移動基站雷災原因及對策

謝大勇，王偉，徐穎

嘉興市氣象局，浙江 嘉興 314050

0 引言

近年來移動通信事業發展迅速，移動基站數量連年增加，分布區域越來越廣，很多通信基站設立在條件較差的民用建筑、曠野和山地上，造成雷擊事故呈上升趨勢。雷擊造成損壞的原因是多樣的，除了基站本身的建設特點（高聳、孤立、曠野等）和自然條件影響雷擊的頻率與程度之外，防雷基礎設施不足以及防雷工程施工的缺陷也是影響防雷工作的重要原因。近兩年來的資料統計，嘉興地區移動通信基站因雷擊致基站年受損率約為5%。2010年本人參加了多起移動通信基站的雷擊事故調查鑒定，從調查結果來看，移動基站遭雷擊致損有偶然性也有其必然性。

1 雷災原因分析

造成雷災的原因有其偶然性，因雷擊事件本身就是小概率事件。但又有其必然性，雷電災害總是在防護薄弱環節造成損害，經調查發現遭受雷擊損壞的移動通信基站不同程度的存在防雷漏洞，致使雷害有機可乘。

1.1 移動通信基站防雷制度存在漏洞

移動通信基站在選址時從未做過雷擊風險預評估，規劃建設時，其建設施工圖紙沒有進行相關的防雷圖紙審核，施工過程中未對防雷工程進行跟蹤檢測，竣工后也不做相應的防雷設施竣工驗收就投入使用，埋下了雷擊隱患[1]。投入使用后多數移動通信基站不做防雷定期檢測，進行檢測的基站對防雷設施檢測機構提出的整改意見不夠重視，存在問題不及時整改，致使雷擊隱患長期存在。一旦通信基站遭受雷擊，長期帶病運行的基站必然受損。

1.2 移動通信基站建設不規范

移動通信基站建設應遵循的防雷規范既有國家規范又有行業規范，但由于各種因素很多情況下沒按規范建設施工。主要存在以下問題。

1.2.1 電源、通信線路進線不按規范施工

這是我們在定期檢測檢測和雷災調查中我們發現最主要和突出的問題。典型的電源、通信線路引入不按規范施工有以下幾種：1）將電力電纜綁扎在基站鐵塔上再引入機房；2）線路未做終端桿，吊線（鋼絞線）和光纜架空進入基站并捆綁在鐵塔上，然后將光纜引入機房；3）將吊線終結在終端桿上，光纜架空進入基站捆綁在鐵塔上（或機房墻壁上），光纜預留圈捆綁在機房頂避雷帶上（或饋線走線架上）再引入機房；4）將光纜與電力電纜捆綁在一起架空進入基站，從同一進線窗口引入機房。上述4種不規范的線路引入，都是造成雷電波侵入的主要主要原因。YD 5068-98《移動通信基站防雷與接地設計規范》[2]規定“進入移動通信基站的低壓電力電纜宜從地下引入機房，其長度不宜小于50m。電力電纜在進入機房交流屏處應加裝避雷器，從屏內引出的零線不作重復接地?！盰D/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范》[3]規定“出入通信局（站）的電力電纜（線）、通信纜線應采用金屬護套電纜或敷設在金屬管內?！闭{查多個遭受雷擊的通信基站，無一按規范規定引入電力或通信電纜。

1.2.2 電涌保護器級間配合不當

按照規范[4]的要求，檢測中發現移動通信基站開關電源設備已經安裝 C 級通流能力 40kA 的 SPD（設備供應商配置），絕大部分是以DEHN guard385和OBO V20-C為主，個別直流屏還配有D級SPD，基站總配電箱或者總配電屏缺少多級保護中的 B 級 SPD 保護，還有在同一個機房，在安裝 B 級SPD的位置，用 C 級代替 B 級SPD，不能達到能量的配合。檢測中發現不少基站安裝開關電源內部 C 級浪涌保護器的通流容量已經是 40kA 的量級了，再在配電箱 B 級SPD安裝的位置，安裝一個 40kA 的 C 級SPD,兩級都是通流容量的 C 級 SPD 根本談的上能量的配合，無法取得有效地防護效果。

