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1、通信电源技术,基础,内容提要,通信电源系统的组成通信电源设备概述开关电源基础,通信电源设计初步接地系统,通信电源系统所用器件介绍通信电源中常见概念用电安全知识,疑问？,问：,1、什么是通信电源?,2、什么是通信电源系统？,通信电源的概念,通信电源是向电信设备提供交直流电的能源,通信电源系统是由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成，是变电设备、换流设备、蓄电池、配电设备和发电装置等。,通信设备对电源的一般要求,1.2.3.4.5.,可靠性高：稳定性高：效率高：小型化、集成化：自动化、智能化,通信电源系统的组成,按通信电源设备安装的地点不同可将,电源系统分为三种1、集中供电2、分散供电3、混合
2、供电,集中供电方式系统,传统的供电方式采用集中供电，即供电设备集中和供电负荷集中,集中供电方式系统特点,1、集中供电的优点是：由于整流器、控制屏、变换器、逆变器都集中放置在电力室，各类电压的电池组都集中放置在电池室，因而供电容量大，且无需考虑兼容问题，供电设备的干扰也不会影响通信设备。2、集中供电的缺点：,（1）供电设备集中，体积大，重量重，故电力室和电池室必须建在电信大楼的底层，土建工程大。同时由于负载集中，若出现局部故障，则影响到全局。,（2）电力室至机房的馈电线截面积很大，且随着不断扩容而增大，造成安装的困难，也消耗铜材太多，且线路压降大。,（3）扩容困难。,分散供电,分散供电系统是指供
3、电设备独立于其他供电设备的负载，即负荷分散或电池与负载都分散。1、分散供电的类型,（1）在通信机房内设一个集中的电源系统，包括整流设备和蓄电池，向全部通信设备供电。,（2）在通信机房内设多个电源系统（包括整流设备和蓄电池），分别向通信设备供电。,（3）通信设备每个机架内设独立的子电源系统，仅供本机架通信设备使用,分散供电,分散供电方式电源设备 的布放,分散供电,优点体现在以下几个方面：,（1）占地面积小，节省材料。,（2）节能、降耗。如在分散供电系统中，整流设备采用的高频功率整流模块，控制单元采用微机技术，便可大量节省能耗。（PWM高频整流模块cos1），效率90%以上）。,又如集中供电时，从
4、电力机房到通信机房馈电线压降为12V，故电能损耗大，而分散供电，电源设备与通信设备同装一室，故馈电线压降极小。,（3）运行维护费用低。由于电源设备不需要一开始按终期容容量配置，机动灵活，有利于扩容，加之巡视工作量少，所以运行维护费用少。,（4）供电可靠性高。由于采用多个电源系统，因而故障率小，即全局通信瘫痪的概率相对减小。,交流供电系统,1发电厂:是将一次能源（如水力、火力、风力、原子能等）转换成二次能源（电能）的,场所。,2电力网:它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。,变电所与配电所是为了实现电能的经济输送和满足用电设备对供电质量的要求，需要对发电机的端电压进行多次变换。变电所是接
5、受电能、变换电压和分配电能的场所，可分为升压变电所和降压变电所两大类。配电所不具有电压变换能力。电力线路是输送电能的通道.,交流供电系统,我国电网电压等级:,电力网的电压等级比较多，从输电的角度来讲，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，但电压越高，要求绝缘水平也相应提高，因而造价也越高。目前，我国根据国民经济发展的需要，技术经济上的合理性及电机电器制造工业的水平等因素，由国家颁布制定了我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压，1kV以下的电压称为低压。,交流供电系统-低压供电系统的
6、接地方式,为了保证用电安全,防止触电事故发生,低压供电系统的接地方式分为三类:TT、IT、TN系统1、第一个字母表示电源侧接地状态：,T：示电源中性点直接接地,I：表示电源中性点不接地或经高阻接地。,2、第二个字母表示负荷侧接地状态：,T：表示负荷设备的外露可导电部分接地，与电,源侧的接地相互独立。,N：表示负荷设备的外露可导电部分与电源侧的接地直接作电气连接，即接在系统中性线上。,3、TN系统是用得最广泛的一种供电系统，根据中性线（N线）和保护线（PE线）的布置情况又可以分为TN-C（三相四线制）、TN-S系统（三相线五制）。,交流供电系统-低压供电系统的接地方式,通信电源设备概述,1.,高
