移動(dòng)通信基站雷擊災(zāi)害及防雷接地設(shè)計(jì)淺析

李柏堅(jiān)

摘 要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，我國的移動(dòng)通訊基站的防雷技術(shù)也在逐漸提升。對于一些高度集成的電子器件或者是耐沖擊性較差的通訊基站來說，雷電是較大的威脅之一，它會(huì)造成過電壓雷擊，從而使通訊設(shè)備受到。所以為了保證移動(dòng)通訊基站的穩(wěn)定運(yùn)行以及客戶使用的良好體驗(yàn)，就必須要加強(qiáng)對移動(dòng)通訊的防雷擊保護(hù)，提高技術(shù)水平，降低感應(yīng)雷擊的危害位，避免其遭受到雷擊。本文從移動(dòng)通訊基站的雷擊災(zāi)害以及防雷接地設(shè)計(jì)展開探討，分析了危害移動(dòng)通訊基站的幾個(gè)主要雷電方式，并給出了優(yōu)化防雷接地設(shè)計(jì)的措施，希望對提高移動(dòng)通訊基站的防雷技術(shù)有所幫助，供大家參考。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信基站；雷擊災(zāi)害；防雷接地；設(shè)計(jì)

現(xiàn)在為信息時(shí)代，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通訊基站與系統(tǒng)的應(yīng)用類型越來越廣泛，且移動(dòng)通訊的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大；但是移動(dòng)通訊基站中的那些通訊設(shè)備基本上都是微電子設(shè)備，所以它們抗雷擊能力、抗電磁干擾的能力不強(qiáng)，電磁兼容能力較弱等。通訊行業(yè)針對通訊局站的防雷設(shè)計(jì)制定了詳細(xì)的規(guī)范與要求，而各大電信運(yùn)營商也根據(jù)自身的實(shí)際情況制定了合理的規(guī)范與要求，盡管如此，依然會(huì)出現(xiàn)因雷擊造成的通訊阻斷的情況，從而為通訊企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響到人們的日常生活與生產(chǎn)。所以應(yīng)對移動(dòng)通訊基站遭受雷擊的原因進(jìn)行分析，并找出相應(yīng)的解決辦法，這對于基站設(shè)備在雷雨天氣時(shí)正常使用以及提升人們的生活質(zhì)量方面具有重要的意義。

1 移動(dòng)通信基站雷擊災(zāi)害的主要雷電形式

（1）直擊雷。

直擊雷就是將雷電直接作用在建筑物或者防雷的設(shè)施上，并引起電、熱、機(jī)械等效應(yīng)。直擊雷的傷害性很大，移動(dòng)通訊設(shè)備在沒有防直擊雷設(shè)施的情況下受到直擊雷的攻擊，將會(huì)造成鐵塔、設(shè)備的損失，甚至是人員傷亡。

（2）雷電感應(yīng)。

雷電感應(yīng)就是指導(dǎo)體在附近雷電的作用下，形成靜電和電磁感應(yīng)。相較于直擊雷來說，雷電感應(yīng)的傷害性較小一點(diǎn)，但是雷電感應(yīng)的發(fā)生次數(shù)較多，所以對移動(dòng)通訊基站的設(shè)備也會(huì)造成不同程度的損壞。

（3）雷電波侵入與雷擊電磁脈沖。

雷擊電波就是指其沿著受到雷電作用下的線路進(jìn)入基站中，進(jìn)而損壞設(shè)備。雷擊電磁脈沖就是當(dāng)雷電直接擊中建筑物或者防雷設(shè)備等時(shí)，進(jìn)而引發(fā)的干擾性效應(yīng)，同樣會(huì)對基站中的設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。

2 移動(dòng)通信基站雷電防護(hù)技術(shù)

（1）屏蔽技術(shù)。

屏蔽技術(shù)就是屏蔽電磁，通過利用控制導(dǎo)電材料，進(jìn)而減少變磁場向特定區(qū)域穿透的動(dòng)作。屏蔽技術(shù)一般會(huì)在發(fā)生雷電時(shí)產(chǎn)生的交變電磁場中發(fā)揮作用，減少電磁場給通訊設(shè)備帶來的傷害，進(jìn)而保障了通訊設(shè)備的安全運(yùn)行。在某些區(qū)域運(yùn)用屏蔽技術(shù)之后，隔欄形成的屏蔽范圍，會(huì)使該區(qū)域內(nèi)的磁場強(qiáng)度由H0降低到H1；H1=H0/10Sf/20。H0就是為進(jìn)行屏蔽的磁場強(qiáng)度；H1就是屏蔽后的磁場強(qiáng)度；Sf即屏蔽系數(shù)；Sf與磁場中內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)與特性有關(guān)。

