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移動(dòng)通信基站整體防雷解決方案篇幅較長，這里從主要的聯(lián)合接地及電源系統(tǒng)兩方面來講解基站防雷。

一、移動(dòng)通信基站的聯(lián)合接地系統(tǒng)

1      接地術(shù)語

(1)   環(huán)形接地裝置

 圍繞移動(dòng)通信基站機(jī)房四周，按規(guī)定深度埋設(shè)于地下的封閉環(huán)形接地體（含垂直接地體）。 

(2)   接地體

埋入地下并直接與大地接觸的導(dǎo)體。

(3)   接地匯集線

引出機(jī)房、電力室等各種接地線的公共接地母線。

(4)   接地引入線

接地匯集線與接地體之間的連接線。

(5)   接地線

通信設(shè)備與接地匯集線之間的連線。

(6)   接地系統(tǒng)

接地線、接地匯集線、接地引入線以及接地體的總和。  

2          接地的目的

(1)     接地是為了防止電磁干擾起屏蔽作用；

(2)     接地是為了泄放過電壓以保護(hù)設(shè)備和人身安全；

(3)     接地是為了起著工作回路的作用；

(4)     接地是為了給通信設(shè)備提供零電位參考點(diǎn)。

3       地網(wǎng)的組成

1）移動(dòng)通信基站應(yīng)按均壓、等電位的原理，將工作地、保護(hù)地和防雷地組成一個(gè)聯(lián)合接地網(wǎng)。站內(nèi)各類接地線應(yīng)從接地匯集線或接地網(wǎng)上分別引入。

2）移動(dòng)通信基站地網(wǎng)由機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)組成，地網(wǎng)的組成如下圖所示。基站地網(wǎng)應(yīng)充分利用機(jī)房建筑物的基礎(chǔ)（含地樁）、鐵塔基礎(chǔ)內(nèi)的主鋼筋和地下其他金屬設(shè)施作為接地體的一部分。當(dāng)鐵塔設(shè)在機(jī)房房頂，電力變壓器設(shè)在機(jī)房樓內(nèi)時(shí)，其地網(wǎng)可合用機(jī)房地網(wǎng)。

3）機(jī)房地網(wǎng)組成：機(jī)房地網(wǎng)應(yīng)沿機(jī)房建筑物散水點(diǎn)外設(shè)環(huán)形接地裝置，同時(shí)還應(yīng)利用機(jī)房建筑物基礎(chǔ)橫豎梁內(nèi)兩根以上主鋼筋共同組成機(jī)房地網(wǎng)。當(dāng)機(jī)房建筑物基礎(chǔ)有地樁時(shí)，應(yīng)將地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋與機(jī)房地網(wǎng)焊接連通。當(dāng)機(jī)房設(shè)有防靜電地板時(shí)，應(yīng)在地板下圍繞機(jī)房敷設(shè)閉合環(huán)形接地線，作為地板金屬支架的接地引線排，其材料為銅導(dǎo)線，截面積應(yīng)不小于50mm2，并從接地匯集線上引出不少于二根截面積為50~75mm2的銅質(zhì)接地線與引線排的南、北或東、西側(cè)連通。

4）對(duì)于利用商品房作機(jī)房的移動(dòng)通信基站，應(yīng)盡量找出建筑防雷接地網(wǎng)或其他專用地網(wǎng)，并就近再設(shè)一組地網(wǎng)，三者相互在地下焊接連通，有困難時(shí)也可在地面上可見部分焊接成一體作為機(jī)房地網(wǎng)。找不到原有地網(wǎng)時(shí)，應(yīng)因地制宜就近設(shè)一組地網(wǎng)作為機(jī)房工作地、保護(hù)地和鐵塔防雷地。工作地及防雷地在地網(wǎng)上的引接點(diǎn)相互距離不應(yīng)小于5m，鐵塔尚應(yīng)與建筑物避雷帶就近兩處以上連通。

5）鐵塔地網(wǎng)的組成：當(dāng)通信鐵塔位于機(jī)房旁邊時(shí)，鐵塔地網(wǎng)應(yīng)延伸到塔基四腳外1.5m遠(yuǎn)的范圍，網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于3m×6m，其周邊為封閉式，同時(shí)還要利用塔基地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋作為鐵塔地網(wǎng)的垂直接地體，鐵塔地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)之間應(yīng)每隔3~5m相互焊接連通一次，連接點(diǎn)不應(yīng)少于兩點(diǎn)。