7、压开关柜较大的通信局一般都由市电高压网供电。为了保证可靠供电，通常都由两个不同的变电站引入两路高压。为了控制两路高压，可以采用成套高压开关柜。主要功能，除了引入高压（一般10KV）市电外，并能保护本局的设备和配线，同时还能防止由本局设备故障造成的影响波及到外线设备。高压开关柜还有操作控制和监测电压和电流的性能。安装有高压隔离开关、高压真空断路器（或油断路器）、高压熔断器、高压仪用互感器和避雷器等元器件,通信电源设备概述,1、高压开关柜,1汇流排；,2高压隔离开关3高压断路器4电流互感器,5高压隔离开关6电缆头7检修门8观察窗,9操作面板,10高压断路器操作机构11高压隔离开关操作机构12仪表、
8、继电器板,通信电源设备概述,1、高压开关柜,对五防联锁功能的要求,五防联锁对防止误操作，减少人为事故，提高运行可靠性起到很大的作用五防功能，指的是可以防止五种类型的电气误操作，这五种防误操作功能是：1)防止误分、误合断路器。,2)防止带负荷合上或分断隔离开关(或隔离插头)。,3)防止带电操合接地开关或挂接地线-此功能涉及系统人为短路接地或人身生命安全，故定为强制性联锁。它要求：当断路器或上下隔离开关处于合闹时，接地开关绝不能被操合；只有当接地开关合闸之后，柜体的后门和下前门才能被打开，才可能挂夹临时性接地线。这通常采用机械联锁方式，使得隔离开关处于打开位置接地开关才能操台；随之前、后门才能开启
9、挂接临时接地线。作为辅助措施，可在前、后门上加设高压带电显示装置作警示。,4)防止带有临时接地线或接地开关合闹时送电-此项也是强制性的，目的是保证,系统和人身的安全。,5)防止误入带电间隔-亦是强制性的，以保人身安全。,通信电源设备概述,2.,电力变压器电力变压器完成输入的交流电压升高或降低的作用。主要由铁芯和绕组组成。降压电力变压器是把10KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备。电力变压器一般采用油浸式变压器（把绕组和铁芯整个浸泡在油中，用油做为散热介质）,通信电源设备概述,2、电力变压器,通信电源设备概述,2、电力变压器,电力变压器型号,通信电源设备概述,2、电力变压器,电力变
10、压器技术性能参数一般情况下需标注项目：相数(单相、三相),额定容量(kVA或MVA):变压器的主要作用是传输电能，因此额定容量是,它的主要参数;国家标准规定的小型三相变压器容量等级,为:10,20,30,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000KV.A,变压器的负荷率取60%70%,额定频率(Hz),各绕组额定电压(V或kV):变压器产品系列是以变压器高压侧电压等级而,分的，现行电力变压器的系列分为：10kV及以下、20kV、35kV、63kV、110kV和220kV系列等。,各绕组额定电流(A),通信电源设备概述,2、电
11、力变压器,电力变压器技术性能参数,一般情况下需标注项目：联结组标号，绕组联结示意图:,三相变压器或由单相变压器组成的三相变压器组，则可以联结为星形、三,角形。星形联结是各相绕组的一端结成一个公共点(中性点)，其他端子分别联结到相应的线端上，三角形联结是三个相线圈互相串联形成闭合,回路，由串联处联结到相应的线端；星形、三角形对于高压绕组分别用Y、D表示；对于低压绕组和中压绕组分别用y、d表示。有中性点引出时则分别用YN、ZN和yn、zn表示。,通信电源设备概述,2、电力变压器,电力变压器技术性能参数一般情况下需标注项目：额定电流下的阻抗电压冷却方式使用条件,总重量(kg或t),绝缘油重量(kg或
12、t),通信电源设备概述,2、电力变压器,电力变压器技术性能参数,某些情况下还需标注的项目：绝缘的温度等级温升,联结图,绝缘水平空载电流,空载损耗和负载损耗(W或kW),通信电源设备概述,2、电力变压器,电力变压器的铭牌,通信电源设备概述,3.,交直流配电屏低压交流配电屏：是连接降压变压器、低压电源和交流负载的装置，它可以完成市电和备用电源转换、负载分路和保护、测量、告警等作用。低压配电设备由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器和监测用各种交流电表等组成,通信电源设备概述,3.,交直流配电屏直流配电屏：是直流供电系统的枢纽，它能将直流电源和各种直流负载连接起来，并能完成负载分路、工作方
13、式转换、测量、告警和保护等作用。,通信电源设备概述,4.,高频开关整流电源亦称无工频变压器型开关整流器，因其具有高效、节能、功率密度大等优点，目前已广泛用于通信电源系统。产品模块化。,通信电源设备概述,5、柴油发电机组,柴油发电机组是用柴油机作为动力，驱动三相交流发电机提供电能。柴油机利用柴油在发动机汽缸内燃烧，产生高温高压气体爆炸做功，经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。,柴油发电机组是通信电源设备中的重要组成部分，当市电停电时间较长时，起动发电机。对它的主要要求是：随时起动、运行可靠、指标达标、保证供电、电气性能满足通信设备的要求。,现代柴油发送机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机、控
