無線通信基站防雷設(shè)計(jì)與接地技術(shù)運(yùn)用研究

張凌志

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引 言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求對(duì)各個(gè)行業(yè)提出了新的要求，其中包括無線通信技術(shù)的發(fā)展。目前，我國(guó)無線通信發(fā)展十分迅猛，在很多領(lǐng)域得到了廣泛使用，提高了人們的工作效率，方便了人們的學(xué)習(xí)生活。無線通信基站是一種十分重要的設(shè)備，主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)射、傳輸、中繼和接收?；疽话銜?huì)設(shè)置在樓頂或者環(huán)境比較空曠的地方，因此很容易受到自然環(huán)境的威脅，如雷電的襲擊，對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。無線通信基站建設(shè)過程中，需要使用嚴(yán)格的防雷措施和接地技術(shù)，使無線通信基站達(dá)到更好的防雷效果。

1 無線通信基站防雷設(shè)計(jì)

對(duì)于無線通信基站設(shè)備，雷電會(huì)對(duì)其造成很大的破壞。由于利用目前的科學(xué)技術(shù)無法消滅雷電，所以建設(shè)無線通信基站的過程中要做好防雷工作。可以充分利用雷電自身的特點(diǎn)，減少其對(duì)無線通信基站以及通信設(shè)備造成的破壞。無線通信基站防雷設(shè)計(jì)過程中，要特別注意選擇與基站相適應(yīng)的避雷針或者避雷帶，以有效防止被雷擊。同時(shí)，要選擇和基站相適應(yīng)的、相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)適用的浪涌保護(hù)裝置，以避免因雷電造成的通信中斷問題。實(shí)際操作中，無線基站防雷技術(shù)多種多樣，主要防雷技術(shù)具體如下。

1.1 雷電屏蔽設(shè)計(jì)

雷電屏蔽設(shè)計(jì)是使用無線通信基站中電磁屏蔽的特點(diǎn)，通過導(dǎo)電材料減少交變電磁場(chǎng)方向，以有效降低雷電對(duì)基站的穿透能力。雷電作為一種電流特別大的交變電，能夠在流動(dòng)中自然形成一個(gè)很強(qiáng)的電磁場(chǎng)。對(duì)雷電進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì)，就是充分使用屏蔽這種先進(jìn)技術(shù)，屏蔽雷電產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)，從而讓雷電無法對(duì)通信設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。

1.2 等電位連接設(shè)計(jì)

等電位連接設(shè)計(jì)是把基站設(shè)備放在一個(gè)金屬管道中，雷擊后就會(huì)產(chǎn)生高電位物體，此時(shí)金屬管道作為基站設(shè)備的外殼能夠和高電位物體進(jìn)行連接，從而讓基站裝置設(shè)備和能夠?qū)щ姷囊恍┪镔|(zhì)的電位相同，有效避免因外部電壓較高而出現(xiàn)電擊現(xiàn)象，進(jìn)而有效保障無線通信基站的正常運(yùn)行。

1.3 接口保護(hù)設(shè)計(jì)

無線通信基站建設(shè)的過程中會(huì)有很多接口，其中包括電源接口、信號(hào)接口及接地接口等。發(fā)生雷電時(shí)，雷電能夠通過通信基站的接口對(duì)基站的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。因此，要對(duì)各個(gè)接口的電壓運(yùn)行情況進(jìn)行消除或者有效降低，即對(duì)基站各個(gè)接口做好防護(hù)措施。接口防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，可以將接口之間的電位差和中線間的電位差進(jìn)行減弱。例如，對(duì)于基站的電源接口，采用相應(yīng)的空氣開關(guān)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，從而對(duì)整體電壓的穩(wěn)定產(chǎn)生積極作用[1]。

2 無線通信基站接地分析

建設(shè)無線通信基站的過程中，要做好無線通信基站的接地設(shè)計(jì)。接地設(shè)計(jì)中，需要使用線纜接地對(duì)通信基站形成相對(duì)較小的接地電阻，以有效避免因雷擊而產(chǎn)生的高電壓對(duì)線纜造成的破壞。

