無線通信基站防雷設(shè)計(jì)與接地方法研究

王開武

摘要：作為無線通信信號(hào)發(fā)射以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾O(shè)備之一，受到雷擊作用影響，無線通信基站關(guān)鍵設(shè)備可能發(fā)生損壞，甚至造成無線通信中斷，影響無線通信基站的穩(wěn)定運(yùn)行。本文分析了無線通信基站防雷設(shè)計(jì)，研究了無線通信基站接地方法。

關(guān)鍵詞：無線通信基站；防雷；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）07-0071-01

隨著信息化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，無線通信技術(shù)的發(fā)展速度是非?？捎^的，各類無線通信設(shè)備的應(yīng)用豐富了社會(huì)大眾的信息化生活水平，促進(jìn)了日常生活工作的便捷性。作為無線信號(hào)發(fā)射、傳輸、中繼以及接收處理的重要設(shè)備，無線通信基站常常布設(shè)于裸露地區(qū)，如高層建筑樓頂、曠野以及街頭等，承受自然環(huán)境條件變化的影響，遭受雷電襲擊的可能性較大，若不加以科學(xué)防范，設(shè)置會(huì)對(duì)整個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，做好無線通信基站的防雷設(shè)計(jì)以及接地工作是非常重要的。

1 無線通信基站防雷設(shè)計(jì)

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)條件支持下雷電是無法被消滅的，因此必須在無線通信基站建設(shè)期間通過防雷設(shè)計(jì)的方式，如雷電屏蔽技術(shù)、等電位連接技術(shù)、接口保護(hù)技術(shù)等，盡可能減弱甚至消除雷電作用力對(duì)無線通信基站安全運(yùn)行所產(chǎn)生的影響。具體而言，在無線通信基站防雷設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵要點(diǎn)包括[1]：

（1）雷電屏蔽技術(shù)。在無線通信基站防雷設(shè)計(jì)過程中，可以依托于對(duì)雷電屏蔽技術(shù)的應(yīng)用，以發(fā)揮電磁屏蔽性能，合理應(yīng)用到導(dǎo)電材料的導(dǎo)電特性來嘗試調(diào)整并減弱交變電磁場(chǎng)方向，緩解雷電作用力對(duì)無線通信基站對(duì)穿透影響，雷電作為一種電流巨大的交流電流，在雷電流動(dòng)的過程中會(huì)形成一個(gè)非常巨大的交變電磁場(chǎng)，而雷電屏蔽技術(shù)的應(yīng)用能夠最大限度的屏蔽電磁場(chǎng)，避免對(duì)無線通信基站中相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。（2）等電位連接技術(shù)。在無線通信基站的防雷設(shè)計(jì)過程中，可以將無線通信基站關(guān)鍵設(shè)備放置于金屬材質(zhì)管道內(nèi)，在雷擊作用下所產(chǎn)生的高電位物體可以與管道設(shè)備外殼連接，將可導(dǎo)電物體與無線通信基站裝置設(shè)備電位相等，以預(yù)防外部電位較高所產(chǎn)生的電擊事故對(duì)無線通信基站的整體運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。（3）接口保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)。通信基站接口較多，比如電源接口、信號(hào)接口、接地接口、饋線接口等，雷電可以從這些接口影響基站的正常工作，為了能夠消除、降低各個(gè)接口的電壓運(yùn)行情況，可以對(duì)各個(gè)接口進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，防護(hù)設(shè)計(jì)可以減弱各個(gè)接口間的電位差和中線間的電位差。比如在電源接口處可以采用40KA的氧化鋅 SPD、32A 的空氣開關(guān)作為保護(hù)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)過電壓保護(hù)。

2 無線通信基站接地方法

在無線通信基站建設(shè)期間，接地設(shè)計(jì)的方案及其質(zhì)量會(huì)直接對(duì)整個(gè)基站雷電保護(hù)的效果產(chǎn)生影響。做好接地設(shè)計(jì)方面的工作，不但能夠確保無線通信基站搭載線纜等方式接地，還能夠?qū)⒔拥仉娮杈S持在較低范圍內(nèi)，以確保線纜上電荷能夠迅速傾瀉至地下，這對(duì)于預(yù)防無線通信基站的承受雷電襲擊而導(dǎo)致高電壓擊壞線纜而言有著非常重要的作用。結(jié)合既往研究資料與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來看，無線通信基站的接地方法主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容[2-3]：