14、制箱、散热水箱、燃油箱、联轴器、消声器、波纹管及公共底座等组建组成,通信电源设备概述,6、蓄电池,蓄电池是将电能转化为化学能存储起来，需要时再将化学能转变为电能的一种储能装置。通信中主要用在UPS的后备电源和与整流设备组合的直流浮充供电系统中,蓄电池产品技术要求,使用寿命长：电池工作环境以及循环充放电的频次有关。充放电频率越高，电池使用寿命越短。常见的通信电池使用寿命一般10年左右。,安全性高：电池电解质为硫酸溶液，具有强腐蚀性；对于密封电池，电池的电化学过程会产生气体，增加电池内部压力，压力超过一定限度时会造成电池爆裂，释放出有毒、腐蚀性气体、液体，因此电池必须具备优秀的安全防爆性能。一般密
15、闭电池都设有安全阀和防酸片，自动调节蓄电池内压，防酸片具有阻液和防爆功能。,蓄电池产品技术要求,使用寿命补充：,1、深循环使用的电池，这类蓄电池使用寿命的衡量指标主要是80%深度循环充放电次数，即满容量电池放掉额定容量的80%后再充满电，如此可循环使用的次数，这代表着蓄电池实际可以使用的次数，当实际使用次数已经超过规定的循环充放电次数时，蓄电池就已经失效，不能再继续使用，以0.8C10深度充放电循环使用的蓄电池，其寿命可达到1200次以上；,2、另一类为浮充使用的“备用电源”电池，高频开关电源系统中的电池组正是属于后者。这类蓄电池使用寿命的衡量指标主要是浮充寿命，即在标准温度和连续浮充状态下，
16、蓄电池能放出的最大容量不小于额定容量的80%时所使用的年限。,实际的浮充寿命与定义标准温度、实际环境温度、电池充电电,压、使用维护状况等众多因素有关，当实际环境温度比定义标准环境温度每升高10，蓄电池会因为内部化学反应速度增加一倍而导致浮充寿命缩短一半，,蓄电池结构,电池槽、盖选用超强阻燃ABS塑料；,提手便于搬运；,正负极群板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延，耐腐蚀，析氢过电位高；微细玻璃纤维隔板,汇流排耐大电流冲击；端子内嵌铜芯，使其电阻最小化，极柱密封采用瑞士专利技术；,安全阀具有耐酸和良好的弹性恢复能力。,铅酸蓄电池工作原理阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下：,放电,
17、PbO2,+,2H2SO4,+,Pb,PbSO4,+,2H2O,+PbSO4,充电,(二氧化铅)铅)正极活物质,(硫酸)电解液,(海绵状铅)负极活物质,(硫酸铅)正极活物质,(水)电解液,(硫酸负极活,物质,蓄电池规格及结构参数（GFM系列）,铅酸蓄电池放电特性,放电容量与放电电流关系：,放电电流越小放电容量越大；反之，放,电电流越大放电容量越小。放电容量与温度关系：温度降低放电容量减少。,蓄电池容量和放电电流的关系,蓄电池端电压和放电电流的实际曲线,电池容量和环境温度的关系,充电特性,放电后的蓄电池充满电所需时间随放电量、充电初期电流、温度而变化。图中虚线表示按10小时率额定容量 50放电后
18、定电流0.1C10(A)定电压（2.23V）的电池充电情况。图中实线表示按10小时率额定容量 100放电后定电流0.1C10(A)定电压（2.23V）的电池充电情况。,通信电源设备概述,7、交流不间断电源（UPS）,UPS是英文Uninterruptible Power System 的缩写，即不间断电源，但人们一般习惯称之为UPS电源。UPS电源不仅仅是一个备用电源，而且是电源净化设备。随着计算机、各种办公设备、精密电子仪器的普及，UPS电源得到了广泛的应用。,常用的UPS包括在线式UPS、后备式UPS。由于在线式UPS的输出总是由逆变器来提供的，所以它能提供负载干扰更小、精度更高的电源。,
19、通信电源设备概述,8、通信逆变器（DC/AC）,逆变器主要把由市电整流滤波后的直流或来自蓄电池的直流电，逆变成频率稳定、电压稳定、波形失真小的交流电。一类是UPS电源中的逆变器，另一类是通信逆变器。,通信逆变器的输入-48V，一般输出50HZ、单相 220V/三 相 380V 交 流 电，也 输 出 25HZ、75V的铃流。它在通信中使用广泛。,目前逆变器普遍采用脉宽调制技术（PWM技术）及波形叠加技术。,通信电源设备概述,9、直流直流变换器（DC/DC）,通信电源的基础电源是-48V，然而通信设备中还需要12V、5V、24V等直流电源。这些不同种类的直流电源要由DC-DC变换器来提供；另外，
