基站地網(wǎng)施工方案選取原則探討

[摘 要]本文結(jié)合基站工程實際測試情況，對常規(guī)地網(wǎng)及幾種專用接地系統(tǒng)的特點、施工方法、接地效果等進行了對比，給出了初步分析結(jié)果，提出了基站新建地網(wǎng)施工方案選取的基本原則。

[關(guān)鍵詞]接地電阻、長效緩釋接地體、銅包鋼接地體

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0105-02

一、 概述

根據(jù)“移動通信基站防雷與接地設計規(guī)范”和基站廠家設備技術(shù)資料，為保障基站設備的正常運行，防止受到雷擊損壞以及出現(xiàn)信號雜音干擾等現(xiàn)象，接地電阻要求小于10歐姆，基站地網(wǎng)應采用采用聯(lián)合接地方式（即：通信設備的工作接地、保護接地、建筑物防雷接地共同合用一組接地體的聯(lián)合接地方式）。

最常見的基站新建地網(wǎng)是由一定數(shù)量的鍍鋅角鋼（垂直接地極，一般長2～3米，間隔約5米）和鍍鋅扁鋼（水平接地極，距地面不小于0.5～0.7米）組成，垂直地極的數(shù)量和地網(wǎng)占地面積需根據(jù)大樓周圍的土壤電阻率情況決定（受土質(zhì)、水位等因素影響）。本方法采用的原材料便宜、造價較低，而且地網(wǎng)較大，有利于雷擊電流的多點迅速泄放，但通常需開挖的地面較多，實際施工難度較大；而且需不斷重復打入地極、測量地阻的步驟，直至滿足要求，難以在施工前預估工程量的大小。

由于不少業(yè)主不允許在大樓周圍開挖太多地面，而且不允許與大樓原有接地網(wǎng)的鋼筋連接，若當?shù)赝寥离娮杪矢?，埋設角鋼數(shù)量不足時，地阻常常無法滿足要求。此時，可以考慮采用改善接地效果比較明顯的專用接地系統(tǒng)。

二、幾種專用接地系統(tǒng)介紹

為了配合選型要求，我們調(diào)查了部分廠家的接地產(chǎn)品，其中，提供較詳細資料的有三個公司：A、長效緩釋接地體，埋設方式為挖孔加專用降阻劑；B、銅包鋼接地體，埋設方式為直接砸入，不加降阻劑；C、銅包鋼接地體，埋設方式為挖孔加普通降阻劑。下面我們首先對這幾種產(chǎn)品的構(gòu)成、原理、施工步驟等進行簡單介紹：

A、長效緩釋接地體

由內(nèi)含可逆性緩釋填充劑的接地極、引發(fā)劑、增效電解離子填充劑和防護帽組成。接地極材料有銅質(zhì)和鋼質(zhì)兩種，長度有3米、2米、1.5米等3種，直徑均為55mm。

接地極中含有的可逆性緩釋填充劑具有吸、放水可逆的特點，保證殼內(nèi)濕度，填充劑具有良好的膨脹性和吸附性，可增大接地極的等效截面積；接地系統(tǒng)采用離子緩釋技術(shù)，適用不同的地質(zhì)條件；抗腐蝕性能強，使用壽命長；占地面積?。?/p>

安裝步驟（見下圖）：首先鉆一個垂直地面、直徑155mm、深度為“地極長度+145mm”的孔洞，再植入接地極和填入填充劑。采用95mm2多股銅線做接地引出線，引出線與接地極可實行壓接、焊接或熔接的方式，接點防腐處理。

B、銅包鋼接地體

采用水平連鑄銅包鋼接地棒，標準配件還包括尖頭、連接器和端驅(qū)動頭等，單根長度為1.2～2.4米，直徑不小于17～20mm（推薦規(guī)格為長度1.5米，直徑17.2mm）。