1.2.3 電涌保護器選型存在問題

由于間隙型雷電電流保護器其殘壓太高，兩級保護器之間的去耦距離要求大于 10m（移動通信基站機房太小，難以滿足去耦距離要求），動作時間較慢，有火花氣體放出，間隙型沒有遙信監控接口，不適合移動通信基站機房使用，因此在選擇上不采用間隙型雷電電流保護器，應使用氧化鋅限壓型 SPD，在實際檢測中，基站里的B級保護器存在大量的間隙型SPD，建議參照YD5098-2005中關于基站各級電源浪涌保護器最大通流量的選型內容進行整改。

1.2.4 電涌保護器的安裝不規范

此處指的不規范主要指電涌保護器安裝過程中線材、線材走向及接地線的處理不當。各級電涌保護器的安裝用線材盡量保證按規范施工，同時盡量采用截面積大的多股銅線施工。施工中線材走向盡量要保持平直，少走彎路，尤其避免急彎。接地線最長不得超過0.5m。這是為了當雷電電涌侵入時，接地線的沖擊暫態分布電感量盡量小。有時施工很難保證接地線小于0.5m，可以沿最短路徑接到配電盤（箱、柜）的外殼上。而各種外殼在雷電電涌時的沖擊暫態分布電感量是很小的，幾乎可以忽略不計。在實際檢測中我們發現移動通信基站各級電涌保護器的安裝很少能夠完全達到此要求。有的甚至把接地線沿室內橋架跨過半個機房再接地或纏繞成螺旋線圈后接地，這是極其錯誤的方法。

1.2.5 等電位連接不規范

做好等電位連接，其目的在于減小基站內各金屬部件及各（信息）系統相互間的電位差，避免因高電位而造成設備損壞。不僅基站內部的金屬部件及（信息）系統，包括進入基站的金屬部件及（信息）系統，均應在入戶端作等電位連接，YD5098-2005有詳細的章節進行規定，但實際檢測中發現室外的匯流銅排、接地干線被盜、被剪，這些防雷隱患都是我們檢測人員先于通信公司的維護巡查人員發現，及時告知維修。機房里開關柜、收發機柜、綜合機柜等在檢測中也經常發現施工人員遺漏接地措施。

1.2.6 光纜線接地連接不合適

地處山地的移動通信基站其通信光纜往往是架空引入的，光纜在引入光電轉換柜之后在柜體接地按照規范是沒有錯誤的，但在實際中卻存在以下問題：一是光纜加強筋一般均為硬度很大的鋼絲，而接地連接處提供的是不銹鋼連接座，通過不繡鋼自攻釘壓緊。這種鋼性連接不容易接牢，而且連接面小，中間縫隙大，因此接觸電阻大。為了改善這種情況可以在兩種鋼性材料間加一種柔性導電物如鋁或鋅等；二是光纜引入基站后一般有剩余，多數情況下盤繞后存于光電轉換柜內，這就增大了雷電沿加強筋侵入后電磁偶合的機率，造成電磁能向熱能的轉換以至燒毀光纜。

2 防雷對策

1）在移動通信基站建設前應先做雷擊風險預評估后再科學施工，從源頭上切斷雷災的侵入；

2）嚴格執行國家與行業相關技術規范，并在施工過程中請防雷設施檢測機構進行跟蹤檢測；

3）做好外部防雷的同時認真做好基站內部防雷工作，并在投入使用前進行請主管部門進行防雷竣工驗收；

4）對所有通信基站每年進行定期檢測，針對檢測情況進行有針對性的整改；

5）移動通信公司應加強和氣象﹑電力等部門的橫向溝通合作，采納合理建議。

3 結論

本文以移動通信基站的定期檢測和雷擊災害調查鑒定為基礎，結合國家﹑行業現行規范對移動通信基站遭受雷災原因進行分析，對移動通信基站的建設與維護﹑安全運行具有參考意義，同時移動通信基站的防雷檢測是一項既繁瑣又重要的工作，對基站的安全使用﹑正常運行有著至關重要的作用，所有必須加以重視。

[1]機械工業部.建筑物防雷設計規范 GB50057-94（2000年版）.北京：中國計劃出版社，2001.

[2]信息產業部.通信局(站)防雷與接地工程設計規范YD5068—2005[M].北京：中國郵電大學出版社，2006.

[3]信息產業部郵電設計院.通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范YD/T 5098-2001.

[4]全國雷電防護標準化技術委員會.建筑物防雷裝置檢測技術規范GB/T21431-2008[M].北京：中國標準出版社，2008.