20、在上节的高频开关整流器中，DC-DC变换器也是它的重要组成部分。,9、直流直流变换器（DC/DC）,24VDC/DC变换器I24VDC/DC变换器II12VDC/DC变换器I12VDC/DC变换器II6VDC/DC变换器I6VDC/DC变换器II,48V直流输入,24V直流输出12V直流输出6V直流输出,开关电源基础,发展史,线性电源相控电源,高频开关电源软开关技术,1、线性稳压电源：,优点：优良的纹波及动态响应特性；,缺点：（1）输入采用50Hz工频变压器，体积庞大；,（2）电压调整器件工作在线性放大区内,损耗,大,效率低；,（3）过载能力差。,图7.1.1 线性稳压电源方框图,2、开关电源
21、：,高频开关整流器通常由工频滤波电路、工频整流电路、功率,因数校正电路、直流-直流变换器和输出滤波器等部分组成,开关电源原理框图,：,高频开关电源的特点,高频开关电源的特点可归纳为以下几点：,重量轻、体积小。与相控电源相比较，在输出相同功率的情况下，体积及重量减小很多。适合于分散供电方式。节能高效。一般效率在90左右。,功率因数高。当配有有源功率因数校正电路时，其功率因数近似为1，且基本不受负载变化的影响。,稳压精度高、可闻噪音低。在常温满载情况下，其稳压精度都在5以下。,维护简单、扩容方便。因结构模块式，可在运行中更换模块，将损坏模块离机修理，不影响通信。在初建时，可预计终期容量机架，整流模
22、块可根据扩容计划逐步增加。,智能化程度较高。配有CPU和计算机通信接口，组成智能化电源设备，便于集中监控，无人值守。,高频开关电源 特点,线路复杂,电磁干扰和射频干扰大。,通信电源发展趋势,1.2.3.4.5.,高效率，高功率密度，宽的使用环境温度网络化智能化的监控管理互联网监控、移动网络监控全数字化控制DSP控制实现PFC、软开关变换技术及均流技术安全、防护、良好EMC指标绿色环保谐波ROSH(欧盟ROHS标准，中国版的ROSH法令中国电子信息产品污染控制管理办法为代表的在电子电器产品中实施有害物质的限制使用),通信电源设计初步,电池容量的确定整流器的配置,交流容量的确定直流容量的确定,交流
23、电源线的选择直流电源线的选择,工程中电池容量常用计算方法YDT1051-2000通信局(站)电源系统总技术要求例：负载电流100A，试确定电池容量（选型）；1、电池个数确定。基础源电压48V，选电池电压单体2V，24节2、蓄电池供电时间确定：三类市电供电系统：23小时。,3、容量 Q1.25*100*6/0.881+0.008(5-25),t:无采暖设备时按5度/有15度,Q750/0.88*0.84=750/(0.88*0.84)=750/0.7392=1014AH/926AH(15度时）,放电容量系数,参考：通信电源站原理与设计,电池备份方式,电池备份分为无备份和1+1备份两种。无备份时，
24、一组电池可以满足放电小时数。,1+1备份时，任何一组电池损坏都可以满足放电小时数。,有时为了选型方便或运行安全，将单组电池容量分成两组电池，每组电池可以满足一半的放电小时数,整流器配置方法,如果局站近期负荷小、终期负荷大，为了减小近期投资额，可以按照近期负荷容量I进行设计。,整流器容量IZ配置计算公式如下：IZ=I+KQ,其中IZ：计算的整流器总容量，单位安培；,：近期或终期负荷电流，单位安培；,：电池备用系数。无备份取1，1+1备份取2；：充电系数，取值范围为0.10.2；：10小时放电率电池容量，单位Ah。,整流器的配置个数N的确定通过IZ与单体整流器容量的比值取整计算得出。根据备用方式确
25、定最后需要配置的整流器数量。,N+1备份,建议：浮充状态电流模块最大电流的70%,整流器配置方法,例:某局近期负载电流为200A,电池1000AH*2组,请配置100A的整流模块数量,整流器容量IZ配置计算公式如下：,IZ=I+KQ,=200+2*0.2*1000,=200+400=600A,N=600/100+1,=7(个),电缆的选择,原则：,1)必须采用阻燃铜芯电缆；,2)载流量必须大于上一级开关的额定电流；3)交流中性线选用与相线截面相等；,4)交流进线按远期负荷计算，出线按被供负荷计,算，按允许载流量并兼顾机械强度选型；,5)蓄电池放电回路的直流电缆按允许压降并兼顾,允许载流量选型，
26、整个回路的压降不能大于3.2V(-48V)或2.6V(24V)；,6)地线电缆选用3595mm2电缆，机房总地线引入,选用95mm2，长度超过100m布放2根。,电缆的选择,载流量的参考,电缆的选择,UIRIL/SIL/S,式中：U导线上的电压降(V)；,I流过导线的电流(A)；R导体的直流电阻()；,导体的电阻率(mm2/m)；L导线长度(m)；,S导体截面面积(mm2),r导体的电导率(m/mm2)。,导体的电导率是其电阻率的倒数。不同材质的电导率也不相同，例如：r,铜57；r铝34；单位是m/mm2。,S=(I*L)/(*U),电缆截面积的确定,S=(I*L)/(*U),例：某局最大负荷
