基站防雷（共10篇）
基站防雷 篇1
普光主体共有通信基站9座, 由于地处山区, 海拔较高, 现场情况复杂, 基站防雷形势比较严峻, 每年都会发生因雷击造成的通信基站设备运行故障。我们结合基站实际情况, 对基站外部供电线路、基站及通信塔接地网和机房室内设备分别采取防雷措施, 目前得到了良好效果。
1 基站防雷措施现状
1.1 基站机房和通讯塔接地网现状
基站铁塔四脚外1.5m采用-40×4镀锌扁钢焊接做封闭式接地网, 采用接地模块做接地装置, 接地网格小于3m×3m, 铁塔四脚与接地网焊接连通。
基站机房室外采用-40×4镀锌扁钢设环形接地网, 并焊接成小于1.5m×1.5m的接地网, 接地装置采用接地模块, 机房内采用-40×4镀锌扁钢做均压环, 并与基础圈梁相连。均压环四角与环形接地网焊接连通。
机房接地网与铁塔接地网有不少于2处的焊接连通。
机房内设等电位联结箱一个, 配电箱接地线、机柜及设备的接地线均与等电位联结箱相连。
1.2 基站机房设备防雷现状
1) 基站市电配电箱安装了一套380V市电避雷器;
2) 800M基站设备馈线安装避雷器一套, 安装在机房内的走线架上, 避雷器品牌为ANDREW, 型号为AL5DM-PS。在铁塔上安装有一套接地卡;
3) 800M基站设备电源线安装避雷器一套, 避雷器品牌为OBO, 型号为V20-C;
4) 红线5.8G无线网桥馈线安装避雷器两套, 其中一套在机房内的走线架上, 一套在铁塔上。避雷器型号为CITEL, 型号为P8AX09-FW/FF;
5) 阿波通5.8G基站馈线安装避雷器两套, 其中一套在机房内的走线架上, 一套在铁塔上。避雷器品牌为CITEL, 型号为:P8AX09-F/FF;
6) 室外视频监控视频线安装避雷器一套, 品牌为深圳施耐安, 型号为YJS101-V40A。
1.3 基站接地电阻测试情况
在基站巡检中每月测试一次基站接地电阻, 其中铁塔接地和机房接地分别测试。接地测试使用日本共立KYORITSU4105A数字式接地电阻测试仪。测试阻值均未超过1欧姆。
2 基站雷击原因分析
1) 9座通信基站均有沿山体敷设的架空供电线路, 由于沿山体敷设, 杆路档距较大, 容易遭受雷击。在这几年的运行中发生过几次因雷击造成的变压器保险烧断和断路器跳闸故障。可以说架空供电线路是基站引雷的一个重要原因;
2) 通信基站铁塔上安装了800M数字集群、5.8G无线微波的天馈线系统, 虽然都在铁塔的避雷覆盖范围内, 但仍然无法杜绝天馈线系统遭受感应雷的袭击;
3) 通信基站都安装有室外视频监控系统, 虽然在铁塔的避雷覆盖范围内, 但仍然无法杜绝遭受感应雷的袭击;
4) 由于5.8G微波设备、UPS监控、视频监控、调频广播等设备都连接在工业以太网交换机上, 一旦某台设备引雷, 容易对其他设备造成损害。
3 基站防雷改造
3.1 基站供电线路防雷改造
基站供电线路均为380V架空线路, 比较容易引雷, 需要进行防雷改造。
1) 基站架空线路电杆顶端每隔2基电杆安装1组避雷针, 避雷针高2m (包括1m DN40和1.5m DN25热镀锌钢管、1#二合抱箍2付, 顶端焊接铜焊条尖) , 每处使用3块GD04Y-1接地模块做接地装置, Φ10热镀锌圆钢做接地母线及引下线, 保证接地电阻不大于4Ω;
2) 在基站架空线路两端进站电缆处分别安装HY1.5W-0.28/1.3避雷器1组;
3) 检查基站电缆的埋地长度, 保证电缆的埋地长度大于15m;
4) 检查进站铠装电缆的铠装外皮是否接地, 未接地的进行接地整改。
3.2 基站地网改造
1) 将机房接地网与铁塔接地网断开, 并检查原有接地网焊接是否牢靠, 对焊接不牢靠的连接点进行整改, 改造后测试接地网接地电阻阻值不大于1Ω;
2) 在基站机房周边现有环形接地网的外侧增加一套环形接地网, 与现有机房接地网相连。
3) 在铁塔接地网的网格节点上增加接地模块, 接地模块与现有接地网相连。每座基站增加GD04Y-1接地模块4块、-40*4热镀锌扁钢20m;
4) 针对每一处零线、地线测量接地电阻, 全面检查配电箱、机柜、设备、馈线的接地线到接地排的连接情况, 对连接不紧密、锈蚀的接地线进行整改。进行测试时需对线路和设备停电测试, 否则可能烧坏设备;
5) 对铁塔四脚分别打开, 检查焊接是否牢靠, 并分别测试接地电阻, 对焊接不牢靠的部位进行整改。
3.3 机房设备防雷改造
3.3.1 市电进站配电箱避雷器改造
从几次基站被雷击事故可以看出, 市电进站配电箱中避雷器对雷击的防护效果不佳, 需要更换为更有效的避雷器。
我们将试点避雷器更换为OBO的V25-B+C/3+NPE避雷器。
3.3.2 UPS配电箱防雷改造
在UPS配电箱增加一套避雷箱, 安装OBO的V20-C/2避雷器。
3.3.3 机柜中设备电源线防雷改造
基站设备处800M基站设备的电源线上安装有避雷器外, 其他设备电源线均没有安装避雷器。更换机柜现有电源插线板, 使用有防雷功能的机架式PDU。
3.3.4 机柜中设备数据线缆避雷改造
机柜中设备数据线缆主要包括馈线、网线和视频监控视频线。其中馈线均有避雷器, 室外摄像头视频线也配备了避雷器, 基站增加网线避雷器一套, 将原有网线改接到新装防雷模块上, 考虑设备扩容需要, 每座基站安装ZONE BARRIER ZB24540防雷模块19套 (安装在机架式导轨上占满一排的位置) 。
4 结论
按照三级防雷的设计理念进行通信基站防雷措施改造, 在改造后的一年中实际检验效果良好, 需要说明的是, 我们不能仅仅把注意力放到避雷器、浪涌保护器、接地网等避雷措施上, 还要在日常的维护过程中仔细检查配电柜、设备机柜等接地线是否连接紧固, 铁塔和机房的接地电阻是否满足要求, 各项避雷设施是否完好, 只有做好了这些基础维护工作, 才能够保障各项防雷措施的防雷效果。
基站防雷 篇2
提出了移动通信基站雷电防护的具体措施。
认为移动通信基站的雷电防护应作为系统工程来考虑在具体的防护技术上，应采用“分流一均压一屏蔽一接地”综合防雷技术，以防止雷电及雷电电磁脉冲危害。
并有效地解决雷电磁兼容性问题。
关键词：移动 通信基站 雷电防护 技术
1 引言
移动基站的整体防雷工程是一项要求高、难度大的综合工程，涉及多方面的因素，需要针对不同的系统分别加以保护，又要考虑多个系统的协调工作，在工程中不能造成对系统的任何影响。
移动通信基站大多都处在高山上，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，极易造成雷击。
山上土少石头多，接地电阻很难降得很低，有的站达20Ω-30Ω，使雷电流的泄放造成很大困难。
也有的站地线没有形成一个环形封闭网，难以做到电位均衡。
因此多数高山移动基站均不同程度的遭受过雷击。
2 基站整体防雷
根据防雷分区的概念可以知道，不同防雷区之间的电磁强度不同，除直击区外，内部防雷区因电磁衰减而与外部防雷区的雷击电磁强度不一样。
(1)接闪器
大部分天线的防雷措施，主要是在通信铁塔上安装避雷针，这种方法经济、简单。
基站天线通常放在铁塔上，天线安装位置应在避雷针的防护范围内。
避雷针应架设在铁塔顶部，与铁塔焊接，并做好焊点防腐处理。
避雷针的架设高度按滚球法计算，滚球半径应符合所选择的防雷体系的保护等级，避雷针宜采用圆钢或钢管组成。
(2)引下线
有铁塔的基站，铁塔本身就是金属导体完全可以用作引下线，因铁塔已良好接地，塔身截面足以安全通过雷电流。
所以，只需接闪器与铁塔有良好的电气连接(焊接)，并做防腐处理，即可彻底保证雷电流及时导入大地。
3 电源系统的避雷与过压保护
通信电源是通信系统的“心脏”，做好通信电源的防雷保护是做好整个通信系统防雷工作的重要内容。
对于电源系统的防护，可在该系统中加装过电压保护器，它能在极短时间内释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量，将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口的电位差不超过设备所能承受的冲击耐受电压，从而保护设备免遭损坏。
