遠程監(jiān)控和無人值守。
c) 防雷保護:系統(tǒng)交流電源輸入端口防雷等級為差模、共模標稱不小于15 kA;-48 V直流輸出防雷等級為差模、共模標稱不小于15 kA;通信接口和告警接口防雷等級為差模標稱不小于3kA、共模標稱不小于5 kA。
d) 防水防塵:除蓄電池室外,系統(tǒng)中放置整流模塊、監(jiān)控模塊、交直流配電以及用戶設備的箱體外殼防護指標滿足或高于IP54,并達到GR487的防水要求,如果蓄電池艙體與電源及設備箱體是分開的,則蓄電池艙體的防護指標可相對降低。
e) 安裝方式:一般為地面平臺安裝。
f) 防盜:設門禁開關,確保普通工具不能從外部打開設備的門、頂蓋和側板。
g) 預留空間:根據(jù)用戶的要求預留一定空間以安裝其他設備。
h) 惡劣的應用環(huán)境。
2.整流模塊性能
除滿足YD/T 731-2002的技術要求外,還應達到如下要求:
a) 輸入電壓 90~290 V,具有欠壓和過壓保護及自動恢復功能,并能長期承受350 V的交流電壓輸入而不損壞。
b) 輸入頻率 40~65 Hz。
c) 傳導和輻射干擾要符合YD/T 983-1998中表1和表3的B級要求。
d) 系統(tǒng)交流電源輸入端口防雷等級為差模、共模標稱不小于15 kA;-48 V直流輸出防雷等級為差模、共模標稱不小于15 kA。
3.監(jiān)控功能
監(jiān)控模塊元不僅對整流模塊、蓄電池管理和處理告警,還可通過后臺網(wǎng)管或手持終端控制來實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控、異常告警、電池管理、整流模塊及配電單元的管理等功能。監(jiān)控模塊的主要功能如下:
a) 整流模塊管理;
b) 蓄電池自動均浮充管理;
c) 蓄電池強制均充管理;
d) 蓄電池溫度補償;
e) 蓄電池保護下電控制、負載二次下電控制;
f) 近端及遠端參數(shù)配置;
g) 干接點告警;
h) 遙測及告警接口;
i) 溫控風扇調(diào)速及故障檢測功能;
j) 門禁;
k) 通信接口和告警接口防雷等級為差模標稱不小于3 kA、共模標稱不小于5 kA。
4.一體化戶外機箱組成
圖1為一體化戶外機箱總體結構參考圖。由高頻開關整流模塊、監(jiān)控模塊、配電單元、傳輸設備或BTS或其他通信設備、閥控式密封鉛酸免維電池組、熱交換器、加熱器等組成。
5.一體化戶外機箱設計要點
5.1 用戶需求
先了解用戶的各項需求,主要需求如下:
a) 些設備要安裝于戶外機箱內(nèi)(如BTS、傳輸設備、電源系統(tǒng)、電池等);
b) 電纜連接方式;
c) 外型尺寸;
d) 較大耗熱;
e) 氣候環(huán)境條件(如溫度、太陽輻射、濕度、海拔高度等);
f) 設備的較高和較低運行溫度;
g) 設備備用時間;
h) 供電分路及端子要求;
i) 價格期望及成本控制要求。
5.2 機箱原材料的選擇
a) 低碳鋼:抗腐蝕性較差,但強度高且成本低;
b) 鋁板:抗腐蝕性較好,中等強度,價位適中,且散熱好;
c) 不銹鋼:抗腐蝕性極強,且強度很高,但成本也很高。
5.3 熱設計
根據(jù)不同的應用環(huán)境采用不同的冷卻方法,為用戶選擇和設計經(jīng)濟的方案。冷卻方法有空氣對流熱交換、空調(diào)、強迫通風和負壓通風等。
a) 空調(diào):置于機箱內(nèi)部,調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度低于戶外溫度,它適合大于700 W的高熱耗設備,但其缺點為產(chǎn)品和運行成本高,且交流停電時空調(diào)不工作。
b) 強迫通風:用溫控直流風扇吸進外部空氣來驅走設備內(nèi)的熱量,適合于低熱耗的設備。是一種低成本的散熱方案,但也把惡劣的外部空氣帶進設備內(nèi)部而影響設備的性能和運行安全,還需定期維護濾網(wǎng)。較適合蓄電池箱的散熱設計。
c) 空氣熱交換:用溫控直流風扇分別驅動內(nèi)外部空氣循環(huán),內(nèi)部的熱氣與外部的冷空氣在隔離的散熱器上產(chǎn)生熱交換,而設備處于全封閉。此散熱方式價格適中,適合于熱耗200~1000 W的設備。但缺點是內(nèi)部溫度總是高于外部溫度,通常需設計使內(nèi)外部溫差在20℃以內(nèi)。
d) 雙層殼體設計:主設備機箱的門,側板及背板采用雙層殼體以減小太陽輻射的影響。
e) 加熱器:應用于低于-15℃的地方,還應考慮在電池室內(nèi)安裝溫控加熱器。
5.4 防腐蝕處理
a) 鋼材機箱需進行雙層防腐處理,即鍍鋅或熱浸鋅并涂戶外粉末有機涂層。
b) 鋁板外表面需采用“陽極氧化加戶外粉末有機涂層”。
5.5 環(huán)保要求
在中國市場的產(chǎn)品要逐步達到WEEE和RoHS指令要求。出口歐美的產(chǎn)品必須在2005年底前達到WEEE和RoHS指令要求。
6.空氣熱交換器
可根據(jù)實際情況選用頂置空氣熱交換器、板上(門上)安裝的空氣熱交換器或門內(nèi)安裝的空氣熱交換器。
空氣熱交換器的選用或設計應考慮風扇的工作電壓和壽命、交換器的功熱比、內(nèi)/外部的循環(huán)空氣流量等因數(shù)。