27、电流为100A,电池线长度为20m，固定压降为,0.5V，则所需电池线线径应为：,S=(I*L)/(*U)=(100*20)/(57*0.5)=70.2mm2,由此得出应使用75mm2的铜缆,各种电压下电压降固定分配,接地系统的概念,接地系统是电信电源系统的重要组成部分，它不仅直接影响通信的质量和电力系统的正常运行，还起到保护人身安全和设备安全的作用。在电信局站中，接地技术牵涉到各个电信专业的设备、电源设备和房屋建筑防雷等各个方面的要求,为什么要接地？,1.通信回路接地（工作地）,在电话通信中，将电池组的一个极接地，以减少由于用户线路对地绝缘不良时引起的串话。,为什么要接地？,2.保护接地,将
28、通信设备的金属外壳和电缆金属护套等部分接地，以减小电磁感应，保持一个稳定的电位，达到屏蔽的目的，减小杂音的干扰。,为什么要接地？,3.交流三相四线制中性点接地,在交流电力系统中，将三相四线制的中性点接地，并采用接零保护，以便在发生接地故障时迅速将设备切断。也可以降低人体可能触及的最高接触电压，降低电气设备和输电线路对地的绝缘水平。,为什么要接地？,4.防雷接地,为了避免由于雷电等原因产生的过电压而危及人身和击毁设备，应装设地线，让雷电流尽快地入地。,接地系统的组成,1.地：接地系统中所指的地，即一般的土地，不过它有导电的特性，并具有无限大的容电量，可以用来作为良好的参考电位。,2.接地体（或接
29、地电极）：为使电流入地扩,散而采用的与土地成电气接触的金属部件。,接地系统的组成,3.接地引入线：把接地电极连接到地线盘（或地线汇流排）上去的导线。在室外与土地接触的接地电极之间的连接导线则形成接地电极的一部分，不作为接地引入线。,4.地线排(或地线汇流排)：专供接地引入线,汇集连接的小型配电板或母线汇接排。,5.接地配线：把必须接地的各个部分连接到,地线盘或地线汇流排上去的导线。,接地引入线,接地系统的组成避雷针,避雷针,接地引入线接地排接地排接地总汇集线,设备,地面,地下接地体,接地系统,联合接地,美国、日本和德国等国家在通信大楼均采用了联合接地的方式。我国在20世纪90年代中制定的部颁通
30、信局（站）电源系统总技术要求中明确地规定了采用联合接地的技术要求。,联合接地,定义：通信局站内，通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地合用一组接地体称联合接地方式,联合接地的优点,地电位均衡，同层各地线系统电位大体相等，消除危及设备的电位差。,公共接地母线为全局建立了基准零电位点。全局按一点接地原理而用一个接地系统，当发生地电位上升时，各处的地电位一齐上升，在任何时候，基本上不存在电位差。,消除了地线系统的干扰。通常依据各种不同电特性设计出多种地线系统，彼此间存在相互影响，而采用一个接地系统之后，使地线系统做到了无干扰。,电磁兼容性能变好。由于强、弱电，高频及低频电都等电位，又采用分屏
31、蔽设备及分支地线等方法，所以提高了电磁兼容性能。,通信电源系统所用器件,电流互感器,它是用来测量大电流的一种仪器，在电路中能把大电流变成小电流，供给测量仪表和继电保护装置,电流互感器,原理：由于一次绕组与二次绕组有相等的,安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电,流比：,电流互感器注意事项,必须注意：电流互感器的次级二端不允许开路，因为在正常工作时，初级绕组产生的磁通被次级绕组产生的磁通相互抵消。当次级开路时，次级磁通为零，造成初级磁通增大，致使开路的次级绕组二瑞出现很高的感应电压，给操作人员带来一定的危险性.,电流互感器图片,电流互感器的应用,PRD400AC交流屏：并一0.2电阻，通
32、过电压对应电流,型号：LMZ-0.66 500/5A,技术指标：,一次电流500A，二次电流5A、,额定工作电压AC0.66kV,环境温度-3070最高耐温120海拔高度3000m,用于没有雨雷直接侵袭，无严重污染及无严重污染及,剧烈震动的场所,电流传感器,PRD400AC-6的交流屏采用,电流传感器BLFK600A-S4-4.0V,电流传感器BLFK特点,BLFK开口式传感器的设计非常符合通讯电源领域对电流的测量要求。BLFK系列的主要特色就是这个可对开的孔的设计。使得母排或电缆的安装实现起来容易得多,通信电源系统所用器件,电涌保护器（Surge Protection Device）。电涌保
