无线通信防雷接地工作刍议

摘要：雷雨频繁季节，防雷成为无线通信台站的一项重要任务，认真做好系统接地工作在无线通信设备防雷避雷中具有重要意义。针对无线通信系统最基础的接地工作，从防直击雷和防感应雷两方面分析和探讨通信防雷工作。

关键词：无线通信；防雷接地；方法

Abstract: Frequent thunderstorms season, Lightning become an important task in the wireless communication station, earnestly do the system ground work well has great significance in the wireless communications equipment mine lightning. This paper aiming at the most basic ground work for a wireless communication system, explore communication lightning from lightning directly stroke prevention and anti-lightning. Key words: wireless communications; lightning protection and grounding; method

中图分类号：TU856文献标识码：A

1 前言 随着无线通信系统的自动化装备越来越先进，设备电路的精密集成度日益提高。感应雷电及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子、电气设施，加之无线通信设备自有的室外天线和电缆馈线等的，感应雷击的危害明显增加，仅靠避雷针已远远不能满足无线通信台站设备的防雷实际需求，因此，对系统工作地和保护地的要求更加严格，必须从细节抓起、从源头治理、全方位着手，在抓好系统接地工作的基础上，对台站设备实施综合防雷工程。总的来说，在一个工作区域内，尽量将邻近的机房、铁塔、天线、变压器、配电柜、通信电缆统筹考虑，按均压、等电位的原理把工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网，台站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入，扩大地网范围，增强整体防雷能力。

2雷电对无线通信设备损害的原理和主要形式

2.1原理。要真正做到对无线设备的防雷首先必须了解雷电对无线通信设备危害产生的原理。以负雷云为例,由于电云负电的感应,使附近地面积累正电荷,地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积累的电荷密度很大,激发的电场强度达到空气游离状态(空气击穿)的临界值时,雷云便开始向下梯级式放电。接近地面的物体达到一定的距离时,地面物体在强电场作用下产生尖端放电,形成向雷云方向逐渐向上先导放电,二者汇合形成雷电通路,异性电荷剧烈中和形成很大的雷电流,并发出强烈的闪电和雷鸣。雷电发生时,雷电流经架空线路或空中金属管道等金属物体产生冲击电压,随物体走向而迅速扩散,形成危害。

2.2 三种主要形式雷击破坏的三种主要形式。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”。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,也就是说直击雷发生的几率较低,而且直击雷发生时一次只能袭击一个小范围的目标,但是由于放电现象发生过程迅猛,被直接击中的目标会由于放电电流过大,造成的损坏程度较大。直击雷主要对室外物体产生破坏作用,所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。2）球形雷。简称球雷,一种特殊的雷电现象。一般是橙或红色,或似红色火焰的发光球体(也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的),直径约为10~20cm,最大的直径可达1m,存在时间大约为百分之几秒至几分钟,一般是1~5s,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有的由烟囱或通气管道滚进楼房,多数沿带电体消失球形雷一般发生的较少,只有在一些特殊的地理环境或者特殊的基站位置上才会有球形雷的发生。3）感应雷。雷电在雷云之间或雷云对地放电时,并在附近的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象,叫做“二次雷”或称“感应雷”。感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷不论雷云对地闪击还是雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用,因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波(LEMP)破坏的系统称为内部防雷系统。

3 无线通信防直接雷的接地工作 对于防直接雷袭击，我们一般主要采用避雷针、避雷带、避雷网等传统避雷装置，只要设计规范，安装合理，这些避雷设施便能对直接雷进行有效的防御，这种方法经济、简单，但要注意，避雷针应当装在高于天线尖端数米，避雷针与天线之间应有一定的间隔，以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆，通信天线装在避雷针外线大约1.5个波长以外。由于避雷针带接触雷击的强度较大、范围较广，首先要确保其具有良好的电流泻放通道，主要接地标准应做到：

3.1 避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，一般为10—500，小于50最佳，由于雷电浪涌电流较大，频谱较宽且持续时间短，因此要求必须有尽量小的电感量。

3.2地线不能用扁平编织线或绞合线，因为这种线电感较大，不利于泄放雷击电流，且容易被腐蚀。要尽可能使用3mm以上的实心导线，且最好是相同的金属材料。

3.3为了增大地表层的泄放面积，可采用埋设有一定间隔的多根接地体，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管，并把它们焊接起来。

接地体宜采用热镀锌钢材，其规格要求如下： 钢管φ50mm壁厚不应小于3.5mm。角钢不应小于50mm×500mm×5mm。扁钢不应小于40mm×4mm。

地网组成方式给予了灵活考虑，但机房工作地、保护地、铁塔防雷地三者应共同地网，且要求铁塔与建筑物连通(含地下、楼顶)，有困难时也要确保楼顶避雷带与铁塔地网连通。对于地处市郊、多雷区(年雷暴日大于20天以上)或建筑物较高而得不到周围建筑物防雷设施保护的台站，其地网应在地下、地面上作多点(两点以上)焊接连通，特别注意的是，在地网焊接连通时要与设备断开操作，以确保系统安全。

4无线通信防感应雷的接地工作

由于其来自线路的感应电流，加之有的系统屏蔽差，以及没有采取有效的等电位连接措施、综合布线不合理、接地不规范造成地电位反击等，因此需要运用完善的综合防雷手段，在电源和馈线等线路上安装相关的避雷器SPD，与合格的避雷针有机结合、相互补充，构成一套完整的防雷体系。而对任何先进、科学的防雷器件而言，设备的本身接地和防雷器的接地都尤为重要，一般要求通信机房地阻不超过10，这也是保证避雷设备发挥作用的前提和关键。

4.1 机房内的设备首先要做到保护地、工作地等电位连接，特别是相关设各机箱的外壳必须接地，以最大程度上减少二次感应雷击的危害。对接地汇集线和接地排的要求较高，它一般设计成环形或排状，材料为铜材，截面积不应小于120mm2，也可采用相同电阻值的镀锌扁钢，机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上，接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。

4.2 通信站传输射频信号的同轴电缆馈线一般都有金属外护层，应在上廓、下部和经走线架进机房入口处就近接地，在入机房处的接地应与地网引出的接地线直接连通，以泻放线缆在外界感应的雷电流。当铁塔高度大于或等于60m时，同轴电缆馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地。在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的接地问题。一是避雷器的接地端的接地电阻不得大于50，否则将影响防雷效果；二是安装通信天线时，天线支撑杆要与铁塔可靠连接，连接电阻等于零，馈线应从铁塔内部垂下，并每隔一段距离用铜丝与铁塔固定。 4.3 为有效防范在电源和信号线路上产生感应雷击，所设置的各种避雷器的接地状况直接关系防雷效果。对于配电柜中电源避雷器的接地线，应至少保证截面在16mm2以上，而信号线路的避雷器的接地线也要达到截面在6～2以上，并且到接线排的距离要越短越好，在小于1m范围内，这样一旦受雷击时，可保证避雷器上强电流在最短时间内泻放，达到对电源、信号线路的有效防雷目的。

4.4 为防感应雷击的二次破坏效应，我们必须重视接地线的布设，切记不可将避雷器接地线与供电或信号线路混合捆扎，虽然平时看起来线路相互之间没有干扰和简洁美观，可一旦发生雷击，避雷器作用时强大的泻放电流将在瞬间再次感应同向的邻近线路，从而造成相联设备受损，这一点我们往往容易忽视，可事实却提醒我们在防雷工作中不可半点马虎，否则后果不堪设想。

参考文献：

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[2]杜仁强.一般通信基站的防雷措施.通信电源技术.2006

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