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摘要：在当前通讯行业快速发展的过程中，通信基站在运行的过程中要充分考虑散热系统，避免运行基站由于温度较高造成通讯故障，影响信号的传输。
关键词：通信基站；散热系统；结构设计
1.前言
通信基站的稳定运行对通讯稳定运行有着重要的影响，在通信基站设计和安装的过程中要重点考虑其散热系统结构优化，提高通信基站的散热能力。
2.概述
无线通信基站是指在有限的无线电覆盖区中通过移动通信交换中心，与运动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台，是整个通信系统的重要组成部分。通信基站内部的温湿度及洁净度等空调参数，直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，而且关系到整个通信系统的顺畅与安全。
无线通信基站分布广，数量多，基站内通信设备散热量大，造成基站内单位热负荷高，且通信设备需全年不间断运行，这导致了通信基站高额的电费支出。根据以往统计，中国移动耗电总量中，基站的耗电量占到了其中大约 70% 以上。平均每个基站空调的电费支出约占整个基站电费支出的 54% 左右，空调成为基站中的主要用电设备。故降低通信基站散热所需的运行耗电量，调高基站空调系统的运行能效，是通信运营商最有效的系统节能手段。
3.基站机柜散热问题分析
根据基站机柜现状和其内部温度检测，初步分析影响散热因素为散热路径，风量，测试环境，测试方法4个方面，具体分为①进风口和出风口太小;②风流向不合理;③供电单元输出电压偏高;④8U自带风扇功率小且没有其他风扇;⑤空气过滤器风压指标不匹配，通风量不够;⑥测温点选择不合理;⑦测试温控箱精度不高;⑧TRDU模块本身缺陷。针对以上方面进行逐一分析并确定主要原因。
3.1进风口和出风口太小
通过图3中现有机柜通风方案的模拟计算，
图1 现有通风方案
估算进风口和出风口通风量只有300立方英尺，小于8U要求的最小通风量，这是造成散热不良的主要原因。
3.2风流向不合理
机柜的安装现场左右宽度固定，没有安装通风装置的空间，因此这种左右散热的方式不能保留。如图1所示，只能改为前后散热的方式，也就是风从前后门进出从前。向后和从后向前没有本质区别，是造成散热不良的主要原因。
3.3供电单元输出电压偏高
基站散热受输入电压浮动影响较大，该温度测试中，供电电压范围为-41.5 V〜-57 V，超出这个范围有可能使内部元件过载并发热，甚至烧坏元器件。通过校准且工作正常，测试过程中测试工程师对供电电压进行持续监控，没有出现过电压不稳的情况，是造成散热不良的非主要原因。
3.4 8U自带风扇功率小且没有其他风扇
8U是基站机柜中的主要工作单元，这个单元的需求风量为> 500CFM。该单元自带风扇有两个，同时运行的最大风量为300CFM，没有达到要求。再加上机柜内部还有其他单元产生热量，因此300 CFM的风量远远不够。机柜的通风量要考虑所有风扇的风量，整机机中只有8U单元自带风扇，在测试现场未发现其他风扇，是造成散热不良的主要原因。
3.5空气过滤器风压
指标不匹配，通风量不够空气过滤器指空气过滤装置，位于机柜左侧，用于防尘，是机柜必不可少的组件，其通风量直接影响整个机柜的通风量。通过测量风压差值表明，风压差越大，说明空气流动的越不顺畅，越不利于热量散发，对空气过滤器要求风压差不大于225Pa，现场实验的结果风压差达到了350Pa，说明空气过滤器尺寸与机柜结构不匹配，是造成散热不良的主要原因。
3.6测温点选择不合理
高低温测试中选择了40个测温点，其中射频放大器及电源板是最主要的发热源，经过检查，在这几处都放有至少一个测温点。现场没有其他干扰测温的发热源，高温报警也能够及时触动，是造成散热不良的非主要原因。
3.7测试温控箱精度不高
测试温控箱一年内校准过，精度达到1％时，为排除温控箱故障问题，对测试温控箱进行重新校准，温度精度仍在标准范围内，是造成散热不良的非主要原因。
3.8 TRDU模块本身缺陷为
排除设备本身故障，按如下流程图确保所测基站中的TRDU板无缺陷，是造成散热不良的非主要原因。最后，我们确定了影响基站散热的4个主要原因：
（1）进风口和出风口太小;（2）风流向不合理;（3）8U单元自带风扇功率小且没有其他风扇;（4）空气过滤器通风量不够。
4.空调冷却系统设计验证
为综合考虑基站内恒定的温湿度、洁净度等指标因素，空调系统为大风量、小烩差的专用空调，基站空调出风温度设定为10～140 ℃；相变材料温度为18～200 ℃，蒸发温度设定为7～110 ℃。使用De ST软件模拟分析通风冷却技术节耗效能，对系统设计进行验证。De ST中房间的可变通风换气次数设定为10～100次/h，模拟储通信基站室温全年变化情况，如图3所示。换气次数从10～30递增时，基站室温降低较快，当换气数继续再增加，对基站室温的影响较小。换气次数等于30次时换气效率较高，风机的通风量设定1 200 m3/h。通信基站为三类环境，机房最高温度要求为300 ℃，引入新风量后，根据新风量温度要求，选取最大负荷验证：
Q=p VC4t=1.2×1200/3600×1.0054 t=3.9 k
W4 t=100℃，T=200 ℃(室外温度≤200 ℃）时，开启风机则可以满足基站室内负荷要求。
5.结束语
综上所述，在当前通讯行业发展的过程中，要不断提升通信基站的管理水平，优化散热结构，保证通信基站的稳定运行。
参考文献
[1] 吕帅.基站机柜散热系统设计优化[J].通信电源技术,2015,（5）.1259-161
[2] 程利双.通信基站用新风相变储能空调的经济性分析[D].长沙:湖南大学,2014.
论文作者:赵登军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/14
标签：基站论文; 风量论文; 机柜论文; 通信论文; 主要原因论文; 测温论文; 风扇论文; 《基层建设》2017年第35期论文;