通信高壓直流電源設備工程設計規范[附條文說明]GB51215-20171??總????則1．0．1??為了通信高壓直流電源系統的規劃與設計能夠貫徹執行國家的技術經濟政策，做到保障人身安全、供電可靠、技術先進和經濟合理，制訂本規范。1．0．2??本規范適用于通信局(站)和數據機房的高壓直流電源系統新建、擴建及改建工程的規劃與設計。1．0．3??系統的規劃與設計應遵循開放性的原則，充分考慮安全性和可在線擴充性。1．0．4??總體方案設計、設備選型等應根據工程特點、建設規模、經濟效果、設備壽命和發展規劃，做到遠、近期結合，在滿足近期使用要求的同時，兼顧遠期發展的需要。1．0．5??系統的規劃與設計應綜合考慮投資、運營環境、可靠性、建設周期等因素，合理控制工程造價和運行維護成本。1．0．6??系統設計應采用成熟的技術，并采用符合國家現行有關標準的高效節能、環保、安全、性能先進的產品，產品應檢驗合格。1．0．7??在我國抗震設防烈度7度以上(含7度)地區進行通信網絡建設時，應滿足抗震設防的要求。1．0．8??系統的規劃與設計，除應符合本規范外，尚應符合國家現行有關標準的規定。2??術????語2．0．1??通信高壓直流電源系統??high?voltage?DC?power?supply?system?for?telecommunication????以直流方式為通信設備供電，標稱電壓不小于220V的電源系統。本規范特指240V、288V、336V的直流電源系統。2．0．2??標稱電壓????nominal?voltage????表示或識別電源系統的適當的電壓近似值，通信直流電源系統一般取系統中并聯后備電池組的額定電壓。2．0．3??懸浮方式??suspended?mode????系統輸出的正、負極均不接地的方式。2．0．4??絕緣監察????insulation?monitoring????對直流輸出與地的絕緣性能進行檢測，判斷是否發生接地故障或絕緣性能降低。當發生故障或絕緣性能劣化時發出告警。2．0．5??分散供電??distributed?power?supply????指全局分設多個通信電源供電點，每個供電點對鄰近的通信設備提供獨立的供電電源。2．0．6??電涌保護器??surge?protective?devices(SPD)????用于限制瞬態過電壓和分泄電涌電流的器件，它至少含有一個非線性元件。2．0．7??隔離開關熔斷器組????switch-disconnector-fuse????隔離開關的一極或多極與熔斷器串聯構成的組合電器。3??基本規定3．1??一般規定3．1．1??對于大型通信樞紐、數據中心或重要的通信局(站)，應采用分散供電方式。3．1．2??對于不支持高壓直流的用電設備或系統，可采用其他供電方式。3．1．3??系統建設方案應根據實際情況合理確定，提高系統可靠性。3．2??運行環境3．2．1??系統運行的環境溫度應符合現行行業標準《通信中心機房環境條件要求》YD／T?1821的有關規定。3．2．2??系統運行的相對濕度應符合現行行業標準《通信中心機房環境條件要求》YD／T?1821的有關規定。3．2．3??系統所在機房的潔凈度應符合現行行業標準《通信中心機房環境條件要求》YD／T?1821的有關規定。3．2．4??當系統運行的海拔高度大于1000m時，應考慮空氣冷卻效率降低的影響。3．2．5??當通信高壓直流電源設備安裝在獨立機房內，且設備對環境溫度、濕度和潔凈度的要求較寬時，可在滿足通信系統安全性的前提下降低運行環境要求。3．3??系統組成3．3．1??系統應由交流配電部分、整流模塊、直流配電部分、蓄電池組、監控單元、絕緣監察裝置以及接地部分組成。3．3．2??系統設備的結構可選用分立式系統或組合式系統。????1??