(1)分级保护
根据设备的不同位置和耐压水平，可将保护级别分为三级或更多。
多级防护是以各防雷区为层次，对雷电能量逐级泄放，让各级避雷器的限制电压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。
第一级保护
在变压器到机房配电屏的电缆芯线应对地加SPD，它可以对通过电缆的直击雷和高强度感应雷实施泄放，将数万甚至数十万伏的过电压限制到数千伏，应根据情况选择较大通流容量的开关型SPD。
第二级保护
考虑到从配电屏到机房配电箱的输电线路，主要是针对电源的次级防雷，也应在配电屏至机房配电箱之问的电缆芯线两端对地加装SPD，用于保护UPS、整流器等设备，它可将几千伏的过电压进一步限制到一点几千伏，可选用通流容量相对较小的限压型SPD。
第三级保护
考虑到可能有残压和高压反击，在通信设备的前端也应对地加装SPD，用于对终端设备的保护，它可将过电压限制到对后级设备没有损害的范围内。
终端设备的防护可采用抑制二极管，它有很高的电流导通能力，当受到瞬态高能量雷电冲击时，可将其两极间的高阻抗变为低阻抗。
(2)级间配合
SPD应设置在任意两个防雷区的交界处，各级SPD的电压等级和通流量等级要与各级可能承担的`雷电能量和各级设备的耐压配合。
基站防雷 篇3
關键词：移动通信基站 整治方案
0 引言
随着无线通信普及，移动基站数量的不断增大，移动联通电信三大运营商移动基站每个县数量级达一百多个，甚至几百个，由于移动基站建站时间跨度较大，特别是初期建的机站，防雷措施不完善。根据中国移动通信集团公司对移动通信基站雷击事故进行的统计，各省每年都会发生多起基站雷击事故，给设备的正常运行造成了影响，也给运营商造成了不同程度的损失。
1 整改依据
YD/T5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》
中国移动企业标准《基站防雷与接地技术规范》下发版
YD/T5078-98《通信工程电源系统防雷系统技术规定》
GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
国际电工委员会（IEC）标准IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
2 整改方案
2.1 架空交流引入线增加避雷线 基站引入线是架空交流线时，应在架空电源线上方1m处同杆架设避雷线（即架空地线），避雷线使用直径8mm的钢绞线，避雷线与电源线成25°夹角，其垂度与电源线一致。避雷线（除终端杆处）应每杆做简易地网接地。
2.2 铠装电缆交流引入线的地埋接地 基站市电引入线进基站前应改造为铠装电缆地埋，直埋长度不小于30米，铠装电缆两端要接地。铠装皮与接地线采用铜铁连接件热熔焊接，接地线与环形接地带亦采用铜铁连接件热熔焊接在一起。焊接处涂抹沥青，然后用玻璃纤维布缠绕，再涂沥青处理。直埋电缆改造要求：电缆直埋长度不小于30米。要求地埋电缆离地面距离不小于0.7m，挖沟上部宽度不小于0.5m，下部宽度不小于0.4m，深度不小于0.9m。敷设电缆时，沟底铺垫细砂子，以保护电缆。回土时，不得将石块，砖头，垃圾等杂物填入沟内，回土过程中应将填入的土夯填严实，夯填次数不小于三次，土质干燥夯实时应浇水，钢管及铠皮要做好良好接地。
铠装缆两端套钢管出土，离地面1.7m以上。钢管上端先用热缩防水帽处理，然后用防水胶带缠绕进行密封。
2.3 馈线窗室外部分接地 在基站外面天馈线进入基站前，在基站外部增加黑色馈线接地箱（作用为防止馈线接地排被盗），在接地箱内安装馈线接地排（尺寸 400mm*100mm*5mm），将馈线接地线连接到馈线接地排上。天馈线接地连接线应采用截面积不小于10平方的多股铜线。馈线接地排与基站地网之间应采用40mm*4mm的热镀锌扁钢或截面积不小于95平方的多股铜线。外套PVC管对接地线我们进行了保护和防盗处理。馈线长度大于60m的，我们在铁塔中部增加一处接地点，与铁塔可靠连接。
2.4 铁塔引下线方面 室外角铁塔的两条防雷引下线改到远离基站一侧的两个塔基上。我们选用40mm*4mm的热镀锌扁钢，在铁塔距离地面四米左右的横向角钢上面，沿角钢走向敷设。
整改原则为：使直击雷远离基站入地释放、泄流。
要求：施工时要求使用整根的热镀锌扁钢，避免多条短的扁钢焊接处出现问题，影响雷电的释放。
2.5 室内接地排改造 基站室内接地排安装位置在靠近馈线入口处的，更换位置，安装到靠近配电箱，尽可能远离馈线入口。
2.6 均压环改造 均压环（接地汇集线）宜采用条状或环形在机架上方沿走线架布设，材料选为了铜材，截面积大于40mm×4mm，并将设备保护地就近可靠连接到均压环上。整改图片：
2.7 光缆加强芯接地 在光数混合架后面的机柜上安装专用接地母排，用绝缘子将接地母排固定在机柜上，保证接地母排与机柜之间绝缘。光缆加强芯（或金属体）应单独与接地母排单独相连，不能复连。接地母排通过35平方多股铜线与室内接地汇流排连接。
2.8 室外走线架和空调室外机接地 室外走线架始末两端均应作接地。采用扁钢将走线架与机房地网连接。为保证良好的电气连通，扁钢与扁钢（包括角钢）搭接长度为扁钢宽度的2倍，焊接时要做到三面焊接，焊接要实，不得虚焊，焊接后要做防腐处理。
地网施工中焊接部位，以及从室外联合地网引入室内的接地扁钢应作三层防腐处理，具体操作方式为先涂沥青，然后绕一层麻布，再涂一层沥青。
在馈线入机房处增加馈线接地箱，馈线接地排应采用截面积大于40×4的铜排，并采用40×4的热镀锌扁钢或截面积大于95mm2的多股铜导线就近与机房地网作可靠连接。
机房入口处的馈线接地线应接至馈线接地排，馈线接地线的走向应由天线朝机房方向。馈线接地箱里面罩住接地排，用专用工具固定，具有防盗、防雨的功能。接地箱盒盖上醒目的标识“高压危险”。
馈线接地排连同空调外机及外机防盗网用4*40热镀锌扁钢与地网连接，埋至水泥地基以下，上面用水泥抹平。
2.9 变压器地网和机房地网及铁塔地网 沿机房散水点以外，做环形地网，挖沟深度80cm，垂直接地极长度2.5m，用4*40热镀锌扁钢连接。在变压器旁边做环形地网。并将机房地网与铁塔地网、变压器地网连接（变压器地网与机房地网小于30m时），形成联合接地。
具体作法：用热镀锌角钢50mm×50mm×5mm每根长2.5m，间隔5m，从地面挖下0.8m，把2.5m角钢用铁锤铡下地里，用4mmX40mm热镀锌扁钢把4个角的角钢进行焊接，用4mmX40mm热镀锌扁钢引入到基站电源防雷箱处。
2.10 电源防雷箱和直流防雷器选择 平原站在交流引入线一级处加装80KA防雷箱或防雷模块。高山站交流引入线一级处加装120KA防雷箱或防雷模块，注意事项：严禁将C级40KA的模块型防雷器进行并联组合作为80KA或120KA的SPD使用。
用大于16平方多股铜线就近与地网连接，防雷箱或防雷模块安装在了总接地母排旁边，采用的是凯文接线方式，这样地线引线最短，残压最低，雷电流入地通道最合理，保护效果最好。
在开关电源直流输出处未设置直流防雷模块的，安装通流能力应大于20KA的直流防雷器。
防雷模块引接线和接地线，必须通过接线端子或铜鼻连接牢固，防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。铜鼻和缆芯连接时，应使用液压钳紧固或浸锡处理。使用模块式防雷模块时，引接线长度应小于0.5m，防雷模块接地线的长度应小于1m。使用箱式防雷模块时，引接线和接地线长度均应小于1m。
引接线和地线应布放整齐，在机架应绑扎固定，走线应短直，注意不盘绕。
3 结束语
笔者通过回顾几年移动基站防雷整改运营实践，从控制雷击点、安全引导雷电流入地网、进行等电位连接、避免地电位反击、防护电源浪涌冲击、防护通信线及信号线的浪涌冲击等方面进行了综合防护，可适用于不同环境下的通信基站，在河北省几个地市移动基站改造应用，并取得良好运营效果，对基站防雷工程防雷改造工程有一定的参考价值。
参考文献：
[1]梁兴.高压输电线路的防雷[J].价值工程，2010（35）.