 當(dāng)通信鐵塔位于機(jī)房屋頂時(shí)，鐵塔四腳應(yīng)與樓頂避雷帶就近不少于兩處焊接連通，同時(shí)宜在機(jī)房地網(wǎng)四角設(shè)置輻射式接地體，以利雷電流散流。

6）變壓器地網(wǎng)的組成：當(dāng)電力變壓器設(shè)置在機(jī)房內(nèi)時(shí)，其地網(wǎng)可合用機(jī)房及鐵塔地網(wǎng)組成的聯(lián)合地網(wǎng)；當(dāng)電力變壓器設(shè)置在機(jī)房外，且距機(jī)房地網(wǎng)邊緣30m以內(nèi)時(shí)，變壓器地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)或鐵塔地網(wǎng)之間，應(yīng)每隔3~5m相互焊接連通一次（至少有兩處連通），以相互組成一個(gè)周邊封閉的地網(wǎng)。

7）當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)的接地電阻值達(dá)不到要求時(shí)，可擴(kuò)大地網(wǎng)的面積，即在地網(wǎng)外圍增設(shè)1圈或2圈環(huán)形接地裝置。環(huán)形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，水平接地體周邊為封閉式，水平接地體與地網(wǎng)宜在同一水平面上，環(huán)形接地裝置與地網(wǎng)之間以及環(huán)形接地裝置之間應(yīng)每隔3~5m相互焊接連通一次；也可在鐵塔四角設(shè)置輻射式延伸接地體，延伸接地體的長度宜限制在10~30m以內(nèi)。

4      接地體

1）          接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規(guī)格要求如下：

鋼管  φ50mm，壁厚不應(yīng)小于3.5mm。

角鋼  不應(yīng)小于50×50×5mm。

扁鋼  不應(yīng)小于40×4mm。

2）垂直接地體長度宜為1.5~2.5m，垂直接地體間距為其自身長度的1.5~2倍。若遇到土壤電阻率不均勻的地方，下層的土壤電阻率低，可以適當(dāng)加長。當(dāng)垂直接地體埋設(shè)有困難時(shí)，可設(shè)多根環(huán)形水平接地體，彼此間隔為1~1.5m，且應(yīng)每隔3~5m相互焊接連通一次。

3）在沿海鹽堿腐蝕性較強(qiáng)或大地電阻率較高難以達(dá)到接地電阻要求的地區(qū)，接地體宜采用具有耐腐、保濕性能好的非金屬接地體。

4）接地體之間所有焊接點(diǎn)，除澆柱在混凝土中的以外，均應(yīng)進(jìn)行防腐處理。接地裝置的焊接長度：對(duì)扁鋼為寬邊的2倍，對(duì)圓鋼為其直徑的10倍。

5）接地體的上端距地面不應(yīng)小于0.7m，在寒冷地區(qū)，接地體應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下

5          接地線和接地引入線

1）接地線宜短、直，截面積為35~95mm2，材料為多股銅線。

2）接地引入線長度不宜超過30m，其材料為鍍鋅扁鋼，截面積不宜小于40mm×4mm或不小于95mm2的多股銅線。接地引入線應(yīng)作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣地溝內(nèi)布放，埋設(shè)時(shí)應(yīng)避開污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應(yīng)有防止機(jī)械損傷的措施。

3）接地引入線由地網(wǎng)中心部位就近引出與機(jī)房內(nèi)接地匯集線連通，對(duì)于新建站不應(yīng)小于兩根。

6         接地匯集線

1）接地匯集線一般設(shè)計(jì)成環(huán)形或排狀，材料為銅材，截面積不應(yīng)小于120mm2，也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼。

2）機(jī)房內(nèi)的接地匯集線可安裝在地槽內(nèi)、墻面或走線架上，接地匯集線應(yīng)與建筑鋼筋保持絕緣。

7          接地電阻

1）移動(dòng)通信基站地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)小于5Ω，對(duì)于年雷暴日小于20天的地區(qū)，接地電阻值可小于10Ω。

2）架空電力線與電力電纜接口處的保護(hù)接地以及電力變壓器（10kVA以下）保護(hù)接地的接地電阻值應(yīng)小于10Ω。

3）架空電力線上方的避雷線及增裝在高壓線上的避雷器的接地電阻值，其首端（即進(jìn)站端）應(yīng)小于10Ω，中間或末端應(yīng)小于30Ω。

5          移動(dòng)基站接地地網(wǎng)接地電阻值的測量

電流極與接地網(wǎng)邊緣之間的距離為d13，一般取接地網(wǎng)最大對(duì)角線長度D的4~5倍，以使其間的電位分布出現(xiàn)一平緩區(qū)域。在一般情況下，電壓極到接地網(wǎng)的距離約為電流極到接地網(wǎng)的距離的50%~60%。測量時(shí)，沿接地網(wǎng)和電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)距離為d13的5%左右，如三次測得值接近即可。