分立式系統的交流配電、整流模塊、直流配電宜分別設置在不同的機架內，蓄電池組應單獨安裝；監控單元以及絕緣監察裝置可安裝在其中某一機架內。????2??組合式系統的交流配電、整流模塊、直流配電、監控單元、絕緣監察裝置以及接地部分應同機架設置，蓄電池組可單獨安裝。3．3．3??當系統遠期容量大于400A或要求具有較好擴展性時，宜選用分立式系統。3．3．4??直流系統容量應包括直流設備功率和蓄電池組的充電功率。3．4??市電和備用發電機組3．4．1??系統應利用市電作為主用電源，應為三相引入，并應采用TN-S接線方式。3．4．2??市電的類別劃分應符合現行國家標準《通信電源設備安裝工程設計規范》GB?51194的有關規定。系統宜采用一類或二類市電。3．4．3??系統所在通信局(站)宜配置Dyn11接線組別的專用變壓器，變壓器容量應滿足供電容量需求。3．4．4??系統應配置備用發電機組作為備用電源，其容量應滿足供電容量需求。3．4．5??由市電和備用發電機組電源組成的交流供電系統，在滿足用電負荷要求的前提下，應做到接線簡單、操作安全、調度靈活、檢修方便。3．5??安全規定3．5．1??系統輸出必須采用懸浮方式。3．5．2??整流機架、直流配電設備內部的經常性操作區域與非經常性操作區域應設置隔離裝置。3．5．3??系統的交流或直流裸露帶電部件應設置外殼、防護擋板或防護門，增加絕緣包裹等措施。3．5．4??設備外殼防護等級不應低于IP20，并應符合現行國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB?4208的有關規定。3．5．5??日常維護可能觸及的系統直流母排處應套上有正、負極顏色標識的熱縮套管，并應在醒目處設置警告標志。3．5．6??機房孔洞的防火封堵應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB?50016的有關規定。3．5．7??系統設備的維護通道應鋪設絕緣膠墊，寬度不宜小于1000mm，厚度不宜小于4mm。4??整流設備配置4．0．1??系統容量應按遠期負荷規劃，其中整流機架應按遠期負荷配置，整流模塊的容量宜按近期負荷配置。4．0．2??主用整流模塊的總容量應按負荷電流和電池的均充電流之和確定。4．0．3??分立式系統容量宜小于1200A，最大不應超過1600A；組合式系統容量不宜超過400A。4．0．4??系統的整流模塊數量應按N＋1冗余方式配置，N不大于10時，1只備用；N大于10時，每10只備用1只。4．0．5??在每個系統中，整流模塊數量不宜少于3只，并聯使用的整流機架不宜超過3架，在一個整流機架中安裝的整流模塊不宜多于20只。5??配電設備配置5．1??交流配電設備的配置5．1．1??交流配電設備宜接入兩路交流輸入，且應具備切換功能。5．1．2??系統的交流總輸入應設置交流隔離保護器件，每一只整流模塊交流輸入應設置獨立的斷路器。5．1．3??交流輸入配電設備容量、線纜線徑應按遠期負荷考慮。5．2??直流配電設備的配置5．2．1??系統的直流配電設備宜按遠期負荷配置。5．2．2??分立式系統宜采用直流系統總輸出屏和直流列柜兩級直流配電；當系統容量較大或供電區域廣、設備多時，可采用直流系統總輸出屏、機房直流分配屏和直流列柜三級配電。5．2．3??組合式系統宜直接供電至通信設備機架；當通信設備較多時，可先供電至直流列柜。5．2．4??根據負載重要程度的不同，直流配電回路可采用單路或雙路配電方式。5．2．5??直流配電全程電壓降應根據蓄電池的放電終止電壓與用電設備工作允許電壓計算確定，不應大于系統標稱電壓的5％。5．2．6??新建系統直流配電全程應采用雙極保護器件；保護器件應采用熔斷器或直流斷路器，其額定工作電壓范圍應與系統電壓相適應。