[2]颜松毅，马路金，刘祖建.防雷检测接地电阻分析[J].价值工程，2011（18）.
移动基站综合防雷技术 篇4
防雷的主要问题即解决“地电位抬高, 高电位反击”这两个问题, 雷电主要是通过以下几种方式产生危害:直击雷害 (闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上, 直接与物体主放电, 产生电效应、热效应和机械力者) 、感应雷害 (雷电击在建筑物避雷针或金属屋面上, 由避雷针或金属屋面通过引下线, 将雷电流泄放大地, 引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场, 建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线, 产生感应高压并沿线路传输击毁设备) 、地电位反击危害 (雷电袭击建筑物避雷针、金属顶面、女儿墙的避雷带, 由引下线将雷电流引入大地, 由于大地电阻的存在, 雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和, 必然引起局部地电位升高, 这种反击电压少则数千伏, 多则数万伏, 直接烧坏用电器的绝缘部分) 等等。
1 基站防雷接地系统一般要求
1.1 基站防雷接地系统应能保证基站内设备安全正常工作, 确保构筑物及站内工作人员的安全。
1.2 基站的防雷与接地必须建立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上进行整体的、系统的、综合的雷电保护。
1.3 基站天线应在接闪器 (包括避雷针、避雷带等) 的保护范围之内。
1.4 基站机房接地引入线在地网中心部位就近接于接地汇集排连通, 对于新建基站不少于两根, 且不能接于地网上同一点。
同时应兼顾机房接地引入线与雷电流引下线在联合地网引接点的距离, 应不小于5m, 条件允许时, 宜取10~15m。方向应尽可能的远离避雷针接地体。
1.5 基站铁塔避雷针应设置专用雷电流引下线, 并应接至专设
的避雷针接地体, 避雷针接地体宜设在机房某侧环形接地装置向外延伸约10m远处。
1.6 基站的建筑物和铁塔应安装既能防直击雷又可抑制二次雷击效应的防雷装置。
1.7 专用雷电流引下线应接至铁塔地网远离机房的一侧。
机房内的接地引入线应接至机房环形接地装置的一侧。馈线接地排的接地引入线应就近接至机房环形接地装置上, 对于机房设于通信楼顶层的, 应就近接至通信楼避雷带, 对于设有笼式避雷带的建筑物, 其节点应与避雷针等专用雷电流引下线连接点相距5m以上。
1.8 接地线敷设
1.8.1 接地装置的位置、接地体的埋深及尺寸应符合施工图设计规定, 并应尽量避免安装在腐蚀性强的地带。
1.8.2 接地线各部件连接方法应符合设计规定。
扁钢接头搭接长度应大于宽度的2倍;扁钢与扁钢或扁钢与接地体连接处至少有3面满焊, 焊接牢固, 焊锡处涂沥青。扁钢接地线在地中应侧放不可平放。
1.8.3 机房接地线的布放应符合工程设计要求;
基站接地导线采用多股铜芯电缆, 不准使用裸导线布放, 其截面积应根据可能通过的最大电流的负荷确定。基站接地导线一般采用规格如 (表1) 。
一般要求数据线接地线:要求大于2.5 mm2;当长度超过0.5米时要求大于4 mm2。电源线:相线截面积S≤16 mm2时, 地线用S;相线截面积16 mm2≤S≤35 mm2时, 地线用16mm2;相线截面积S≥35 mm2时, 地线要求S/2。
当移动通信设备机房与微波设备机房共用时, 则应与微波机房接地母线共用;接地母线与设备机壳之间的保护地线宜用16 mm2左右的多股铜芯线 (或紫铜带) 连接。
电源工作地线和保护地线与交流中性线应分开敷设, 不能相碰, 更不能合用。交流中性线应在电力室单独接地。
接地汇集装置安装位置应符合设计规定, 安装端正、牢固并有明显的标志。
对于已经运行了20a以上的接地装置, 即使接地电阻值满足要求, 也应增设新的接地装置, 新增的接地装置接地电阻值应满足要求, 并与原有的接地装置在接地总汇集线多点连接。
2 总结
防雷的目的是保证各系统都能正常工作, 不受雷电的干扰和破坏。该设计针对移动通信基站地理位置、机房条件、交流电源、通信信号等方面的特点, 从控制雷击点、安全引导雷电流入地网、加设完善的低阻抗地网、进行等电位连接、避免地电位反击、防护电源浪涌冲击、防护通信线及信号线的浪涌冲击等方面进行了综合防护, 并在基本方案的基础上根据不同基站的差异性通过技术、经济分析而得到实际可行的解决方案, 可以提高基站的综合防雷能力, 防止移动通信基站遭受雷害, 确保移动通信基站内设备的安全和正常工作, 确保建筑物, 站内人员的安全
参考文献
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[2]通信局 (站) 低压配电系统用电涌保护器技术要求[P].YD/T1235.1-2002
[3]通信局 (站) 低压配电系统用电涌保护器测试方法[P].YD/T1235.2-2002
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[5]基站防雷与接地技术规范[P].QB-W-011-2007
[6]通信局 (站) 电源系统总技术要求[P].YD-T1051-2000
基站防雷 篇5
2.1防雷检测的具体步骤
从国内移动通讯基站的总体情况上看，绝大部分采用的都是综合防雷和电涌保护标准，较为采用的雷电防护技术措施有以下几种：分流、接地、屏蔽、等电位连接、防浪涌保护器等等。按照相关规范标准的规定要求，移动通讯基站的防雷检测步骤如下：先对基站外部的雷电活动情况进行调查，并在获取到相关参数后，对基站内的所有防雷设备进行逐项检测，同时可查询相关资料获取基站所在地的地理地质条件和气象环境，随后对使用中的`防雷设备参数进行测试、比较，从而客观判断设防雷设备的参数是否合格。
2.2防雷检测的实施要点
2.2.1环境勘察的实施要点移动通讯基站所处的地理环境相对比较复杂，其中既有高山和平原，还有城市和农村。在对基站的局部环境进行勘查的过程中，应当重点靠率如下影响因素：山脉与河流分布情况、风向、植被等。由于高山区域的土壤电阻率偏高，因此，在进行防雷检测时，可应用温纳法进行测定，同时，应对基站周边的土壤环境进行定期调查。2.2.2直击雷防护系统国内移动通讯基站的铁塔布设方式有两种，一种是布设在基站边，另一种是布设在基站建筑的顶部。当基站处于正常运行的情况下，任何人员不得上塔，因此，在对直接类防护系统进行检测的过程中，检测人员可以利用望眼镜对材质的完好程度及其具有的保护范围进行观测。避雷针引下线必须设置专门的线路，并且要与铁塔的接地系统分开设置，检测时，可将重点放在引下线的连通性、锈蚀程度等方面，如果锈蚀比较严重，则应及时采取有效的措施进行处理。接地引下线和地网连接点应当与避雷针及铁塔脚保持一定的安全距离，规范要求不低于5.0m，检测时，可对该距离进行测量；对室内与室外的接地排进行检查，看是否分别接到地网的两个不同点上，并测量直击雷引线与两点之间的距离是否在5.0m以上。2.2.3联合地网检测的实施要点在对基站进行防雷检测时，若是未能准确测出土壤的电阻率，则无法判断地网的冲击电阻是否与防雷技术规范的要求相符。当基站所在地的土壤电阻率低于700Ω时，如果检测的接地电阻在10Ω以内，则为合格；当土壤的电阻率在700Ω以上时，地网遭雷击脉冲的等效半径应当不低于20m。此外，应当对基站机房内的重要设备进行检测，具体包括工作地、保护地、总汇流排等等。
3结论
综上所述，雷电对移动通讯基站的稳定运行具有一定的影响，为使这种影响降至最低程度，应当对防雷检测予以重视。检测人员应当了解并掌握各种防雷检测技术及具体的实施要点，并将之在实际中进行合理运用，只有这样，才能使移动通讯基站及站内设备的运行安全性得到保障，也才能使基站的作用得到最大限度地发挥。
参考文献
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[2]胡勇,魏星,李静,王猛,隋勇.简析移动通信基站防雷检测注意事项[J].通讯世界,(11):87-88.