2.1 無線通信基站鐵塔上對(duì)饋線接地的安裝

在無線通信基站鐵塔建設(shè)所布置饋線（包括同軸電纜金屬保護(hù)層），需要分別于通信基站上端口以及下端口、進(jìn)入機(jī)房外側(cè)入口進(jìn)行就地接地處理。需要特別注意的一點(diǎn)是，在鐵塔高度超過30.0m的情況下，鐵塔自身與屏蔽層間需要新增連接點(diǎn)，依托于地網(wǎng)、接地線、以及避雷帶方式等實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的連接，以進(jìn)一步鞏固自身防雷接地效果。

2.2 無線通信基站頂部設(shè)置樓頂塔防雷接地的處理方法

各類就建筑物，如住宅建筑、酒店、辦公建筑，無線通信基站通常選擇設(shè)置于建筑物頂部，鐵塔四腳需要與高層建筑樓頂避雷帶接地端以焊接方式實(shí)現(xiàn)連接，也可以與房屋建筑樓頂所預(yù)設(shè)的避雷網(wǎng)接地端連接，或通過在高層建筑樓頂機(jī)房四周設(shè)置輻射式接地體的方式，對(duì)雷電進(jìn)行最大限度的分流處理，以免對(duì)無線通信基站的建設(shè)運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。結(jié)合既往經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，在無線通信基站防雷接地的過程中，接地網(wǎng)的覆蓋范圍應(yīng)當(dāng)以塔基四周為標(biāo)準(zhǔn)，延伸至1.5m范圍內(nèi)，網(wǎng)格尺寸需要達(dá)到3.0×3.0m以上。同時(shí)，在選擇鐵塔地位垂直接地體時(shí)，可以嘗試以塔基地樁內(nèi)2根以上的主鋼筋為標(biāo)準(zhǔn)，按照3.0～5.0m的間隔距離，對(duì)無線通信基站機(jī)房地網(wǎng)與鐵塔地位進(jìn)行焊接聯(lián)通，各個(gè)連接點(diǎn)焊點(diǎn)數(shù)目需要達(dá)到2個(gè)以上即可。

2.3 無線通信基站低壓電纜引入狀態(tài)下的接地設(shè)計(jì)處理方案

遵循現(xiàn)行有關(guān)無線通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求，對(duì)于無線通信基站而言，交流供電系統(tǒng)所選用電力變壓器應(yīng)當(dāng)為專用電力變壓器，以三相五線制為主要供電方式。考慮到基站用電負(fù)荷水平偏小，容量在20.0kW左右，因此無需配備專用變壓器以支持無線通信基站的運(yùn)行，通過引入低壓電纜的方式解決該問題即可。在無線通信基站建設(shè)期間，引入低壓電纜并進(jìn)行接地設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意如下幾個(gè)方面的問題：首先，低壓電纜線路引入無線通信基站時(shí)需要根據(jù)長(zhǎng)度劃分選擇相應(yīng)的電纜線路規(guī)格，如接入無線通信基站的低壓電纜線路長(zhǎng)度在100.0m以內(nèi)，則優(yōu)先選用ZR-RVV22-5×50規(guī)格低壓電纜；如接入無線通信基站的電壓電纜線路長(zhǎng)度在100.0m以上，則優(yōu)先選用ZR-RVV22-5×25規(guī)格低壓電纜；其次，低壓電纜線路接入無線通信基站時(shí)應(yīng)當(dāng)全程埋設(shè)于地下，埋地長(zhǎng)度達(dá)到15.0m以上，深度達(dá)到0.7m以上；再次，電纜線路鎧裝金屬保護(hù)層兩側(cè)應(yīng)當(dāng)遵循就近原則與地網(wǎng)妥善焊接；最后，變壓器地網(wǎng)應(yīng)當(dāng)按照合理距離與機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)進(jìn)行焊接聯(lián)通，以聯(lián)合周邊地網(wǎng)構(gòu)建封閉化的接地模式。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于無線通信基站而言，由于其工作環(huán)境較為特殊，遭受雷電襲擊的可能性較大，稍有不慎就可能導(dǎo)致通信傳輸中斷，甚至誘發(fā)信號(hào)傳輸事故。為了預(yù)防上述問題的產(chǎn)生，就必須做好對(duì)無線通信基站的防雷與接地設(shè)計(jì)工作，結(jié)合無線通信基站的實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)置一個(gè)高度可靠且良好的防雷接地系統(tǒng)，選擇最佳基站接地模式，預(yù)防雷電流作用下所產(chǎn)生低電位反擊現(xiàn)象，以保護(hù)無線通信基站乃至無線通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。上述分析望能夠?qū)μ岣邿o線通信傳輸質(zhì)量，改善傳輸可靠性產(chǎn)生一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)

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