通信基站機房防雷簡析

摘 要：通信基站易受雷擊的侵襲。第一代模擬基站防雷存在許多不足和缺欠。基站機房防雷新措施：樓頂安裝避雷帶;建人工輔助地網;電位連接措施;加裝適配的SPD措施。

關鍵詞：通信基站雷擊機房防雷新措施

中圖分類號:TP2文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0062-01

1 概述

現代通信技術正以前所未有的速度發展著。作為現代通信必不可少的通信基站，極易遭受直擊雷、感應雷及電源操作等多種過電壓的侵襲。近年來，由于遭受雷擊造成設備損壞通信中斷的問題始終困擾著電信運營商。基站有城區站、郊外站和高山站，其通信天線一般都有金屬塔支撐。機房所處地勢也較高，通信鐵塔容易成為雷電云對地放電的接閃通道，從而導致基站容易遭受雷擊。過電壓尤其是功率強大的雷電電磁脈沖對基站電子設備硬件的損壞是呈逐年上升趨勢。因此，加強通信基站對雷電的防御能力，減小雷擊災害損失，是通信基站機房必須要解決的首要問題。而且其防雷與接地措施必須結合基站建筑物及基站通信專業的特點，做到綜合治理、系統紡雷。

2 現狀調查

我國第一代模擬基站的防雷與接地工程，經過幾年的實踐，根據調查及用戶反饋的情況，基站防雷與接地通常存在以下問題。

(1)有的基站鐵塔上避雷針與通信天線的垂直、水平距離太近，避雷針接閃時，天饋線上的雷電感應電壓過高，對通信設備端口造成危害;有的基站避雷針在機房屋頂雖然接地，但接地電阻太大，不利雷擊電流泄流。(2)有的基站鐵塔高度大于或等于60m，天饋線中間和進入機房前都沒有接地;有的饋線與通信機端口未設置饋線SPD。(3)有的基站供電線路沒有從地下敷設進站，而是架空直接進入機房，把雷電波直接引入房間。(4)有的基站天線鐵塔地網和機房地網沒有形成聯合接地;有的基站機房內通信設備接地不規范，直接與屋頂女兒墻上避雷帶相連，基站遭雷擊時致使通信設備嚴重損壞;獨立鐵塔旁的機房或鐵塔下面的機房通信設備接地不規范，只用一根扁鋼從鐵塔一個角引到機房作通信設備接地。

3基站機房防雷普遍存在的問題

(1)基站機房樓無金屬屋脊，無避雷裝置。室內無靜電地板，無均壓環，連接布線不合理，將所有的工作地和保護地一并擰在一起，連銅鼻子匯入地網，并與電纜線同走一線槽等。(2)電源系統、信號系統均無SPD設置。(3)電源為室外總進線，三相四線制，走地纜。(4)信號線從機房窗戶用線架架空與塔連接，無防護。(5)曾遭雷擊，多為基站接收和發送卡板。

4 基站機房防雷整改新措施

4.1 直擊雷防護措施

根據GB50343－2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》的要求，樓頂應安裝避雷帶。采用φ10mm熱鍍鋅圓鋼，沿屋頂面四周女兒墻上方架設，支架高度150mm間距不小于2m，引下線對稱靠四角分布4處。并在每一引下線裝設斷接卡，方便接地電阻測試。所有焊接處用瀝青防腐，如自然接地體接地電阻不能滿足要求采用≥40×4mm熱鍍鋅扁鋼距墻基大于1m鋪設人工接地網.如自然接地體有效，則需與之主鋼筋可靠焊接在一起。通常基站直擊雷防護，主要是直接對通信天線進行防護，天線距鐵塔中心或塔桿應≧2.5m。直接雷擊避雷針接閃器距天線頂端高度應≧3～5m。接閃裝置與鐵塔作可靠的電氣連通。鐵塔建在建筑物樓頂時，接閃裝置應納入建筑物直擊雷防護系統，塔腳與避雷帶在兩個方向焊接連通。避雷針應安裝ZGU-III-5A2型避雷針，ZGU-III-5A型優化避雷針執行的標準是GB50057-94及Q/201846261_8_2_002. ZGU-III-5A型優化避雷針具有接閃，降低雷電流幅值及延長放電時間，使di/dt減小的功能，從而減小了感應雷擊概率。當ZGU-III-5A型優化避雷針截受雷擊時，由接閃器接閃，通過氣息隙放大，安裝方便，對流將雷電流幅值，陡度減小，從而能有效地抑制和削弱地電位反擊及二次雷擊效應所造成的危害。

4.2 人工輔助地網(地網改造)

人工輔助地網在距樓房基礎一米以外處，挖地0.5m以下，建設一個接地網，每間隔5m以上打一組銅包鋼垂直接地棒，用4×40mm的熱鍍鋅扁鋼可靠焊接在一起，構成閉合網。焊接處用瀝青防腐。塔基更需要良好的接地，故此需在塔基的四周用同樣的方法做人工接地網。將以上樓體人工接地網、自然接地網、塔基的人工接地網共同有效的連接在一起。并在焊接點做防腐處理，形成聯合地網。

4.3 等電位連接措施

基站設備機房內設置總接地匯流排。采用5x50mm的鍍鋅銅排。共網不共線的連接方式，直接雷擊防護引下線與機房設備接地引入線分別行走。在樓體的前面，用95mm多股絕緣銅導線 從機房直接引入地網，機房接地引線在室外部分穿熱鍍鋅鋼管作屏蔽處理。并保持與樓體引下線的盡量遠的距離。基站設備機房內沿距墻壁≥800mm采用3×30mm做一組銅帶(均壓環)，將機房內的各種接地采用截面積≥6mm2多股銅線連接至均壓環，用截面積35mm2的多股銅線與均壓環連接至總匯流排。基站設備機房內的電源避雷器和信號避雷器的接地線，用相適配的多股銅線直接連接到均壓環或總匯流排。

4.4 加裝適配的SPD措施

(1)設置電源SPD，在機房總配開關后，安裝ZGSD160-100JY三相電源浪涌保護器，該產品有雷電幅度記錄和遙信功能的交流三相串聯型電源浪涌保護器。保護器至限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于l0m、限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時，在兩級浪涌保護器之同應加裝退耦裝置。浪涌保護器應有過電流保護裝置，并宜有劣化顯示功能”。能有效地抑制直擊雷、感應雷、瞬變效應等在電源傳輸線上形成的過電壓以及雷電電磁脈沖(LEMP)對通訊和電力供應造成的干擾和破壞。當有直擊雷或強大的感應雷侵入供電網時，電感退耦器將呈現高阻抗阻止雷電的進入。第一級過電壓保護器迅速導通將大部分雷電流泄放入地。第二級過電壓保護器隨即啟動將剩余雷電流泄放入地，從而使雷電過電壓限制在用電設備允許承受的耐壓范圍內。(2)設置信號SPD，在基站設備前端加裝ZGXH-2R24-5(RJ45組合信號浪涌避雷器)兩臺。

參考文獻

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[2]何軍．淺析通信防雷工程系統保護[J]．科技創新導報，2009，19:85．