[3]刘世红.浅谈移动通信基站防雷检测注意事项[J].信息通信,(09):193-194.
[4]张旺,陈川勇.移动通信基站防雷接地典型案例浅析[J].通信与信息技术,(04):79-83.
[5]徐韶清,张林冲.移动通信基站雷击灾害及防雷接地设计浅析[J].中国新通信,2017(21).
移动通信基站防雷措施研究 篇6
为做好防雷工作, 首先我们要认识雷电的危害形式及途径。按照雷电的形成方式可以大致分为三种:
1.1直击雷
带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象, 叫做“直击雷”。直击雷主要对室外物体产生破坏作用, 包括天馈、空调室外机、室外变压器等。所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。防直击雷主要采用避雷针、避雷带等传统避雷装置, 只要设计规范, 安装合理, 这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御。
1.2感应雷
雷电在雷云之间或雷云对地放电时, 在附近的户外传输信号线路、电力线、基站内部设备间连接线上都可能产生电磁感应并侵入设备, 使串联在线路中问或终端的电子设备遭到损害。一次雷闪击都可以在较大的范围内使多个电子设备同时产生感应雷过电压现象, 并且这种感应高压可以通过基站供电线和信号中继线等引入传输到很远, 致使雷害范围扩大。感应雷产生的感应电压可以通过基站供电线路、馈线、光缆、地线等引入, 破坏交流配电箱、开关电源、无线机柜、传输设备、监控设备等。因此感应雷击的防护是在以上入侵通道上将雷电过电压、电流泄放入地, 从而达到保护电子设备的目的。目前感应雷的防护主要采用安装浪涌保护器 (SPD) 、屏蔽、接地等方法, 在接地时, 为了防止电压不平衡形成地电位反击, 采用联合接地的方式。
1.3球形雷
一般是橙或红色或似红色火焰的发光球体, 直径约为10～20cm, 最大的直径可达1m, 存在的时间大约为百分之几秒至几分钟, 一般是1～5s, 一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸。主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内, 多数沿带电体消失, 只有在一些特殊的地理环境或位置上才会有球形雷的发生。
2雷电入侵途径
按雷电发生的位置来区分, 可以分为基站建筑物遭受直击雷引起通信设备的各种损害方式、局外金属缆线入局时带入雷电引起通信设备的各种损害方式、基站附近或上空雷电感应引起通信设备的各种损害三大类。
2.1基站建筑物遭受雷击的影响
2.1.1强雷电流通过移动通信基站建筑物金属体与通信设备金属外壳的电气连接直接流入通信设备内, 造成通信设备损坏。
2.1.2强雷电流脉冲在基站柱、梁金属体流过时, 向机房空间发出的雷电磁脉冲在机房内电缆线、通信设备上耦合产生感应电压, 造成通信设备损坏。
2.1.3雷电直击楼顶铁塔时, 部分雷电流将直接流到天馈线, 沿天馈线涌入通信机房, 造成通信设备损坏。
2.1.4强雷电流通过基站建筑物的地线下地, 而地网存在一定数值的接地电阻, 雷电流会在地网上产生很高的地电位升, 造成通信网络设备因不同地点的电位差过高而损坏。
2.2通过局外金属缆线破坏通信设备
2.2.1局外金属缆线长度比较长, 所经之处的雷电发出的雷电磁脉冲会在金属电缆上产生感应电压, 整条金属缆线上雷电压累积起来, 最终沿电缆涌入机房内, 造成通信设备损坏。
2.2.2当雷电直接打在缆线上或打在金属缆线附近而击穿电缆绝缘流入缆线时, 大雷电流会沿着缆线进入机房内, 造成通信设备损坏。
2.2.3通过电磁感应破坏通信设备
基站建筑物附近落雷时, 强大的雷电磁脉冲也会通过空间电磁感应, 直接在基站金属缆线上产生感应电压, 而一般的通信设备在防雷方面又很脆弱, 很容易造成一些精密的核心电子设备损坏。
3移动通信基站防雷接地措施
3.1铁塔及天馈线防雷
由于移动通信基站天馈线一般都会建设在较高的位置, 所以直击雷是破坏移动通信基站正常运行的一个重要因素。这就要求我们合理的假设避雷针并且保证其与楼顶避雷带或者铁塔地网的可靠连接。
与此同时, 馈线的引雷也不容小觑。一般馈线都较长, 很容易受到感应雷的影响, 从而破坏基站设备甚至导致基站无法正常运行。一般对于馈线防雷, 最简单也是最有效的方式就是接地处理, 用来释放感应电荷。普通的馈线需要三点接地, 首先是天线下方拐弯处需要进行一次接地, 再一个就是馈线中间需要接地, 馈线进入机房前需要进行第三点接地。根据《移动通信基站防雷与接地设计规范》规定, 如果馈线长度大于60米, 还需要在中间加设一点接地。
3.2供电线路及通信线路防雷
通信设备的防雷应主要是防止雷电感应所形成的感应过电压、过电流对设备的损坏。对基站内的各种电子、电器设备的防雷措施主要采用限压、分流的方法, 即在电子、电器设备的电源线路上、馈线线路上及信号线路上分别安装电源避雷器。特别应强调电源线路上的防雷, 统计表明, 电子、电器设备遭受雷击, 有70～80%以上是沿电源线路入侵感应雷电波所造成的, 因此电源线路的电源避雷器防雷应是电子、电器设备防雷的重点。一般要采用三级保护, 即在通信设备所在的建筑物的总配电柜处安装一级电源避雷器保护, 在通信设备所在的楼层或房间的分电源处安装二级电源避雷器保护, 在电子设备的用电前端安装三级保护电源避雷器。必须通过层层设防, 逐步限压分流和放电, 逐步消除雷电能量, 才能确保电子、电器设备的安全。
对于进入机房内的光缆来说, 因为光缆大部分含有金属加强筋和金属护套, 因此可采用直埋光缆或普通光缆穿钢管埋地进入机房, 埋地长度宜不小于50m, 一般可从线路终端杆开始埋设, 直埋光缆的金属屏蔽层或钢管两端应就近可靠接地。光缆安装时, 应将光缆金属体和光缆终端盒内专用接地母排妥善连接, 同时将该接地母排直接与室外馈线接地排相连。与此同时, 在光缆与机房内设备相连之前应安装SPD。
3.3机房内设备的防雷接地
机房内设备的防雷是基站防雷最后一道工序, 也是基站防雷最重要的一道工序, 万一雷电进入机房, 而机房内部设备防雷工作没有做好, 整个防雷工程将会功亏一篑。
首先, 从大的方面来说, 应做好机房内设备的保护接地和工作接地。保护接地是指为了防止在通信设备绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体, 将正常情况下不带电, 而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分 (即与带电部分相绝缘的金属结构部分) 用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式以保证人身安全。工作接地是保持系统电位的稳定性, 即减轻低压系统由高压窜入低压的原因所产生过电压的危险性, 将设备的外露导电部分接地, 在交直流电力系统的适当地方进行接地, 交流一般为中性点, 直流一般为中点。与此同时, 应在用电设备的前端安装电源避雷器。
对于移动通信机房防雷接地, 为了防止地电位反击, 根据机房的地网铺设情况, 可以采用等电位连接的方案。即在交流配电箱和机房的电源SPD附近可以安装室内接地汇流排, 为防止地电位反击, 所有室内设备的接地都要接到室内接地汇流排。如果不方便, 可以安装室内接地分汇流排, 最后接至室内汇流排, 再把室内接地总汇流排和室外接地排运用接地线和地网相连。
3.4降阻增效