2.1 基站鐵塔上安裝饋線接地

在基站鐵塔上對(duì)饋線進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，需要在通信基站的上端和下端以及進(jìn)入機(jī)房進(jìn)口的地方，使用就近原則進(jìn)行接地。同時(shí)，機(jī)房入口地方的接地需要采用就近原則和接地線網(wǎng)做好連通工作。例如，鐵塔的高度在60 m以上時(shí)，屏蔽層應(yīng)當(dāng)在鐵塔中間位置增加一個(gè)基站鐵塔本身的連接點(diǎn)，在室外走線架開始的一側(cè)和結(jié)尾一側(cè)，能夠與接地線、避雷帶等相關(guān)裝置做好連接工作[2]。

2.2 基站房頂設(shè)置輕型樓頂塔的防雷接地

一般無線通信基站都會(huì)設(shè)置在環(huán)境比較空曠的地方，包括居民樓、寫字樓及高層建筑的樓頂，鐵塔則在機(jī)房的頂部。鐵塔的四角是和樓頂?shù)谋芾讕Ы拥囟诉M(jìn)行連接，還能夠和樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)預(yù)留接地端進(jìn)行焊接連通。此外，還可以在機(jī)房的四角處設(shè)計(jì)輻射式的接地體，以對(duì)雷電進(jìn)行有效分流，從而減少雷電對(duì)基站造成的破壞。具體地，通信鐵塔接地網(wǎng)需要和塔基四角之間的距離保持在1.5 m以內(nèi)，網(wǎng)格的邊長(zhǎng)則應(yīng)該小于3 m，網(wǎng)格的面積應(yīng)該小于9 m。需注意，塔基的四角設(shè)計(jì)是一種封閉的情況，選擇塔基地樁的過程中，要有兩根以上的主鋼筋來支撐鐵塔。鐵塔所在的位置和通信基站機(jī)房地網(wǎng)之間保持3～5 m進(jìn)行一次焊接連通，且連接點(diǎn)要大于2個(gè)。

2.3 基站低壓電纜引入時(shí)的接地設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)接地技術(shù)要求的具體規(guī)定，無線通信基站在建設(shè)的過程中，對(duì)于交流供電系統(tǒng)要采用對(duì)基站專門的電力變壓器，采用三相五線制的供電方法?；居秒娯?fù)荷容量的功率20 kW即可。由于基站的用電負(fù)荷特別小，所以無線基站沒有必要使用變壓器，而是將低壓電纜直接引入到基站?，F(xiàn)實(shí)操作中，低壓電纜在引入無線通信基站的過程中，要依照電纜長(zhǎng)度對(duì)其進(jìn)行劃分，百米以內(nèi)和百米以外所選擇的電纜規(guī)格是不同的。低壓電纜要求整體都埋在地下，對(duì)于埋地長(zhǎng)度和深度也有一定的要求，長(zhǎng)度一般要求不少于15 m，深度要大于70 cm。同時(shí)，電纜走線是要具有很好的洞察能力，要設(shè)置一些好辨認(rèn)且明顯的標(biāo)識(shí)。電纜能夠設(shè)置在建筑物的強(qiáng)電井中，也能設(shè)置在機(jī)房的內(nèi)部走線架上。需注意，如果電纜在建筑物的外圍，就應(yīng)當(dāng)使用PVC管把電纜保護(hù)起來；穿墻時(shí)，要做好相關(guān)工作，如裝好保護(hù)套、做好防水防火措施，以避免電纜損壞[3]。

3 結(jié) 論

一般無線通信基站都設(shè)置在露天環(huán)境中，因此自然環(huán)境很容易對(duì)通信造成損害，尤其是雷電天氣，會(huì)造成通信傳輸中斷。無線通信基站防雷設(shè)計(jì)十分重要，使用屏蔽技術(shù)、接口保護(hù)等技術(shù)對(duì)基站進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，保證無線通信設(shè)備的正常使用，從而使通信傳輸更加可靠，為我國(guó)無線通信基站的建設(shè)以及通信工作提供有力保障。