銅包鋼是雙金屬復合材料，線芯是鋼，外層是無氧銅，采用水平連鑄法生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)銅與鋼之間冶金熔接；表面銅層較厚（平均厚度大于0.4mm）耐腐蝕性強、導電特性好，使用壽命長；采用多根連接傳動方式，最大可深入地下30米。

安裝步驟（見下圖）：在挖好的地線坑內(nèi)用人工打入地下1.4米后，測量接地電阻，再連接下一根繼續(xù)打入，直到測量接地電阻在10Ω以下后（一般連接4根），可做引上線。如一組達不到要求可設二組，采用化學放熱焊接技術(shù)。選用？12圓鋼做接地引出線，以化學放熱焊接方法與接地體（網(wǎng)）焊接牢固，焊接處需做防腐處理。

C、銅包鋼接地體

也是采用水平連鑄銅包鋼接地棒，由棒和連接管組成，選配件包括尖端頭和端驅(qū)動頭等，單根長度為1.2～3.0米，直徑為12或17.2mm。特點與B產(chǎn)品相近，但安裝方式不同，采用挖孔加普通降阻劑的方法。

安裝步驟（見下圖）：需首先鉆一個垂直地面、直徑約300mm，深度約為“地極長度+500mm”，再植入接地極和填入填充劑。接地引出線采用適合連接多股銅線、扁鋼、圓鋼的連接套進行壓接的方式。

三、接地系統(tǒng)實測結(jié)果

參加接地系統(tǒng)實地測試工作的包括A、B、C三個公司。具體規(guī)格有：1、A公司銅質(zhì)地極（φ55，3米管），2、B公司銅包鋼（φ17.2、單根1.5米，φ14、單根2.4米），3、C公司銅包鋼（φ12、單根1.5米，φ12、單根2.4米）。為了更好地比較各種接地極產(chǎn)品的性能，各公司還準備了角鋼、銅管等。

測試地點位于一片生產(chǎn)基地，原是農(nóng)田，場地表層有旁邊工地的回填土石方；由于場地較大，根據(jù)現(xiàn)場挖孔的情況，各處的地質(zhì)條件不完全一致，但差別應該不會太大。B公司在其接地極的埋設位置測量土壤電阻率為32Ω，地下水位約0.7米至1.5米。

下圖為地極測試點的分布圖，我們按不同公司分成三組。每組的接地極埋設位置之間均相距約5米。

四、初步對比分析

1、A產(chǎn)品，長效緩釋接地體加專用降阻劑

測試地阻為8.85歐（此前，A產(chǎn)品在鄰區(qū)還做過兩次測試，測試地阻均達到4歐左右）；這說明在該片區(qū)的正常地質(zhì)條件下，A產(chǎn)品單根3米（加降阻劑）的降阻效果一般可滿足要求。

施工時只需挖一個地孔，占地面積較小；但其中人工挖孔所占的時間和工程量較大（根據(jù)現(xiàn)場觀察，每個孔的開挖時間約60～90分鐘），若在挖孔過程中遇到較大的石塊等阻礙物則會比較麻煩。

在對比測試中，與3米單根普通角鋼相比，A產(chǎn)品的接地電阻相對較低，這說明接地效果確實比普通角鋼好；

2、B產(chǎn)品，銅包鋼，不加降阻劑

測試地阻介于8.7～14.0歐；這說明不帶降阻劑時，單純銅包鋼接地極的降阻效果與砸入點的土質(zhì)關(guān)系較大。但由于B產(chǎn)品可以多根連續(xù)打入，隨著接地極長度的增加，應該可以改善降阻效果。

在對比測試中，單根3米銅包鋼的降阻效果與3米角鋼效果相差不大，估計是由于銅包鋼的直徑較細、但材質(zhì)較好的原因。

施工時只需挖一個約0.5米的地孔，然后直接砸入，施工較方便，所需時間較短。但砸入時無法判斷下面的情況，要注意防止損壞地下的設施和管線。

在實際測試過程中，B產(chǎn)品的兩根銅包鋼在砸入過程中分別發(fā)生了連接管和端驅(qū)動頭的內(nèi)螺紋滑絲、無法繼續(xù)施工和測試的現(xiàn)象，這說明其制造工藝還有待進一步改進，或提出相應的現(xiàn)場解決方案。