众所周之, 一个接地装置的接地电阻往往有三部分组成:第一部分是接地体本身的电阻, 由于接地体都是钢铁、铜等金属做成的, 其电阻几乎可以忽略不计;第二部分是接地体金属与土壤接触面的接触电阻, 一般占总接地电阻的20%～60%;第三部分是电流经接地体流入土壤后散布时的电阻, 由土壤电阻率决定。因此人们想到了由降低土壤电阻率入手, 使用降阻剂的方法使得雷电流较好下地。此种方法所用较少, 所以笔者不做详细介绍。
摘要：移动通信基站是保证移动通信用户进行正常通信的移动通信交换中心, 在一定的覆盖范围内, 完成移动通信用户间信息的传递与交换。然而, 很多通信基站设立在条件较差的民用建筑、郊区和山地上, 其天线一般架设较高并由钢铁支架支撑, 容易成为雷电入地的通道, 致使基站容易遭受雷击, 造成通信网中断, 给用户及运营商造成重大经济损失。因此, 对移动通信基站防雷的研究显得尤为重要。本文从雷电形式以及雷电入侵基站途径入手, 综合分析现有移动通信基站在防雷接地方面所采取的各种措施及方法。
关键词：雷电,移动通信基站,防雷,接地
参考文献
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移动通信基站配电设备防雷 篇7
随着现代移动通信行业的发展, 移动通信基站很容易遭受直击雷、静电感应以及雷电电磁脉冲的破坏而导致设备故障和损坏。对于地处位置空旷, 相对高度较高的郊区基站和高山基站来说, 由于需要长距离高压架空线独立供电, 通信基站供电设备更容易遭受雷击。通过广东某市移动通信基站雷击故障统计 (表1) , 可以看出:由于现代通信基站内部已经做了较为完善的雷电防护措施, 雷击供电设备 (尤其是变压器和高压计量器) 引起的故障, 是导致损坏和通信中断的主要原因。
1 通信基站10KV配电线路雷击概率分析
虽然移动通信基站的线路通常并未架设在山地最高处, 但是由于线路一般采用裸线架空敷设, 架空距离较长, 受雷电感应和电磁脉冲影响很大, 其遭受雷击的概率也很大。
以广东省阳江市为例。年平均雷暴日为92天。根据IEC62305-2部分所提供的公式来计算:年平均雷击概率Ng=0.1TD=92×0.1=9.2次/km2·a。依照通常的移动基站设计, 假设某郊区移动基站发射塔高H=50m, 供电采用10k V架空线引入长度为L=2000m。则:移动基站发射塔的雷击截收面积为Adt=9=70650m2, 10k V架空线的雷击截收面积Adl=9πH2=72000m2。
发射塔的年预计雷击次数NDt=Ng×Cd×Adt×10-6=6.50次/年
架空线路的年预计雷击次数NDl=Ng×Cd×Adl×10-6=6.62次/年
由此可见2km长距离的配电传输线的雷击概率已经于50m高的通信杆塔的雷击概率相当。
2 通信基站高压配电设备的雷击损害
移动通信基站高压配电设备易遭雷击损坏的主要是10k V变压器和高压计量器。10k V变压器通常采用y/y0-12型接法, 高压计量器主要是电压电流互感器构成的电量计量器。10k V配电系统的绝缘耐压通常是75k V, 而雷电造成的过电流大部分是低于20k A的。因此很多人认为对于高压配电线路来说只有占雷电比例较少的强雷电才会导致配电系统故障。然而实际上由于配电系统的结构复杂性, 较低强度的雷电流虽然不能直接击穿配电系统的绝缘保护, 却能造成配电系统故障甚至烧毁配电设备。
2.1 10k V变压器雷击损坏原因分析
2.1.1 逆变换造成的雷击损坏
若高压线遭受雷击, 雷电波沿高压线从高压侧侵入, 当高压侧的避雷器动作时, 雷电流通过接地线导入大地, 并在接地电阻上产生一个高电压, 造成接地线电位抬高, 由于低压侧的中性线是接地的, 因此高电压回加在低压线圈上并形成回路产生过电流, 并通过电磁感应使高压侧出现一个过电压。
2.1.2 接地引线电感引起的电位抬高引起的损坏
10k V线路变压器的绝缘电压大约为75k V。一般高压侧避雷器接地引下线到变压器外壳的长度为7~8m, 连线电感约为9μH。如取雷电流的幅值为10k A, 取波头为2.6μs, 则雷电流的陡度为di/dt, 引线电感的电压降达到Ldi/dt=34.6k V, 它与避雷器的残压50k V叠加在一起, 共同作用在变压器的主绝缘上, 对主绝缘产生威胁。
2.2 高压互感器损坏原因分析
通信基站10k V供电线路通常使用三相四线制式, 变压器高压侧中性点不接地, 不过为了取得高压计量器内电压互感器的对地绝缘状况信号, 互感器的中性点是接地的。一般采用Y型接法接电压互感器的等值电路如图2。图中Cl为线路每相的对地电容, L为电压互感器的铁芯线圈电感。正常情况下, 铁芯不饱和, 线圈感抗大于线路容抗, 即XL>XCl, 二者并联后相当于一个等值电容C'。当线路遭受雷击时, 雷电流沿线路侵入配电系统, 加在线圈上的电压增加, 使通过线圈的电流增大时, 由于铁芯电感线圈是一个非线性电感原件, L的电感值却由于铁芯饱和而不断下降。当电压增大到一定数值后, XL
3 防范措施
3.1 架空电力线路防直击雷措施
为高山移动通信基站架设的电力架空线应当在其上方架设避雷线, 其长度不宜小于500m。电力线应处于避雷线的25°角保护范围内, 避雷线 (除终端杆处) 应每杆作接地一次。通过避雷线的保护, 架空电力线避免遭受几百万伏甚至几千万伏直击雷电压击中, 大大降低变压器以及高压计量器损坏的概率。
3.2 防感应雷措施
1) 为高山移动通信基站架设的专用变压器, 应当在高压侧进行埋地处理。埋地距离不小于200m, 可更换铠装线或者套金属管。若施工存在困难, 无法进行埋地处理则应当在架空高压电力线路终端杆, 终端前第一、第二或第二、第四杆上各增设一组氧化锌避雷器, 同时在第三或第四杆增设一组高大保险丝;
2) 在变压器高低压侧分别加装避雷器。高压侧应当换装更大通流量的氧化锌避雷器, 低压侧则应当加装残压更低的SPD;
浅谈CDMA基站的防雷与接地 篇8
CDMA基站雷电的防护目标:防止和减少雷电对CDMA基站造成的危害,确保人员安全和通信系统的正常运行。
(1)由于自然界雷电强度的散布范围很大,根据目前实际记录的数据看,每次雷击泄放的电流量从几k A到几百k A不等,并且一次放电电流越大的雷击,其出现的概率也越低。
如果希望对所有可能的雷击情况进行可靠防护,可能需要的成本会很高,而且安装大量的防护器件本身也会使系统的可靠性降低。所以雷电防护是以确保一定的防护置信度为前提的。
选择防护设备的防护等级,应考虑保护对象的重要性、当地雷暴日统计数值和该CDMA基站周围的雷电活动情况等因素合理选择。
(2)“确保通信系统的正常运行”包含着三层意思,在防护设计中应综合考虑。其一,必须达到足够的雷电防护水平;其二,所有防护器件和措施不能影响通信设备的功能;其三,要把防护器件失效时对通信系统运行的影响减到最小。
(3)防雷设计中必须重视“确保人员安全”。人的生命是无价的,和通信设备相比人员安全要排在更重要的位置。
2. CDMA基站防雷接地的重要性
2.1 CDMA基站防雷接地与普通模块局防雷接地的异同
(1)CDMA基站外租房多,位置高,地线不好做;
(2)CDMA基站存在室外防雷与接地,需要结合室内室外共同进行;
(3)CDMA基站开关电源需要配置二次下电功能;
(4)CDMA基站机房选择和建设要考虑层高和承重因素。
2.2 CDMA基站防雷接地的重要性
当今通信技术发展迅速,通常,由于CDMA通信基站天线位于室外且架设的比较高,带电的云层会在天线上产生感应电荷。如果天线与大地之间有直流通路,则电荷可以通过大地泄放,而不至于积累起来,从而也不会因感应电荷在天线与大地之间产生高电位差而引起放电。
