北京市丰台区通信基站综合防雷设计

【摘要】本文根据北京市丰台区某移动通信基站的特点。通过对建筑物的风险分析，根据当地的实际情况和国家对移动通信基站的防雷要求的相关标准，提出雷电防护方案。通过外部和内部的防雷措施的实施，使得移动通信基站能得到全面的保护。

【关键字】：移动通信基站；直击雷；风险评估；接地

【中图分类号】TN929.5

【文献标识码】B

【文章编号】1672-5158（2012）12-0433-01

1 移动通信基站的概述

移动通信基站是由电源系统、信号收发射系统、天馈线系统、中继传输系统等构成的一个综合系统；从防雷的角度上讲，这些设备引入的雷电的危害形式并不单一，主要包括直接雷击、电磁感应、雷电波侵入和地电位反击，一旦某一设施遭受雷电袭击，必然会直接影响到与它相连的其它设施，从而造成破坏。

针对移动通信基站的具体情况，本文详细阐述了移动通信基站设备雷电防护措施，尽可能保证基站内各种设备免受雷电的干扰和破坏；与此同时，我们也看到了现有的防雷理论还不够完善，还需大家在今后的实际工作中，不断地摸索，总结经验，争取将雷击损害降低到最小程度。

2 移动通信基站综合防雷设计

2.1 移动通信基站接闪器的安装

由于基站安装在建筑物顶部，在强雷区其接闪的概率极大。因此基站所有天线和设备都必须在避雷针或附近建筑物直击雷防护装置的保护范围内，根据观察应该在基站天线中间金属杆顶加装1米长的避雷针，同时还应在基站天线边1米处安装一支同样高的避雷针。基站的防雷保护按第二类防雷设计要求，用“滚球法”计算时取滚球半径hr=45m。

为尽量减少雷电流沿避雷针向地面泄放时产生的瞬间电磁场对基站设备的感应和反击放电，设定避雷针与天线外缘距离为3m；由于基站天线高度一般均为3.5m考虑加1米的裕量所以hx=4.5m天线间距离约1m将避雷针对称安装于天线两侧离天线最外缘3米，根据滚球法计算等高双针高度1为4.9m.

2.2 移动通信基站铁塔及机房的接地

机房顶部的各种金属设施，均分别与屋顶避雷带就近连通。机房内走线架、吊线铁架、机架、金属通风管道、金属门窗等均作保护接地。保护接地引线用截面积40mm2的多股铜导线。由于移动通信基站铁塔位于楼顶，将基站底座与大楼楼顶的钢筋焊接，以大楼的钢筋作为引下线。

2.2.1 接地体

水平接地体采用40×4mm的热镀扃钢，垂直接地体采用长度2.5m、直径25mm的热镀锌圆钢，垂直接地体间距为5m。

2.2.2 接地线和接地引入线

接地线采用截面积为50mm2的多股铜线。接地引入线采用40×4mm的热镀锌扁钢，长度为30m。接地引入线作防腐、绝缘处理，埋设时避开污水管道和水沟，在地面以上部分，采取防止机械损伤的措施。接地引入线由地网中心部位就近引出两根与机房内接地汇集线连通。

2.2.3 接地汇集线

接地汇集线一般设计成环形或排状，材料为铜材，截面积不应小于，也可采用相同电阻值的镀锌扃钢。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。

2.2.4 接地电阻

移动通信基站地网的接地电阻值应小于5Ω，对于年雷暴日小于20天的地区，接地电阻值可小于10Ω。架空电力线与电力电缆接口处的保护接地以及电力变压器（100KVA以下）保护接地的接地电阻值应小于10Ω。架空电力线上方的避雷线及增装在高压线上的避雷器的接地电阻值，其首端（即进站端）应小于10Ω，中间或末端于小30Ω。