（2）接口保護(hù)。

為了保證設(shè)備得以正常運(yùn)行，可以通過消除或者降低電壓的方式，保護(hù)設(shè)備的接口處來維持設(shè)備的順利運(yùn)行。通訊設(shè)備的四個(gè)主要接口為：電源接口、信號(hào)端口、饋線接口、接地接口，它們是雷電進(jìn)入設(shè)備并破壞的主要途徑；接口保護(hù)的手段可以通過減少接口處的電差位來實(shí)現(xiàn)。如下圖。

3 移動(dòng)通信基站防雷接地設(shè)計(jì)分析

（1）接閃器選擇與設(shè)計(jì)。

信號(hào)塔的頂部需要安裝接閃桿，然后按照國標(biāo)GB500572010中的相關(guān)規(guī)定與要求計(jì)算出實(shí)際工程中所需要的接閃桿的高度以及保護(hù)范圍，并選用螺栓與焊接的方式將其與塔體進(jìn)行連接，主要目的就是為了保護(hù)BTS天線等。常用的接閃設(shè)施有：接閃帶、接閃網(wǎng)等，移動(dòng)基站周邊在安裝接閃器時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安裝，其主要作用是吸引接受雷電流。

（2）引下線。

為了有效的防止雷電的繞擊，建筑物的頂部以及其他金屬應(yīng)該連接避雷帶，并以多個(gè)建筑物的主鋼筋作為引下線，或者將多條獨(dú)立引下線連接到地網(wǎng)上。引下線的下端并與建筑物的鋼筋基礎(chǔ)在地下以焊接的方式連接到一起。為了防止老化現(xiàn)象的發(fā)生，引下線的外圍要運(yùn)用PVC塑管來套裝在外墻上。

（3）基站鐵塔的防雷與接地。

一般的移動(dòng)通訊的基站都是建在位置較高的位置，且比周邊的建筑物都要高，所以最容易受到直擊雷的雷擊，其設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p壞，從而嚴(yán)重影響了基站的穩(wěn)定運(yùn)行。基站鐵塔與常規(guī)避雷針的運(yùn)用可以有效的防止直擊雷的傷害。避雷針的制作最好采用圓鋼、焊接鋼管等材料，以40mm×4mm的熱鍍扁鋼作為引下線?；镜蔫F塔與防雷地網(wǎng)點(diǎn)的焊接要有兩點(diǎn)以上的連通，以便能夠更好的釋放雷電流。例如，建筑物頂部的鐵塔和建筑物的主鋼筋、建筑物主鋼筋與防雷地網(wǎng)之間要有兩點(diǎn)及以上的焊接并連通，連接的材料要用大于或等于40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼或Φ12熱鍍鋅圓鋼，同時(shí)做好防腐處理。

（4）等電位連接。

通訊基站的地網(wǎng)按照均壓、等電位的原理，以工作地、保護(hù)地以及防雷地組為一組形成聯(lián)合接地網(wǎng)，基站中各種接地線都應(yīng)從接地匯集線或者是接地網(wǎng)上引入進(jìn)去。接地匯集線、總接地排的鋪設(shè)位置應(yīng)在配電箱和第一級電源保護(hù)器周邊，同時(shí)要用多股銅線將其與設(shè)備接地排連接到一起，銅線的選擇要用橫截面積大于70mm2的；該電位作為所有設(shè)備接地的基準(zhǔn)參考點(diǎn)并進(jìn)行電位連接。當(dāng)機(jī)房應(yīng)用的是一個(gè)接地排時(shí)，盡量采取星形接地的方法，同時(shí)預(yù)留出相應(yīng)的螺孔。若機(jī)房應(yīng)用的是兩個(gè)接地排時(shí)，第一個(gè)接地排要與地網(wǎng)直接連接，并保證所有的接地線都應(yīng)是短直的。

（4）SPD的應(yīng)用。

SPD就是電涌保護(hù)器，其主要作用就是為電子設(shè)備以及通訊線路提供安全保護(hù)；黨通信線路在受到外界的干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)尖峰的電流和電壓，這時(shí)SPD可以對這些電流與電壓進(jìn)行導(dǎo)通分流，并且用時(shí)較短，進(jìn)而有效防止了設(shè)備受到浪涌的破壞。為了防止移動(dòng)通訊基站受到雷擊，可以在電源總配電、光端機(jī)、監(jiān)控箱等位置安裝一組SPD。

4 結(jié)語

移動(dòng)通訊基站的防雷接地設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際的地理位置、周邊環(huán)境、氣候條件等來設(shè)計(jì)，并與其它環(huán)節(jié)相配合。對于雷電的防護(hù)一定要從整體、系統(tǒng)、綜合的角度來考慮，相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)一定要加強(qiáng)對移動(dòng)通訊基站建設(shè)的重視，樹立長遠(yuǎn)的目標(biāo)，有效的提升基站的防雷能力，提升防雷接地的設(shè)計(jì)水平，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及人員的生命安全。

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