在干燥的气候条件下,砂土、雪等与天线的摩擦也会产生静电,接地有助于减少雷击破坏、静电破坏和人为噪声,所以对于每种接地通信设备进行良好的接地是很重要的。由于接地系统的质量往往成为避免雷击事故发生的关键,所以防雷问题往往成为基站设备安装设计中的一个重要问题。对于山区内孤立山上的基站,雷击事件更为频繁,更应该重视防雷接地系统的设计。
3. CDMA基站防雷要求
防雷是一项系统工程,必须综合防护、整体实施。必须结合建筑物的结构并做好系统的分级防护。防雷重点对雷击容易损坏的部位进行保护,做到有的放矢;根据设备的重要程度和地理位置进行有重点、有层次的保护。雷电过电压保护应建立在联合接地的基础上。贯彻内外防雷策略:引、分、均、屏、地、保六字,重点在引、地、保三字。
3.1 建筑防雷设计实施6个要素
(1)接闪器设置(“引”)
根据邮电建筑的防雷等级和建筑物年预计雷击次数确定接闪器的设置,如避雷针、避雷网等。
(2)分流(“分”)
引下线的数量的多少直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过雷电流就小,其感应范围就小。分流设计主要依《YDJ26-89规定》实施。
(3)均衡电位(“均”)
楼内各部位的结构钢筋和其它金属设备管线等连成统一的导电体;梁、板、柱、基础内钢筋可靠焊接、搭接;地下均压网与自来水管主干线、电缆金属护套、其它地下金属构件可靠焊接。楼顶各种金属或电气设施如电梯、空调、铁塔等应与楼顶避雷带连接成一整体。
(4)屏蔽(“屏”)
采用笼式避雷网本身就起到屏蔽作用。雷电流沿引下线泄放时,引下线周围产生电磁场较强,所以建筑设计时优先考虑将楼内配电井、特别是走通信电缆的弱电井置于建筑物的中心部位。
(5)接地(“地”)
通信局(站)的接地方式,应按单点接地的原理设计:即通信设备的工作接地、保护接地和建筑防雷接地共用一组接地体的方式。
建筑基础内的钢筋作为接地体的一部分,另外规范要求大楼周围作环形接地体(含垂直接地体)。接地体可靠近基础内钢筋,有利于均衡电位的效果,另外,与建筑同期施工也有利于建筑基础的稳定性。为方便接地测量,在大楼拐角处预留测量接地端子。
(6)合理布线并安装保护设备SPD(“保”)
通信局(站)建筑内各种电源线、通讯线较多,合理的布线是降低雷击时电磁场危害的有效手段,线路主干线垂直部分走在建筑物的中心部位,避免靠近防雷引下线,尽量缩小感应的范围面,并且线路上下线利用封闭金属槽道,电源线与通讯线分走不同槽道。
3.2 电源系统的防雷
约有50%以上的雷电入侵波来自于电力传输线。因此对电源系统的防雷保护是重点。对此应采取层层设防、多级保护的原则,对电源系统进行完整的五级防护。即在:电力变压器的高压侧;低压配电系统进线柜的输入端;交流配电屏的输入端;整流器输入端;通信设备直流输入端,分别加装相应电压等级、容量等级的过电压保护器、直流浪涌吸收装置等。
CDMA基站电源部分进行2级防雷:配电箱和开关电源
3.3 交流和信号线的防雷与接地
引入基站的交流低压电力电缆和信号电缆宜从地下敷设。交流电力电缆应采用铠装电缆或穿金属管埋地后进入机房,电缆或金属管两端应作良好接地。这样就从供电线路和电源设备上有效阻止了雷电流的入侵。
3.4 天馈线系统的防雷与接地
馈线的金属外护层应在:铁塔顶部平台处(A点)、馈线离开塔身至天桥转弯处上方0.5~1米范围内(B点)、进入机房入口处外侧(C点)作“三点接地”。当铁塔高度超过60米时,还应在中部增加一处接地。
馈线进入机房后与基站收发信机连接前应安装馈线避雷器,以防来自天馈线引入的感应雷。避雷器接地端子应与室外的接地排EGB相连。
3.5 传输系统的防雷
需对出入局站的传输中继线采取如下的措施:
(1)尽可能采用全线直埋方式,或者至少在入局站前直埋。埋地光(电)缆的金属屏蔽层或金属管道在两端接地,光缆金属加强芯也一并接地。
(2)根据中继线的传输速率、工作电压选择合适的信号避雷器,安装在传输线缆与设备连接之前的线路中。
4. CDMA基站接地系统的几个问题
4.1 接地系统的总体原则
采用联合接地方式,按单点接地原理设计,即通信设备的工作接地、保护接地、建筑物防雷接地共用同一组接地体。
基站接地电阻值要求小于10Ω。
4.2 接地系统特殊地区的处理
机房为外租站时,应以设计资料为依据,找到房屋本身的接地引入线,用镀锌扁钢焊接引入机房,作为机房接地线。因情况不明,无法利用房屋地线时,必须在房屋周围设一圈封闭接地环。
如机房为城区房屋,设封闭接地环有很大困难时,可沿房屋建C形或L形水平接地装置,其垂直接地体数量应相应增加。增设接地体施工时如挖出房屋原有接地网,应将接地体与房屋地网焊接连通,焊点不少于2处,以利于均压、分流,焊接处作防腐处理。
4.3 接地的分类和作用
(1)直流工作地
直流工作接地作用如下:其一,在电话通话回路中,将蓄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;其二,在电话和公众电报通信回路中,利用大地完成通信信号回路;其三,在直流远距离供电回路中,利用大地完成导线。
(2)交流工作地
在交流电力系统中,运行需要的接地(如中性点接地等)称为交流工作接地。
(3)防雷接地
防雷接地,又叫过电压保护接地,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,让雷电流尽快入地。
(4)保护接地
保护接地的作用:其一,将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,达到屏蔽的目的,减小静电干扰,保证人身和设备安全;其二,保护人身和设备安全。
5. CDMA基站接地系统制作要求
CDMA基站接地系统首先根据机房的类型(如自有、租用等等)、位置(顶楼、一层等)判断是否需要新增室内接地和室外接地。
5.1 判断是否新增室内接地
(1)与其它设备共用机房,一般机房内现有室内接地(IGB),可直接利旧。
(2)如CDMA机房附近有IGB,且引入比较方便,可在CDMA机房新增IGB,从原有IGB引接。
(3)如不满足上述条件,则需新增地网。
5.2 判断是否新增室外接地
(1)如CDMA机房在顶楼,判断是否可利用楼顶避雷带。注意观察避雷带的老化程度。
(2)如CDMA机房位于楼层较低,建议新增地网。
如需新增地网,室外室内接地可共用一组地网,但应从地网的两端引接。
新增地网,垂直接地体建议4-5根,间距4-5米,地网距建筑物应尽量保证在1.5米以上,有条件尽量做环形地网,其次考虑做C形或L形地网,如果空间地形实在有限可做一字形。垂直接地体采用直径为50mm镀锌钢管,或50*50*5mm镀锌角钢。接地体长度约2米/根,埋深不小于0.7米,且应在冻土层之下。水平接地体和接地引入线采用40*4mm或50*5镀锌扁钢。地网位置可选在较偏僻的道路、绿化带、花坛,位置选择时应避开下水管道、通信管道、煤气管道、化粪池等,位置确定前一定了解清楚地下情况。位置的选定应要求陪同查勘的局方人员确认是否可行,业主是否同意。
接地引入扁钢尽量选在靠近墙角等无窗户或空调室外机等障碍物的位置。注意避免破坏建筑物外立面的美观。
(3)如新建地网存在困难可利用建筑物的主钢筋,注意如室内接地也从主钢筋引接,两个引接点避免在同一钢筋引接,且引入点应保持一定距离。
5.3 注意事项
(1)落地塔地网与机房地网宜同步实施,在地下多点连接。
(2)避免非楼顶CDMA机房从楼顶避雷带引接地线。
6. 结束语