2.3 移动通信基站屏蔽与等电位连接设计

屏蔽和等电位连接是移动通信基站正常工作及对雷电进行有效防护的基础，良好的接地能把雷电流引人大地保证基站设备安全，避雷针与基站的接地系统及等电位连接设计采用共用接地方式接地电阻要求小于。对于已具有合格直击雷防护装置的建筑物设计采用镀锌扁钢或圆钢将两支等高避雷针与屋顶避雷带就近焊接。对于无防雷装置的建筑物应设计安装接地体并采用热镀锌扁钢或圆钢做为避雷针引下线，选最短路径从接地体焊接至避雷针。

2.3.1 雷电防护区的划分

按电磁兼容的原理，可把信息系统所在建筑物按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度的不同，由外到内分为不同的雷电防护区，以采取不同的防护措施。

2.3.2 屏蔽措施

对移动接地装置系统基站系统来说，特别是具有微波、各种通信线路的通信系统，雷电电磁脉冲有很大一部分是通过各种线路侵入的。因此，应从以下几个方面做好线路屏蔽：

①所有金属线缆（包括电源线、各种通信数据线等）在引人建筑物时，宜采用金属屏蔽线缆或穿金属管埋地引入方式，并将金属屏蔽层在两头可靠接地，且要求在入户前埋地的水平长度≥15m

②由于雷电流的“集肤效应”，使得相当大的一部分电流沿屏蔽层接地端口泄人大地。

③建筑物内部的线缆（网线等），采取屏蔽措施，并穿专用弱电线路走线槽或金属管道，走线槽或金属管道全线应电气连通，并进行了可靠接地。

④天馈线或露在LPZ0区的信号线，最有可能遭到电磁脉冲的干扰，也应穿金属管引入，并进行良好的可靠接地。

2.3.3 基站局部等电位连接

等电位连接网络的结构形式有S型、M型，或2两种种结构混合形式的组合。根据IEC标准推荐对中、大型机房，应采用M型或混合形结构。

除用PE线作保护接地外，还将各计算机设备的外露可导电部分尽量短直地联结到设备下方的局部水平等电位铜质网格上以获得低阻抗的信号接地。网格也与配电箱内的PE排相联结，网格。铜带宽，厚约0.6mm。如将计算机设备的电源线路以及PE线与其他线路分开，并将铜质网格与地绝缘，抗干扰效果更好。这时，计算机设备的PE线需和插座的金属接线盒、穿线金属管以及其他回路的PE线绝缘，直到与总等电位联结的接地母排为止。

①电源等电位连接

总配电盘PE母排应与总等电位连接端子LEB的规格应小于或等于等电位连接端子板或的铜板，连接线应为小于或等于的多股铜线。PE母排至各层局部等电位母排的连接线规格小于或等于，各步排至设备间的LEB局部等电位连接线规格小于或等于。电源线人户当采用屏蔽电缆，应在两端接地，在人户（LPZ0-LPZl）时设置两层屏蔽，且外层屏蔽应与接地母排作电气连接。依据GB50343-2004的要求设置相应型号的SPD并有良好的电气连接。等电位连接端子板与插座保护线端子或任一装置外导电部分问的连接线的电阻包括连接点的电阻不应该大于0.02Ω。

②信号设备等电位连接

信号电缆于LPZ0-LPZl区界面处设置等电位连接母排，该母排应与建筑物总等电位母排作电气连接信号等电位连接。母排的规格小于或等于或铜排，连接线应为小于或等于的多股铜线。信号电缆的铠装层或金属套管与LEB等电位连接，连接线小于或等于的多股铜线，信号SPD接地也与该等电位连接母排作电气连接。光缆人户时，应与LPZ0-LPZl界面处，将光缆的金属层与加强筋作电气连接，并与等电位母排作等电位连接。

3 结束语

在移动基站组综合防雷中，不管是何种避雷方法，首先要接地系统良好。如果基站基础接地不好不能达到设计要求，采取任何方法都不能从根本上杜绝雷击灾害的发生。因此不管是隔离、屏蔽.SPD的加装等都是为了把雷击概率减小到最低程度，如果说采取了上述防雷措施风力发电机组就不遭受雷击是不可能的，也不实际。所以个人认为只有全面的综合的防护才能把雷电造成的损失降到最低。