淺談移動通信基站綜合防雷

樓剛++邊學文

摘 要：為了提高基站的防雷能力，防止移動通信基站遭受雷害，確保移動通信基站內(nèi)設備正常工作，確保建筑物及站內(nèi)人員的安全，應根據(jù)基站的特殊性設計移動通信基站綜合防雷系統(tǒng)工程。 本文分析了基站遭受雷害的主要原因，從直擊雷防護、防止地電位反擊、防止雷電波侵入以及實現(xiàn)分級防雷等方面闡述了移動通信基站綜合防雷措施。

關(guān)鍵詞：移動基站；綜合防雷；地電位反擊；雷電波侵入

為了取得較好的通信信號，移動基站的選址非常特殊。在城區(qū)通常設在高大建筑物屋頂；在郊區(qū)和鄉(xiāng)村經(jīng)常設在開闊地帶或山頂，而且還有相當一部分安裝在鐵塔上，相對周圍環(huán)境而言，形成十分突出的目標，從而導致雷擊概率增多。據(jù)統(tǒng)計，各省每年都會發(fā)生多起基站雷擊事故，雷擊對移動通信基站的破壞表現(xiàn)在通信設備損壞、通信中斷，不僅對運營商會造成重大經(jīng)濟損失，更為嚴重的是由于移動通信設備無法正常工作，影響人們的日常生活。

一、移動基站雷害的主要原因

移動基站防雷是一個非常復雜的系統(tǒng)工程。雷電對基站的破壞主要通過四種形式：直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電位反擊。基站內(nèi)設備被直擊雷和雷電感應破壞的概率幾乎為零。這是因為基站設備（包括基站室外電力變壓器）的位置普遍較低，完全處于建筑防雷設施或鐵塔以及架空線路避雷系統(tǒng)的保護之下，雷電流只能沿鐵塔避雷系統(tǒng)、架空線路避雷系統(tǒng)和建筑防雷等外圍的避雷系統(tǒng)泄放，所以基站設備很難遭到直擊雷損害。所以基站防雷系統(tǒng)除了做好直擊雷防護以外，更應以防止地電位反擊和雷電波侵入為主要目標。

二、直擊雷的防護

防直擊雷都是采用避雷針、避雷帶等作為接閃器，建在城市市區(qū)的基站遵照三類建筑物的直擊雷防護標準，建在曠野或高山上的基站，按二類防雷建筑物直擊雷防護標準。根據(jù)通信基站的特點，初步對通信基站的直擊雷防護提出以下要求：塔頂應安裝避雷針，發(fā)射天線、航空標志燈等設施都應在其保護范圍之內(nèi)，金屬塔體可作為引下線。如另外加設引下線應采用不小于40mm×4mm的鍍鋅或50mm的銅鉸線。鐵塔的四腳均應與地連接。建筑物天面上的通訊塔應至少有相對稱的兩點與建筑物的避雷帶連接。

三、防止地電位反擊

地電位反擊是當直擊雷發(fā)生的瞬間，由于接地電阻的存在使得基站的地電位顯著升高，這時會對基站的電源端口和信號端口產(chǎn)生強烈的反擊現(xiàn)象，為了有效地避免地電壓反擊造成的損失，采取以下措施：

（一）使用直流浪涌抑制器和交流過壓保護器：在直流負載的電源輸入端加裝浪涌抑制器。在交流變壓器的低壓側(cè)、基站交流配電箱的地零間加裝交流過壓保護器。為避免被保護設備由于接地或電源線過長引起脈沖反射，交流過壓保護器和直流浪涌抑制器盡量靠近被保護的設備安裝。

（二）將基站的工作接地與室外避雷器接地在基站地網(wǎng)上的引接點分開焊接，這樣可以大大降低基站工作接地母排的電壓浪涌幅值。當雷電電流沿地網(wǎng)泄放時，在避雷器引下線與地網(wǎng)連接點附近土壤內(nèi)形成一個強電位場，距離越近電壓越高，將基站工作接地與室外避雷器接地分開，可以大大降低基站的反擊電壓。

（三）降低接地電阻防止反擊事故發(fā)生。接地電阻較大的山上基站，可利用塔基鋼筋、蓄水池、無爆炸電擊危險的金屬管路等自然接地體降低接地電阻。

四、防止雷電波侵入

雷電產(chǎn)生的電磁脈沖，以電磁波的形式，沿電源線、天饋線和信號線侵入，對基站的設備造成破壞和危害。應分別采取以下措施：

（一）電源線的防護與接地。

1.低壓電源線路應采取穿鋼管或具有金屬防護層的電力電纜從地下引入機房，其長度不小于50米，鋼管及金屬護層兩端應就近接地。

2.塔頂裝有用電設備的基站，電纜線應采用具有金屬屏蔽層的電纜，屏蔽層兩端做好接地處理。

3.移動基站的電力電纜應埋地敷設，使用專用變壓器時，高壓電力電纜的埋設長度不宜小于200米，低壓電纜進入基站機房時，埋地長度不宜小于15米，低壓埋地電纜應選用具有金屬鎧裝層的電力電纜或穿鋼管埋地引入機房，電纜金屬鎧裝層和鋼管應在兩端就近與變壓器地網(wǎng)和機房地網(wǎng)連通。

（二）天饋線的防護與接地。

基站的天饋線應處于避雷針的保護范圍之內(nèi)，天饋線應在走線架上敷設進入機房，走線架始末兩端應良好接地。鐵塔上敷設的天饋線金屬外層應分別在兩端及進入機房入口處外側(cè)就近接地，接地線截面積應不小于10mm2，當天饋線長度大于60米時，其金屬外護層應在塔的中間部位增設一處接地。

（三）信號線的防護與接地。

信號線宜由地下進出基站，對于架空進出基站的信號電纜，應采用具有金屬外護套的屏蔽電纜，屏蔽電纜的兩端應良好接地。此外，暴露于室外的以及長距離敷設的各種傳輸線（光纖除外）上，需安裝相應的電子避雷器，來對侵入到傳輸線內(nèi)部的感應雷電波進行抑制和泄放，以確保設備的安全。

五、實現(xiàn)分級防雷

世界上沒有任何一種避雷器能滿足所有混合雷電沖擊波、殘壓以及響應時間指標的要求，所以應根據(jù)基站電源設備的絕緣等級劃分防雷層次，實現(xiàn)多級防護，對雷電能量逐級減弱，使各級避雷器殘壓相互配合，最終使過電壓值限制在設備絕緣強度之內(nèi)。

（一）外接供電線路入總配電柜前安裝大通流量的電源避雷器，以泄放掉來自外界電力傳輸線的雷電入侵波的大部分能量。

（二）在設備集中的樓層的分配電柜或房間的進戶電源處安裝用戶分電源避雷器，進一步限制雷電過電壓的幅值。

（三）在直流用電設備的直流電源處安裝直流電源避雷器，進一步對雷電入侵波的涌浪進行抑制，以確保耐壓水平較低的直流用電設備的安全。

六、結(jié)束語

移動通信基站防雷的實踐性很強，且各個站點情況各異，在具體實施過程中應根據(jù)站點的不同條件，因地制宜地制定解決方案，才能提高基站的綜合防雷能力，取得更好的防雷效果。防止移動通信基站遭受雷害，確保移動通信基站各系統(tǒng)設備都能正常工作，不受雷電的干擾和破壞；確保建筑物以及站內(nèi)人員的安全。

參考文獻：

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