5．2．7??直流系統總輸出屏、機房直流分配屏及直流列柜的輸入端宜采用熔斷器作為保護器件，直流列柜的輸出端宜采用直流斷路器作為保護器件。5．2．8??當熔斷器和直流斷路器配合保護時，熔斷器宜裝設在直流斷路器上一級，其額定電流不應小于直流斷路器額定電流的2倍。5．2．9??直流系統總輸出屏、機房直流分配屏、直流列柜采用雙母線供電方式時，應設獨立兩路輸入總開關，正極和負極應分別采用過流保護器件。雙路輸入的機房直流分配屏、直流列柜可配備能改成單路輸入的連接端子，能夠靈活凋整供電方式。5．2．10??各級直流配電屏輸出分路的數量和容量應能滿足下級配電要求，屏內各分路應便于區分標識及接線操作，結構清晰。5．2．11??通信設備機架內直流配電單元應采用直流斷路器或交流、直流兼容的斷路器進行保護，輸入側應采用雙極斷路器，輸出側宜采用雙極斷路器，通信設備引電宜采用接線端子。5．2．12??通信設備機架內直流配電單元一個斷路器回路宜接入一臺設備。當通信設備內部配置多個電源模塊時，應由不同回路接入。5．2．13??蓄電池組正極、負極宜采用熔斷器作為過流保護裝置，容量應滿足系統遠期負載需求，組合式系統應設在組合機架內，分立式系統應設在直流系統總輸出屏內。5．2．14??在蓄電池與直流系統總輸出屏之間連接電纜上靠近蓄電池一側，宜設置直流斷路器或隔離開關熔斷器組等保護裝置。6??蓄電池組配置6．0．1??蓄電池組的容量應按近期負荷配置，依據蓄電池的壽命，考慮遠期發展需求。6．0．2??系統配置的蓄電池不得少于2組，最多不應超過4組。6．0．3??不同廠家、不同容量、不同型號、不同時期的蓄電池組不應并聯使用。6．0．4??蓄電池單體電壓可選2V、6V、12V，蓄電池的單體數量應符合表6．0．4的規定。6．0．5??蓄電池類型應按照蓄電池的放電倍率選擇。6．0．6??重要系統可設置蓄電池組監測設備，最小監測單元可選擇2V、6V、12V等。6．0．7??蓄電池組總放電時長應根據市電類別、配電系統情況和維護要求等因素確定，蓄電池組總放電時長應符合表6．0．7的規定。6．0．8??鉛酸蓄電池的總容量應按下式計算：????式中：Q——蓄電池容量(Ah)；??????????K——安全系數，取1．25；??????????I——負荷電流(A)，2V單體電池電壓取1．85V；??????????T——放電時長(h)，按表6．0．7的規定取值；??????????η——放電容量系數，按表6．0．8的規定取值；??????????α——電池溫度系數(1／℃)，當1≤放電小時率＜10時，取α＝0．008；當放電小時率＜1時，取α＝0．01；??????????t——實際電池所在地最低環境溫度數值，所在地有采暖設備時按15℃考慮，無采暖設備時按5℃考慮。7??導線的選擇與布放7．1??導線的選擇7．1．1??機房內的導線必須采用非延燃電纜。7．1．2??導線的絕緣電壓等級應滿足系統工作電壓的要求。7．1．3??最大工作電流作用下的纜芯溫度，不得超過按電纜使用壽命確定的允許值。7．1．4??應按敷設方式及環境條件確定導體的載流量，同時應滿足熱穩定及機械強度的要求。7．1．5??整流機架的交流引入導線截面積應按滿架容量計算。7．1．6??直流導線截面積應按電纜長期允許載流量選擇、回路允許電壓降計算，取其較大值，并應符合下列規定：????1??電纜長期允許載流量不應小于計算電流量；????2??回路允許電壓降計算截面積，應按下式計算確定：????式中：Scac——回路允許電壓降計算截面積(mm2)；??????????ρ——電阻率(Ω·mm2／m)；??????????L——電纜長度(m)；??????????Ica——計算電流(A)；??????????