若d13取4~5D有困難，在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，可取2D，D12取D；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)或城區(qū)，d13可取3D，d12取值1.7D。

電壓極、電流極也可采用三角形布置方法。一般d12=d13>2D，夾角 θ=29°≈30°。

電流極和電壓極應(yīng)可靠接地，如果接地不良，甚至晃動(dòng)而致與土壤形成空氣間隙，則可能導(dǎo)致較大的誤差。

兩種測試方法具體如圖1、圖2所示。

9  移動(dòng)基站防雷接地存在的問題及可能造成的影響

1) 由于基站通信的電波傳播為直線傳播，因此要求基站建在較高的地方，相對(duì)周圍環(huán)境而言，形成一個(gè)十分突出的目標(biāo)，從而導(dǎo)致基站易遭受雷擊，因此損壞通信設(shè)備，中斷通信的事故時(shí)有發(fā)生，尤其雷暴日高的地區(qū)更為嚴(yán)重，有的基站直接經(jīng)濟(jì)損失幾十甚至上百萬元。根據(jù)實(shí)地調(diào)查，各地的防雷接地通常存在以下問題：

（1）強(qiáng)、弱地線串用

a. 鐵塔避雷針接地線與機(jī)房接地匯集線共用一根接地引入線與地網(wǎng)相連。當(dāng)鐵塔避雷針遭受雷擊時(shí)，大量的瞬間雷電流就會(huì)沿著鐵塔接地線進(jìn)入到機(jī)房設(shè)備中，造成設(shè)備因雷擊過電壓而損壞。

b. 鐵塔避雷針接地線與機(jī)房接地匯集線雖然經(jīng)各自的接地引入線與地網(wǎng)連通。但兩根接地引入線在地網(wǎng)上的入地點(diǎn)相同，沒有拉開5米以上的距離?？赡墚a(chǎn)生的影響是當(dāng)鐵塔避雷針遭受雷擊時(shí)，大量的瞬間雷電流沿著接地引入線泄放到地網(wǎng)時(shí)，入地點(diǎn)的電位驟然上升，機(jī)房通信設(shè)備因地電壓的高位反擊而損壞。

c. 天饋線的第一或第三外屏蔽接地線接到了機(jī)房內(nèi)的接地匯集線上。此時(shí)天饋線上感應(yīng)過電壓也會(huì)損壞機(jī)房內(nèi)的設(shè)備。

d. 有的基站機(jī)房內(nèi)通信設(shè)備保護(hù)接地不規(guī)范，直接與屋頂女兒墻上的避

e. 有的基站機(jī)房內(nèi)通信設(shè)備保護(hù)接地不規(guī)范，直接與屋頂女兒墻上的避雷帶相連，其后果與a相同，并且接地電阻太大。

（2）接地不完善

a. 天饋線進(jìn)入機(jī)房前其外屏蔽層沒有接地；

b. 天線鐵塔接地和機(jī)房接地沒有形成聯(lián)合接地，兩者之間存在地電位差，易造成地電位反擊損壞機(jī)房設(shè)備；

c. 有的基站鐵塔接地不規(guī)范，只用一根扁鐵從鐵塔一個(gè)角與機(jī)房建筑搭在一起，而且與地網(wǎng)之間電氣也沒連通；

d. 有的基站機(jī)房屋頂上所有金屬突出物沒有和女兒墻上避雷帶電氣連通；

e. 有的基站鐵塔高為70米，天饋線中段屏蔽層和在機(jī)房入口處的外屏蔽層都沒有接地。

（3）有的接地引線和螺絲擰在一起，而且螺絲已生銹，造成接地不可靠沒有達(dá)到接地的要求；

（4）有的基站鐵塔上避雷針尺寸不符合規(guī)范要求，應(yīng)嚴(yán)格按照滾球法計(jì)算其尺寸。

2) 上述情況均不符合防雷要求，會(huì)在雷擊中引起損失。當(dāng)基站遭受雷擊時(shí)，可能對(duì)基站造成危害的主要部位有：

（1）基站收發(fā)信機(jī)的饋線入口；

（2）基站收發(fā)信機(jī)的電源入口；

（3）基站所有電源設(shè)備將會(huì)受到危害；

（4）中繼傳輸設(shè)備和通信電纜接口；

（5）有線中繼線路。

10 充分理解規(guī)范，因地制宜實(shí)施防雷接地工程

由于各基站的環(huán)境和建設(shè)方式不同，所以對(duì)基站防雷接地不能一概而論，應(yīng)根據(jù)具體情況采取防雷與接地措施，將基站接地系統(tǒng)按照均壓等電位的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，即通信設(shè)備的工作地、保護(hù)地、防雷地、建筑地合用一組接地體的聯(lián)合接地方式，將接地線和接地引入線按照“共地不共線，一點(diǎn)接地法”的原則進(jìn)行合理布線。根據(jù)不同情況，具體分析如下：