33、护器（SPD）是抑制传导来的线路过电压和过电流装置，包括放电间隙、压敏电阻、二极管、滤波器等。,放电间隙、压敏电阻电涌保护器也称为避雷器，正常时呈高阻抗，并联在设备电路中，对设备工作无影响。当受到雷击时，能承受强大雷电流浪涌能量而放电，呈低阻抗状态，能迅速将外来冲击过量能量全部或部分泄放掉，响应时间极快，瞬间又恢复到平时高阻状态,防雷器的主要技术参数,1标称电压Un,与被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。,2额定电压Uc,能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活,保护元件的最大电压有效值。,3额定放电电流I
34、sn,给保护器施加波形为8/20s的标准雷电波冲击10次时，保护器,所耐受的最大冲击电流峰值。,4最大放电电流Imax,给保护器施加波形为8/20s的标准雷电波冲击1次时，保护器所,耐受的最大冲击电流峰值。,5电压保护级别Up,保护器在下列测试中的最大值：1KV/s斜率的跳火电压；额定,放电电流的残压。,6.残压Vres,放电电流通过避雷器时其端子间所呈现的电压,防雷器,通信电源系统所用器件,分流器,锰铜分流器（又称锰铜取样电阻器）广泛的用于各种数字电能表中作电量计量元件，它采用了锰铜精密电阻合金材料制造，由于锰铜具有优良的电阻温度特性（其电阻温度系数a=03010-6/），使产品能在080
35、的温度数范围内稳定的工作,分流器,规格：500A/75mV,通信电源系统所用器件,低压断路器也称为低压自动开关.,功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。,特点：操作安全，分断能力较高。,分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构种类：按灭弧的介质分有空气断路器与真空断路器,空气开关(小型断路器),空气开关(小型断路器),结构：,1）过电流脱扣器（双金、电磁系统）；2）灭弧装置；（灭弧系统）3）触头系统；,4）外壳和接线端子；,5）操作机构。（手柄、锁扣、跳扣、杠杆）如下图所示：,空气开关(小型断路器),空气开关(小型断路器)脱
36、扣曲线,空气开关(小型断路器)脱扣曲线,熔断器,作用：是一种短路保护器，广泛用于配电系统喝控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护,熔断器种类,1）插入式熔断器,它常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电支线或电气设备的,短路保护用。,2）螺旋式熔断器,熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器。分断电流较大，可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中，作短路保护。,熔断器种类,3）封闭式熔断器,封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种.,A)有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英
37、砂及熔体，分断能力强，用,于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。,B)无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于,500V以下，600A以下电力网或配电设备中。,熔断器种类,4）封闭式熔断器实物相片,1、陶瓷外壳2、刀头接口3、熔断体,4、石英砂（填充物）,熔断器,上海电器陶瓷厂,熔断器,上海电器陶瓷厂,接触器,作用：,接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器，用它可实现频繁的远距离控制。区分交流直流只需看下铭牌 AC是交流 DC是直流。一般交流接触器可以用在直流电路上，而直流接触器则不能用在交流电路中,交流接触器,接触器的结构与原理,接触器的
38、结构如图所示。其中，电磁机构,包括线圈、铁心和衔铁。,触头系统中的主触头为常开触点，用于控制主电路的通断;辅助触头包括常开、常闭两种，用于控制电路，起电气联锁作用。其他部件还包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构和外壳等。,1动触桥；2静触点；3衔铁；4缓冲弹簧；5电磁线圈；6铁心；,7垫毡；8触头弹簧；9灭弧罩；10触头压力弹簧,1,23,456,7,8,9,交流接触器10,直流接触器,直流接触器技术参数,直流接触器技术参数,通信电源中常见概念,基础电源,基础电源：是指直接向通信设备供电,同时可对换流设备供电的直流电源 和 交流电源。,基础电源分类：交流基础电源、直流基础电源。直流