随着IT业的不断发展,CDMA基站的设备和防雷措施也在不断革新,只要在工程实际中不断调查优化研究,充分认识雷电可能的入侵途径,采取全方位、多层次综合防护,就能取得有效的防雷效果。
参考文献
移动通信基站防雷系统的思考 篇9
我国幅员辽阔、地理环境复杂，雷电活动异常频繁，雷电在各种地理、气候环境下广泛存在。鉴于无线通信网络的特点，绝大多数移动基站需建设在视野开阔和地理或地势较高的位置、较高的山坡和山地处，且旁边有接地良好的铁塔。移动基站的建立将对当地的电磁环境产生巨大的改变。根据雷电形成的基本原理，移动基站的铁塔成为当地一个巨大的“引雷针”，在铁塔旁基站机房内的设备以及旁边的线路将首当其冲的遭受雷电浪涌和电磁脉冲的干扰，基站内设备受到雷电的严重考验，给基站内设备的安全运行带来巨大的潜在隐患。
成都电信西郊分局是中国电信成都分公司重要的电信大楼，机房内设备众多，同时还有移动公司一个基站。成都市平均年雷暴日为34天，属多雷地区，西郊分局多次出现雷击事故。为此，成都电信对西郊分局的接地系统做了多次整改，但效果不明显。由于西郊分局有移动基站和铁塔，成都电信分公司对接地系统整改时，均未涉及移动公司的基站部分，因此初步估计雷击问题是移动基站造成的。
2 雷电概述
雷电是发生在因强对流而形成的雷雨云中和云地之间的强烈放电现象。自然界的雷击主要有直接雷击和感应雷击两类。直接雷击声光并发，电闪雷鸣，老少皆知。它以强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波等，击坏放电通道上的建筑物、输电线、击死击伤人、畜等。而感应雷击则悄然发生，不易察觉，后果严重。它是由于雷雨云的静电感应或放电时的电磁感应作用，使建筑物上的金属部件，如管道、钢筋、电源线、信号传输线路、天馈线等感应出与雷雨云电荷相反的电荷，造成放电，其主要通道是通过电源线、信号线、天馈线以及地电位反击等引入室内破坏电子设备。
既然直击雷和感应雷击的侵害渠道不同，防护措施也就不同。防直击雷主要采用避雷针、避雷带(网)等传统避雷装置，只要设计规范，安装合理，这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御。但是无论多么完善的避雷针(带)，对感应雷击都无能为力，因为感应雷击是由于电子、电气设备的电源线、信号线和天馈线等招引而致，加之有的系统屏蔽差以及没有采取等电位连接措施、综合布线不合理、接地不规范造成地电位反击等，因而感应雷击及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子、电气设备。从富兰克林发明避雷针时起至以后250多年间，电子设备并不多，感应雷击现象也不明显，人们自然就想不到要对它进行防御，只要能防护直击雷就足够了。然而，当今信息社会电子设备大量应用，特别是电子计算机技术和通信技术日益普及，感应雷击的危害明显增加，仅靠避雷针防雷已远远不能满足电子、通信、微电子设备防雷击的实际需求。
感应雷击及雷电电磁脉冲(LEMP)是由于雷云间放电和雷云对大地间放电产生的电磁波偶合到附近的导体中形成过电压，这种过电压可高达几千伏，对微电子设备的危害最大。它的主要通道是通过电源线路、各类信号传输线路、天馈线路和进入系统的管、缆、桥架等导体侵入设备系统，造成电子设备失灵或永久性损坏。因此感应雷击的防护是在以上入侵通道上将雷电过电压、电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目的。主要采用隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、接地等方法将雷电过电压、电流消除在设备外围。目前主要由气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求组合成电源线、天馈线、信号线系列避雷器(SPD)安装在微电子设备的外连线路中，将地线接在地网上，按联合地网的接地原则接入系统的地线，才不至于造成地电位反击，从而真正起到安全保护接地的目的。只要设计、安装合理、完备，避雷器就能对感应雷击进行有效的防护。
今天的建筑已不同于过去的建筑物，除了采用新型材料、先进的结构使之更大更坚固外，其内部所安装的电气设备和微电子设备也越来越多，越来越昂贵。除了设备本身的价值外，它们的重要性、不可间断性及其运行所产生的产品价值无疑更加重要。以往的建筑物都有传统的防雷系统(即富兰克林针、钢筋、铜带、法拉第笼和接地网)对建筑物及其中的人员起到保护作用。但这些传统的防雷系统不能有效地防止雷电感应、电磁脉冲、电路浪涌、静电等许多外界干扰对微电子、通信等设备的危害。
3 成都电信西郊分局现状
成都电信西郊电信大楼内设备种类多、线路多、要求特殊、属重要的实时运行系统，有非常集中的各类弱电设备;同时还有移动公司的一个基站。基站铁塔建在西郊电信局楼顶上 (图) )，楼高6层，约高30米，铁塔高约55米，是附近较高建筑，被雷击的概率较高。
电信机房在铁塔下面，由于铁塔是最后建设在建筑物楼顶(图2)，该铁塔基础采用抱箍方式抱在电信机房主梁上(图3)。
现场勘查确定铁塔没有单独的接地系统(图4), 铁塔对角用40×4扁铁连接到房顶避雷栏杆上，利用建筑物主钢筋作为引下线，且接地只利用铁塔的两对角点。
对于铁塔的直击雷防护，避雷针安装在铁塔顶部，基站机房及塔上通信设备均处于铁塔避雷针的保护范围内，避雷针使用塔身作接地导体。
4 存在问题分析
1、铁塔地网不明确，无专用铁塔引下线、接地网。
2、机房内铁塔抱箍与设备柜、部分线路距离较近，且没有采取屏蔽措施;由于铁塔被接闪直击雷后，利用塔体泻放雷电流时暴露在机房内的铁塔抱箍产生强大的电磁场，是被雷击的主要途径。
3、机房配电系统无防雷装置。
4、机房内监控线、电源线距离铁塔抱箍距离较近(图5)。
5、机房内走线架没接地(图6)。
6、机房信号曾被雷击部位。
5 整改
因铁塔受直击雷后经塔身泄放雷电流产生强大的电磁脉冲，由于泄流不及时，机房内铁塔抱箍因此产生的电磁脉冲向周围附近扩散，造成附近设备端口电压超过承受能力，而造成设备损坏。
针对该机房多次被雷击的情况，拆除原有避雷针，重新安装支撑杆为玻璃钢的避雷针且与铁塔绝缘(图7)。避雷针泄放雷电流采用两条BVR-95mm2从铁塔顶部并穿钢管屏蔽直接引入到接地网。通过采用独立避雷针和泄流线屏蔽措施，能减少对铁塔自身的雷电流的电磁感应及由此对电信机房的雷电脉冲。
5.2 接地网部分
西郊电信局基站所在区域土壤电阻率低于700Ω·M, YD5098-2005《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》要求此类基站接地网面积不小于15m×15m，但由于基站所处环境周边不具备施工条件。
根据现场情况在办公楼前、后面各作一组接地网，垂直接地体采用电解离子接地极，每组接地极间距大于两米。由中心点从四个方向向外引出，形成辐射状，并与建筑物钢筋连接。
为防止附近接地网地电位反击，与原有接地网之间安装等电位连接器，当其中一个地网泻放雷电流时，通过等电位连接器使两组接地网的电压一致。
水平接地体采用40mm×4mm热镀锌扁钢，连接线由中心点引出，水平接地沟深0.8米、宽0.5米，垂直接地体距地面不小于0.8米，连接点采用电焊焊接。水平接地体与垂直接地体焊接采取三面焊接，焊接点要求光滑平整、无夹渣、无虚焊、漏焊，去药皮后刷沥青漆作防腐处理，接地电阻小于5Ω。
采用40mm×4mm热镀锌扁钢分别将铁塔四个塔脚与建筑物引下线(敲出主钢筋)电焊焊接。
5.3 机房部分