1)樓頂建鐵塔，機(jī)房所在建筑物女兒墻上有避雷帶，市電引入機(jī)房

(1)由于移動(dòng)基站租用商品房或民房情況較普遍，此種情況占到全部基站的60-70%。

    首先在樓頂鐵塔的基腳處南北或東西方向置180°兩處與樓頂避雷帶相連，連接材料為40×4mm鍍鋅扁鋼，利用建筑主鋼筋多處泄放雷電流，并在樓下合適的位置建一地網(wǎng)，地網(wǎng)建成以后利用扁鋼與建筑主鋼筋兩處焊接組成聯(lián)合地網(wǎng)，從地網(wǎng)相距5m以上的位置抽兩個(gè)頭引出地面1.5m處做斷接點(diǎn)，分別作為避雷針、機(jī)房工作保護(hù)接地引入線的接地點(diǎn)，機(jī)房內(nèi)設(shè)置設(shè)備工作保護(hù)接地匯集線，其接地引入線接機(jī)房工作保護(hù)接地點(diǎn)；雷電流引下線下端接避雷針接地點(diǎn)，上端在樓頂與樓頂接地匯集線相連。接地引入線采用40×4mm鍍鋅扁鋼或95mm2多股銅芯線。

鐵塔上避雷針接地線，基站同軸電纜饋線的金屬外屏蔽層的上部、下部接地線均與樓頂接地匯集線相連，同軸電纜饋線的金屬外屏蔽層的下部接地也可就近與鐵塔中部相連。外屏蔽在機(jī)房入口處的接地與機(jī)房工作保護(hù)接地點(diǎn)引出的接地線妥善連通，接地線材料可采用35mm2銅芯線。同軸電纜線進(jìn)入機(jī)房后與通信設(shè)備連接處安裝饋線避雷器，饋線避雷器接地端子接到室外入口處饋線屏蔽接地線上，接地線為≥6mm2銅芯線。機(jī)房內(nèi)的交流配電箱處應(yīng)三相五線或單相三線，其中的PE線接配電箱及電源避雷器。機(jī)房內(nèi)-24V直流避雷器的接地線接機(jī)房工作保護(hù)接地匯集線。

機(jī)房內(nèi)設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及走線架共用一個(gè)室內(nèi)接地匯集線。如下圖所示。

（2）對(duì)于利用商品房作機(jī)房的移動(dòng)通信基站。

此建筑有防雷接地網(wǎng)或其他專用地網(wǎng)（如廣播電視系統(tǒng)接地網(wǎng)或固定接入網(wǎng)的接地網(wǎng)），應(yīng)就近再設(shè)一組地網(wǎng)，三者相互在地下焊接連通，有困難時(shí)也可在地網(wǎng)上可見部分焊接成一體作為機(jī)房地，其它方面與（1）相同。如原專用地網(wǎng)與基站新建地網(wǎng)邊緣相距>20米以上，并且連接有困難，可以不作連接處理。

（3）對(duì)于鐵塔建在機(jī)房所在建筑頂端，樓頂女兒墻上沒有避雷帶（此種情況只占極少數(shù)）。

應(yīng)在鐵塔基腳兩處成180°引接地線與地網(wǎng)環(huán)形接地裝置相連，使鐵塔多處泄放雷電流，連接材料可采用40×4mm熱鍍鋅扁鋼或ф12圓鋼。如在樓下設(shè)置環(huán)形接地裝置有困難，可在鐵塔接地線的入地點(diǎn)分別建簡易地網(wǎng)，地網(wǎng)地阻值應(yīng)≤10Ω，并使其中一個(gè)簡易地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)相連，其他情況與（1）同。