39、基础电压范围内的工作电压有：浮充电压,均衡电压和终止电压三种.在通信电源供电系统中,整流器和蓄电池并接于馈电线上,当市电正常时,由整流器供电,同时也给蓄电池微小的补充电流,这种供电方式称为浮充,这一过程中整流器输出的电压称为浮充电压。,浮充,在通信电源供电系统中，整流器和蓄电池并接于馈电线上，当市电正常时，由整流器供电，同时也给蓄电池微小的补充电流，这种供电方式叫浮充。,这一过程中整流器输出的电压称为浮充电压。,均衡充电,为使蓄电池储备足够的容量，需要升高浮充电压，使流入电池补充电流增加，称为均衡充电。,这一过程中整流器输出的电压称为均衡电压。,直流低阻配电方式,定义:利用汇流排把基础电源直接
40、馈送到通信机房,的直流电源架或通信设备机架，这种配电方式因汇流排电阻很小，故称为低阻配电方式。,特点:低阻配电的汇流排电阻小，相应线路损耗和,线路压降小。但当某一负载发生短路事故后，可能使得直流总输出电压发生瞬间的跳变，从而影响其他负载的正常工作甚至损坏。,直流高阻配电方式,定义:又称为辐射式馈电，即各机架电源负馈线，,均用高阻电缆从公共配点引出。,特点:,1、克服了低阻配电负载发生短路事故后影响面大,的缺点，达到了等效隔离的作用。,2、在实际使用中，高阻配电应注意蓄电池放电终止,电压应稍高于常规电压。,高阻配电方式简图,功率因数,有功功率对视在功率的比叫做功率因数。由于开关电源电路的整流部分
41、使电网的 电流波形畸变，谐波含量增大，而使得功率因数降低（不采取任何措施，功率因数只有0.60.7），污染了电网环境。开关电源要大量进入电网，就必须提高功率因数，减轻对电网的污染，以免破坏电网的供电质量。满载状态下，功率因数不低于0.92。,用电安全知识,电气安全：,主要包括人身安全和设备安全两方面。,一、电流对人体的伤害,电流对人体的伤害有：电伤和电击,电伤由于发生触电面导致人体外表创伤。分三种：灼伤、电烙伤、皮肤金属化。是指电流的热效应、化学效用和机械效应对人体的伤害；主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。,电击是指电流通过人体，严重干扰人体正常生物电流，造成肌肉收缩和剧烈痉挛、神经紊乱，
42、导致呼吸停止，心室颤动或心脏停止跳动，严重危害生命。,电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系,统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。,触电还容易因人的肌肉收缩和剧烈痉挛而摔倒，导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等二次事故。,人为什么会触电？,由于人的身体能传电，大地也能传电，如果人的身体碰到带电的物体，电流就会通过人体传入大地，于是就引起触电。但是，如果人的身体不与大地相连（如穿了绝缘胶鞋或站在干燥的木凳上），电流就不成回路，人就不会触电。,人触电死亡的原因是：当通过人体的电流超过人能忍受的安全数值时，会停止呼吸，心肌失去收缩跳动的功能，导致心脏的心室
43、颤动或心脏停止跳动，全身血液循环停止。血液循环停止之后，引起脑组织缺氧，在 10 15秒种内，人便失去知觉；再过几分钟，人的神经细胞开始麻痹，继而死亡。,安全电压一,安全电压为36V，安全电流为10mA，原因如下：,能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流为1mA，直流为5mA；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10mA，直流为50mA；在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流，如100mA的电流通过人体1s，可足以使人致命，因此致命电流为50mA。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。人体对电流的反映:,810mA 手摆脱电极已感到困难,有剧
44、痛感(手指关节).2025mA 手迅速麻痹,不能自动摆脱电极,呼吸困难.5080mA 呼吸困难,心房开始震颤.,90100mA 呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动.,人体电阻除人的自身电阻外，还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻，虽然人体电阻一般可达5000，但是，影响人体电阻的因素很多，如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况，均能使人体电阻降低，所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。因此，为确定安全条件，往往不采用安全电流，而是采用安全电压来进行估算：一般情况下，也就是干燥而触电危险性较大的环境下，安全电压规定为36V，