由于铁塔接闪雷电后，铁塔自身包括机房内抱箍将产生强大的电磁场，机房内抱箍与设备距离较近，强大的电磁场所产生的电磁脉冲击坏设备的几率大大提高。因此，用1.5mm厚铜板将机房内4个大梁铁塔抱箍外露部分及4个柱子采取屏蔽措施，防止电磁场向周围扩散，减少电磁脉冲。将机房前后两面各2个柱子屏蔽层用两条BVR-35mm2连接到汇流排上，并分别用两条BVR-95mm2从机房汇流排上穿钢管屏蔽后引入到接地网;将大梁主钢筋敲出后与铁塔抱箍焊接。
调整监控线、控制箱、UPS电源线的安装位置，与铁塔抱箍外露部分保持安全距离。
机房内走线架、吊挂铁架与接地汇流排之间使用BVR-35mm2进行连接。
对于未作接地处理的环境监控系统等小型设备，使用BVR-6mm2多股铜线连接到机架的汇流排，然后用BVR-35mm2的多股铜线连接到机房原有接地汇集排或接地汇流排上。
5.4 配电系统部分
依据“YD5098-2005《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》中9.2浪涌保护器的使用要求、9.3电源系统过电压保护设计”的相关要求，在二楼配电柜进线开关下端并联安装第二级浪涌保护器。在五楼值班机房内UPS进线开关下端并联安装第三级浪涌保护器。
6 结束语
经过此次整改后，西郊电信大楼未再受到雷击。由此案例可以看出，移动基站的防雷系统，并不是单纯的采用避雷针、避雷带(网)等传统的避雷装置就可以了，正如前所述，采用避雷针等传统的方式，只能对防护直击雷有效，而对感应雷击却无能为力。
防雷工程是一个系统工程，它包括直击雷的防护、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、感应雷击及雷电电磁脉冲(LEMP)的防护、完善合理的接地及地网系统六个部分组成。在一个完善的防雷系统工程中(特别是微电子设备的防雷工程)缺一不可。如果一个环节考虑不周，不但起不到防雷作用，还有可能引雷入室而损坏设备。
因此，我们既要防止直接雷击—依靠合格的避雷针(带)系统，也要防止感应雷击—采用完善的综合防雷手段和安装避雷器(SPD)系统，二者有机结合，相互补充，构成一套完整的防雷体系，这就是现代防雷的新理论——综合防雷技术。只有这样，才能有效地防止雷击事故，减少雷击灾害。
基站防雷 篇10
1 雷电对通信设备的危害
在雷击过程中, 由于其具有高压、大电流等特性, 很容易对额定电压很低的电气电子设备造成破坏。雷电对通信设备的破坏主要表现为以下两大形势。
第一, 过电压烧毁。高压雷电波通过直击或入侵形势进入通信设备内部, 就会导致通信系统发生雷击过电压事故, 出现电子元件烧毁、通信设施变形失效等不利现象, 破坏整个通信系统的安全可靠性。
第二, 电磁干扰。雷电形成了强大电场, 会严重干扰通信设施的正常工作, 大大降低了通信信号的传输效率和精度。
2 通信塔接地技术
通信局 (站) 为了提高系统的整体防雷水平, 通常采用联合接地体, 通过避雷针、避雷带、避雷线等设备将雷电流安全高效的引入大地中, 进行泄流操作。为了保证通信基站被雷电击中后, 能够安全的将雷电流泄入大地, 防止雷电流反弹电位差超过通信设备或设施的耐压水平, 利用机房建筑物地网、通信铁塔接地网、通信电源接地网、通信设备的工作保护地等接地装置相互串通, 形成一个具有相同等电位的共用地网联合接地系统。并将机房内金属通信设施间的不带电金属外壳通过对应的接地体或等电位装置连接在一起, 并与联合接地系统相互连通, 有效地将感应雷或设备漏电电流泄入大地, 保证通信设备和运行人员的安全, 提高通信局 (站) 的综合防雷水平, 保证通信信号传输的高效精确性[2]。
3 常见的防雷接地安全隐患
3.1 电涌保护器SPD安装不规范
电涌保护器SPD可以有效进行通信电源的雷电感应电流防护, 在安装时明确规定SPD与总接地体间的接线不能超过1m。有些工程由于电源位置的特殊性, 直接通过较长的接地线, 有的长度在10m以上, 将接地线汇入接地系统中。当发生雷击事故时, 较长的接地引线不能在短时间内将雷电流送入联合接地系统中, 就不能达到SPD综合防护性能, 而出现雷电入侵机房弱电设备的事故, 不仅烧毁SPD装置, 同时还可能造成整个弱电系统瘫痪。因此对SPD安装是否规范必须进行严格的检查, 防止给雷电留下可侵入通道[3]。
3.2 工作电源引入不规范
为了降低感应雷电流通过电源电路进入弱电机房内部, 基站机房的工作电源必须采用直埋的电力电缆引入, 并且在变压器高压侧的埋地高压电力电缆长度必须在200以上。但是在实际工程施工中, 由于施工管理和监督的不到位, 导致施工没有严格按照相关规范进行, 通过架空线路将工作电源引入到通信机房内, 不能达到山区通信局站综合防雷的整体水平。
3.3 防雷接地综合布线不合理
防雷接地引下线的下引点和上引点选择不合理导致有些区域出现防雷盲区。在施工中, 由于防雷引上线在焊接过程中, 没有做好严格的标记, 导致出现引上线与引下线没有完整结合, 出现防雷引下线虚接、漏接、错接等不能起到防雷特性的布线方式[4]。
3.4 人为破坏
山区通信基站由于地势因素的影响, 运行和检修维护都很不到位。山区通信基站经常出现接地铜排、直流蓄电池、工作电源引入铜线等物品被盗现象。
4 改进控制措施
为了保证通信基站安全可靠的运行, 就必须采取合理的防雷接地综合措施。
4.1 合理综合防雷接地布线
当通信基站被雷电击中后, 雷电流就会以直击过电压和感应过电流两种形式进入机房内部所有机电设备内部, 较高的电压超过了电子元件的耐压水平后, 就会导致设备元件发生损害。因此为了保证通信设施安全可靠运行, 就必须将机电设备金属部分、机房建筑物、工作电源电路、通信回路等系统的防雷接地装置相互结合, 形成一个具有等电位的综合防雷接地系统[5]。
4.2 加强现场施工质量管理
严格按照相关规范进行S P D、接地装置、防雷引下线、避雷针、接地网等系统的布线施工, 保证整个施工质量。通过现场监督、技术指导、现场试验等措施, 保证工程的整体防雷水平能够根据工程的实际情况达到相应的标准, 能够在雷击事故发生时, 安全可靠的将雷电流泄入大地中。
4.3 制定定期检修维护计划
要根据山区通信基站运行的实际情况, 合理制定定期的检修计划。对于检修发生存在安全隐患的设备元件应该采取相应的补救或更换措施, 保证系统相互间功能的完好特性。加强安全宣传, 提高山区通信基站巡视力度, 防止尽量降低偷盗现象出现。
5 结语
山区通信基站由于其地理位置的限制, 运行管理、检修维护等措施的实行都不很方便, 因此, 根据工程的实际情况, 合理的防雷接地系统设计可以大大提高系统的整体防雷水平。加大山区基站的安全宣传、检修维护措施可以有效保证通信设备安全可靠运行, 提高通信信号的传输效率和精度。
摘要：本文对山区通信基站在综合防雷工程建设中容易出现的安全隐患进行了认真的分析讨论, 并结合自我工作实践, 提出相应的改进控制措施, 提高山区通信基站的整体防雷水平, 有效防止通信基站雷击事故的发生, 确保通信基站安全可靠的运行。
关键词：山区通信基站,综合防雷接地,改进控制措施
参考文献
[1]苑京成.移动通信基站防雷若干问题探讨[J].电信工程技术与标准化, 2005, (12) :43～47.
[2]周振涛, 杨金昌, 杨启彬, 等.山区移动通信基站防雷技术探讨[J].广西气象, 2006, 27 (12) :124～125.
[3]李庆贺, 崔凯.移动通信基站防雷分析及应用措施[J].山东通信技术, 2008, 28 (1) :23～25.
[4]周维章.移动通信基站防雷接地技术探讨[J].广西通信技术, 2009 (3) :27～29.