2)獨(dú)立鐵塔

（1）由于租用的民房本身只有一層，而其房頂不宜建鐵塔，將鐵塔建在附近山坡上，而鐵塔與機(jī)房相距一定的距離。

此時(shí)，鐵塔地網(wǎng)應(yīng)延伸到塔基四腳1.5m遠(yuǎn)的范圍，網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于3m×3m，其周邊為封閉式，同時(shí)還要利用塔基地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋作為鐵塔地網(wǎng)的垂直接地體，鐵塔地網(wǎng)與地網(wǎng)之間應(yīng)每隔3~5m相互焊接連通一次，連接點(diǎn)不應(yīng)不少于兩點(diǎn)。鐵塔避雷針接地，饋線金屬外層的上部、下部接地就近接入鐵塔地網(wǎng)，饋線金屬外護(hù)層在入機(jī)房前處的接地線與機(jī)房地網(wǎng)相連，而天饋避雷器接地線就近與入機(jī)房前饋線金屬外護(hù)層接地線相連，其他部分與樓頂塔（1）相同。

（2）通信鐵塔位于機(jī)房建筑旁。鐵塔尚應(yīng)與建筑物避雷帶就近兩處以上連接，其他部分與上同，具體見示意圖。

3) 沒有設(shè)鐵塔的移動(dòng)基站由于機(jī)房所在建筑物本身具有相當(dāng)?shù)母叨?，周圍沒有其他高大建筑物，而且所需覆蓋的范圍有限或建此基站的初衷是為增加信道，所以將天線面包板架設(shè)在建筑物四周的女兒墻上。

利用安放在樓頂平臺(tái)中央位置的優(yōu)化避雷針防止直接雷擊，避雷針的基座應(yīng)與樓頂避雷帶就近不少于兩處焊接連通，避雷針接地線、饋線金屬外護(hù)層的上部、下部接地線與樓頂接地匯集線相連。其它部分與樓頂塔（1）相同，

二 、移動(dòng)通信基站電源防雷系統(tǒng)

通信局（站）的電源是整個(gè)設(shè)備正常工作的能源保證，因此，電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)措施是相當(dāng)關(guān)鍵和必要的環(huán)節(jié)。

首先，通信局（站）的供電體制應(yīng)采用TN-S（三相五線）制。由于局（站）內(nèi)供電大多采用交流市電主供電、油機(jī)及電瓶作輔助供電的方式，因此，電源防雷首先要從外部輸電線路開始。

參照YD5078-98《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》的條款5《通信電源系統(tǒng)防雷措施》中的條款5.1《電力線路防雷措施》，首先需在電力線路上方架設(shè)避雷線，并在避雷線（除終端桿處）每桿作一次接地，或在電力線路終端桿及其前第一、第三或第二、第四桿增設(shè)避雷器，同時(shí)在第三桿或第四桿增設(shè)高壓保險(xiǎn)絲，然后電力電纜或工頻低壓配電線應(yīng)選用帶金屬鎧裝層或其他護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入局（站），其中電力變壓器高，低壓側(cè)均應(yīng)各裝一組避雷器。

根據(jù)條款3.0.1，綜合通信局（站）的電源系統(tǒng)如圖1所示：

注：A、B、C、D、E即為避雷器安裝位置。

其中，根據(jù)設(shè)備安裝地點(diǎn)條件和額定工作電壓的不同，參照條款4.0.2，通信工程電源系統(tǒng)設(shè)備按耐雷電沖擊指標(biāo)可分為5類，參照條款4.0.3及IEC1312-1.2.3《雷電電磁脈沖及其防護(hù)》通信工程電源系統(tǒng)耐雷電沖擊指標(biāo)，根據(jù)相應(yīng)設(shè)備的耐壓情況來選擇避雷器的參數(shù)，下面就每級(jí)設(shè)備作具體闡述：

5類設(shè)備：

在交流穩(wěn)壓器的輸入端采用雷盾電源防雷器系列LD-DY120作為第一級(jí)防雷保護(hù)器

4類設(shè)備：

在市電、油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、交流配電屏，低壓配電屏的輸入端采用雷盾電源防雷器系列LD-DY80作為第二級(jí)防雷保護(hù)

3類設(shè)備：

在整流器及交流不間斷電源（UPS）輸入端采用雷盾電源防雷器系列LD-DY40，作為限壓設(shè)備

2類設(shè)備：

在直流配電屏的輸出端采用LD-DC48/20，作為限壓設(shè)備，詳細(xì)參數(shù)見下表

1類設(shè)備：

在通信設(shè)備機(jī)架交、直流電源輸入口及DC/AC，DC/DC變換器的輸入口采用LD-DY40、LD-DC24/20、LD-DC48/20，作為限壓設(shè)備

基站設(shè)備在選擇電源浪涌保護(hù)器時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際供電情況配以相應(yīng)的三相、單相或直流浪涌保護(hù)器。