45、对于潮湿而触电危险性较大的环境(如金属容器、管道内施焊检修)，安全电压规定为12V，这样，触电时通过人体的电流，可被限制在较小范围内，可在一定的程度上保障人身安全。,安全电压二,根据研究和事故统计资料表明，频率为5060赫的交流电对人体触电伤害程度最为严重，其电流在100毫安时可致人于死命，而30毫安以下是安全的；对直流电则50毫安以下是安全的。,人体的电阻值随人体差异而不同，同一人体不同皮肤潮湿状态而变化。当干燥、无外伤时，人体的 R可达104105，而潮湿、出汽、有外伤时 R仅达8001000，一般情况取R1000。,根据欧姆定律可算出安全电压：,U=IR二安全电流人体电阻=0.03100
46、030V,按实用电工手册推荐，人体安全电流：交流30mA，直流,50mA，故得安全电压：交流30V，直流50V,人触电伤害程度的轻重，与通过人,体的电流大小、电压高低、电阻大小、时间长短，电流途经、人的体质状况等有直接关系。,触电的伤害,与电阻大小的关系：电阻越大，电流越难以通过。一般人体的电阻约为 10000 欧姆左右，但如果在出汗或手脚湿水时，人体电阻可能降到400 欧姆左右，此时触电就很危险。如果赤脚站在地上或水中，电阻就很小，一旦触电，便会死亡。,与时间长短的关系：触电时间越长，危险性越大。因为触电者无法摆脱电源时，肌肉收缩能力会很快下降，进而心力衰竭，窒息，昏迷休克，乃至死亡。,与电
47、流途径的关系：触电时电流在人体内通过是取最短途径的。如要是人站在地上左手单手触电，电流就经过身躯的心，肺再经左脚入地，这是最危险的途径。如果是双手同时触电，电流途径是由一只手到另一只手，中间要通过心肺，这也是很危险的。如果是一只脚触电，电流途径是由这只脚流入，另一只脚流出，危险性同样有，但对人体的伤害，要比以上两种途径轻一些。但是，无论是哪种途径，只要电流经过人体的时间稍,长，电流大小足够，都会造成死亡。,触电的伤害,与人体质的关系：患有心脏病、内分泌失调，肺病或精神病的人触电，跟健康的人触电比较，其危险性更大，也较难救活。,触电的伤害,二、防止触电的技术措施,1、绝缘防护,它是防止人体触及绝
48、缘物把带电体封闭起来。陶瓷、玻璃、云母、橡胶、木材、胶木、塑料、布、纸和矿物油等都是常用的绝缘材料。,应当注意：很多绝缘材料受潮后会丧失绝缘性能或在强电场作用下会遭到破坏，丧失绝缘性能。,2、屏护 防护,即采用遮拦、护照、护盖箱闸等把带电体同外界隔绝开来。电器开关的可动部分一般不能使用绝缘，而需要屏护。高压,设备不论是否有绝缘，均应采取屏护。,3、间距防护,就是保证必要的安全距离。间距除用防止触及或过分接近带,电体外，还能起到防止火灾、防止混线、方便操作的作用。在低压工作中，最小检修距离不应小于0.1米。,二、防止触电的技术措施,4.接地,指与大地的直接连接，电气装置或电气线路带电部分的某点与
49、大地连接、电气装置或其它装置正常时不带电部分某点与大地的人为连接都叫接地。,保护接地,为了防止电气设备外露的不带电导体意外带电造成危险，将该电气设备经保护接地线与深埋在地下的接地体紧密连接起来的做法叫保护接地。,由于绝缘破坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，都应采取保护接地措施。电气设备的金属外壳都应予以接地。一般低压系统中，保护接电电阻值应小于4欧姆。,二、防止触电的技术措施,5.装设漏电保护装置,（漏电保护开关）,定义：漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源
50、进行保护。,漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时，漏电保护装置已切断电源；或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害。,二、防止触电的技术措施,5.装设漏电保护装置,种类：漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型；按动作机构分，有开关式和继电器式；按极数和线数分，有单极二线、二极、二极三线等等。按动作灵敏度可分为：高灵敏度：漏电动作电流在30mA以下；中灵敏度：301000mA；低灵敏度：1000mA以上。,5.装设漏电保护装置,注意：漏电保护器的接线