△Up——回路允許的最大電壓降(V)。7．1．7??直流電源線正極標色應為棕色，負極標色應為藍色。7．2??導線的布放7．2．1??導線路徑在符合安全要求的條件下，應滿足布放路由走向合理、距離短、導線順直、不交叉、便于敷設和維護的原則。7．2．2??直流導線應與交流電源線、信號線及光纜分開布放，與—48V直流電源線同走線架(槽)敷設時應明顯區隔，并應做好標識。7．2．3??交流用電設備經確認由240V高壓直流電源系統供電時，其電源輸入端的連接宜符合下列規定：????1??直流電源正極宜連接到用電設備輸入電源線的N端；????2??直流電源負極宜連接到用電設備輸入電源線的L端；????3??用電設備交流保護地線宜連接到系統的保護地。7．2．4??當系統供電對象為直流用電設備時，設備的輸入電源線極性應與系統直流輸出極性對應。8??監控系統要求8．1??絕緣監察8．1．1??系統直流輸出必須具備絕緣監察功能，并應對總母排的對地絕緣狀況進行在線監測。8．1．2??絕緣監察裝置應具備與監控模塊通信的功能，當系統發生接地故障或絕緣電阻下降到設定值時，應發出告警信息。8．1．3??系統對輸出分路的絕緣狀況可進行在線或非在線監測，并應符合下列規定：????1??系統應對直流系統總輸出屏的主要分路進行監測；????2??系統宜對機房直流分配屏的主要分路進行監測；????3??系統可對直流列柜的分路進行監測。8．1．4??絕緣電阻告警值的設定宜符合表8．1．4的規定。8．1．5??絕緣監察裝置本身出現異常時應發出告警信息，且不得影響直流回路正常輸出帶載。8．2??監控和告警8．2．1??系統的監控模塊應能通過RS232、RS422、RS485或TCP／IP等通信接口接入通信電源集中監控系統，實現相關的遙控、遙信和遙測功能，并應具備監控擴展功能。系統的監控性能和要求應符合現行行業標準《通信局(站)電源系統總技術要求》YD／T?1051的有關規定。8．2．2??系統在故障或異常時，應自動發出相應的聲光告警信號。應通過通信接口將告警信號傳送到近端、遠端監控設備上，部分告警信號可通過干接點送至外部告警設備，并應能區分故障的類別。8．2．3??系統應具有告警記錄和查詢功能，告警記錄可隨時刷新；告警信息應具有斷電保存功能。8．2．4??系統中電涌保護器(SPD)或電涌保護器的保護裝置發生故障時，系統均應告警。9??防雷與接地要求9．1??一般規定9．1．1??系統的雷電過電壓保護設計，應根據通信局(站)的性質、所處雷電環境制訂保護方案，并應確保人員、設備的安全和通信系統的正常運行。9．1．2??電源用雷電電涌保護器(SPD)的技術指標應符合現行行業標準《通信局(站)低壓配電系統用電涌保護器技術要求》YD／T?1235．1的有關規定；測試方法應符合現行行業標準《通信局(站)低壓配電系統用電涌保護器測試方法》YD／T?1235．2的有關規定。9．1．3??系統應選用合格的電涌保護器。9．1．4??選擇電源用電涌保護器時，應考慮當地供電電源的電壓波動范圍和供電質量，對電涌保護器的標稱導通電壓、限制電壓進行合理選擇。9．2??防雷要求9．2．1??系統的防雷要求應符合現行國家標準《通信局(站)防雷與接地工程設計規范》GB?50689的規定。9．2．2??系統的交流輸入宜安裝具有4＋0保護模式的交流電源SPD，其最大通流容量不應小于40kA(8／20μs)。9．2．3??電涌保護器應有防自燃的熱脫扣裝置。9．2．4??電涌保護器應串接相匹配的斷路器(熔斷器)，保護斷路器(熔斷器)的額定電流不應大于前級供電線路斷路器(熔斷器)的1／1．6。9．3??接地要求9．3．1??設備外殼、機架、走線架及電池架(柜)等鐵件的保護接地應符合國家現行標準《通信局(站)防雷與接地工程設計規范》GB?5