3、C產(chǎn)品，銅包鋼，加普通降阻劑

測試地阻為8.3～9.75歐；這說明帶降阻劑時，銅包鋼接地極的降阻效果相對更穩(wěn)定一些。

在對比測試中，單根銅包鋼的降阻效果較角鋼略差，估計是由于C公司本次參與測試的銅包鋼的直徑更細一些。

施工時只需挖一個地孔，占地面積較小；其中人工挖孔所占的時間和工程量較大，若在挖孔過程中遇到較大的石塊等阻礙物則會比較麻煩。

4、初步報價對比：A產(chǎn)品較高，B、C較低。

5、三者優(yōu)缺點比較

A產(chǎn)品的優(yōu)點是接地極導電性、抗腐蝕性好，離子緩釋技術(shù)和降阻填充劑可保證降阻效果持久穩(wěn)定；缺點是造價相對較高，人工挖孔的工程量相對較大。

B產(chǎn)品的優(yōu)點是導電性、抗腐蝕性好，造價相對較低，不需挖深孔，施工更簡便，缺點是降阻效果受地質(zhì)條件影響相對較大，直接砸入時一定要考慮地下是否有設備或管線。

C產(chǎn)品的優(yōu)點是接地極導電性、抗腐蝕性好，常規(guī)降阻劑可改善降阻效果、且成本較低；缺點是人工挖孔的工程量相對較大。

五、結(jié)論

根據(jù)前面的分析，我們可初步得出基站新建地網(wǎng)施工方案選取的基本原則：

專用接地系統(tǒng)可以通過改善土壤電阻率、增大接觸面積、深埋接地極等技術(shù)，在相同的施工面積內(nèi)，有效降低接地電阻，達到很好的效果。但其通常具有以下一些缺點：①投資較大，②地網(wǎng)面積小、③不利于強雷電流泄放等。

根據(jù)基站工程的實際施工情況（基站眾多、投資有限，而且部分站址可能會搬遷等），在條件許可的情況下，可盡量采取常規(guī)的地網(wǎng)建設方法，包括增加垂直地極（鍍鋅角鋼）和地網(wǎng)面積，添加常規(guī)降阻劑等，這些方法成本低，易施工。

在施工條件差（包括不允許開挖地面、地質(zhì)條件差等）的站點可以考慮采用專用接地系統(tǒng)。在前述的三種產(chǎn)品中，A、C的降阻效果相對穩(wěn)定一些，更適用于地質(zhì)較差的地點，這種情況下如使用B產(chǎn)品，宜采用多根接地極并聯(lián)或加長效降阻劑等措施；對開挖地面限制更嚴格，而土壤條件較好的地點（例如周圍有水池魚塘、地下水位較高、土質(zhì)為淤泥等），則宜考慮采用B產(chǎn)品。

垂直接地極最好采用銅質(zhì)（導電性好）或不銹鋼質(zhì)（耐腐蝕性能好），水平接地體或接地引上線可采用銅芯電纜（導電性好，但較貴）、鍍鋅扁鋼，或鍍鋅圓鋼。

接地體之間及其與接地引上線的連接：相同材質(zhì)時可采用焊接，不同材質(zhì)時，建議采用化學放熱熔接方式；接點均要求作防腐處理。

有條件的地方應保證多點泄流；新建地網(wǎng)宜與原有地網(wǎng)互聯(lián)，形成聯(lián)合地網(wǎng)，若難以施工，則應保持一定距離，以防止互相影響，如形成地電位反擊等。

對于非自建機房的移動基站和電信接入站點，機房性質(zhì)和地網(wǎng)情況與基站有一定的相似性，也可以參照上述原則確定接地施工方案。

作者簡介：

閻陽 2001年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學，獲學士學位，現(xiàn)在廣東省電信規(guī)劃設計院動力設計所主要從事通信電源設計。