移動通信基站防雷地網設計與施工研究

摘 要：由于移動通信的發展和壯大，使其普及范圍逐漸擴大，不斷向郊區和山區以及主要交通干線發展和延伸，移動通信基站的環境也隨之愈發惡劣，發生雷擊的風險也越來越高。因此，做好移動通信基站的防雷措施顯得更為重要。本文主要探究移動通信基站的防雷地網設計與施工研究。

關鍵詞：移動通信基站；防雷地網；設計；施工

由于移動通信行業的快速發展，使得移動通信的發展規模逐漸擴大，需要的移動通信基站也隨之增多。但是目前的大多數移動通信基站的天線要安裝在鐵塔上，尤其是山區，一般情況下要建設在高山上，在整個環境中形成了一個突出獨立的目標，從而增加了雷擊的風險。在移動通信發生雷擊后，移動企業要對受損的雷電進行維修，大大增加了企業的運作成本，同時也耗費了大量的人力與財力，嚴重阻礙了移動企業的可持續穩定發展。因此，移動通信基站的防雷地網的設計與施工對于移動通信基站的安全具有非常重要的意義。

一、雷電防護技術

（一）屏蔽技術

雷擊可以對移動通信設備產生巨大的破壞，但是就目前的科學技術還無法消除雷電的能力，因此，防雷設計只能根據雷電的屬性和特點來設計屏蔽功能，從而降低雷電給移動通信基地帶來的破環和傷害。屏蔽技術是一種有效的電磁屏蔽系統，其原理是根據雷電發生時產生的交變電流，在交變電流出現的過程中會隨之產生一個巨大的交變電磁場，采用屏蔽技術對交變電磁場進行屏蔽I，從而有效降低交變電磁場對整個通信設備的破壞與影響。如下圖所示。

（二）等電位連接

等電位連接環節中的技術主要兩部分組成，一是接地裝置。接地是所有防雷設施的基礎和前提，防雷接地裝置的質量和水平直接影響著整個防雷系統的有效性。若接地裝置的接地環節出現問題，當雷云和接閃器、建筑物等無敵放生放電感應后，導體的感應電荷通過接地裝置無法流入地下，從而導致地電位迅速升高，甚至會產生幾萬伏以上的電位差，形成嚴重的雷擊。接地裝置主要是由地下的接地體與接地線，即是地網。接地體是一種深埋地下的金屬型材，或者是通過建筑物的鋼筋深埋地下形成防雷接地體。埋設方式主要包括水平式和垂直式以及水平混合式，并通過土壤電阻率來控制接地電阻，形成地網、土壤接觸電阻、地網形狀以及地極數量間的互相協調、共同作用的關系。具體結構如圖1所示。二是等電位連接。在等電位連接方面而言，地網主要作為電位基準點而非零電位點。在進行要地網布置的過程中，地網布置形式要符合等電位連接的標準，在接地電阻值方面并不需要太多要求。但是接地電阻值越低對整體的防雷技術會越有益。

（三）接口保護與絕緣配合

在進行移動通信基地防雷設施的過程中，要對防護設備的所有接口進行有效的防護，從而降低引入的過電壓。雷電主要可以通過對電源端口、信號接口、饋線端口和接地端口等四個接口來影響移動通信基站的日常運作，對于接口的防護不僅要做到盡可能降低端口間的電位差，并且還要降低同一接口中的電位差。如圖1所示。另外，在絕緣配合方面要把過電壓控制在防雷擊設備的沖擊電壓所能承受的范圍內，從而真正實現對移動通信基站防雷擊措施的有效性。具體如圖2所示。

二、防雷保護系統

（一）直擊雷保護系統

直擊雷保護系統主要是由接閃器和引下線以及接地裝置三部分組成。在目前的移動通信基站的設計中，建造的過程中按照《建筑物防雷設計規范》進行了防雷擊系統的安裝。防雷擊的措施目前發展逐漸趨向成熟，但是在移動通信基站設計與建造的過程中還要重視基站建筑物的自然構件和金屬管理以及配電的保護接地系統有機的和防雷裝置結合起來，從而形成共用接地系統。并且要在適當的位置預埋等電位連接板，從而使得防雷擊信息系統中全部的外露導電物能夠形成一個系統化的等電位連接網絡。為了使得通信天線與基站的建筑物免受雷擊，防雷裝置中要含有接閃器與引下線，接閃器主要運用避雷針，而引下線主要是金屬線接地。通過“滾球法”校核接閃器對防雷擊系統的實行的保護可以讓微波天線與基站建筑物保持在接閃器的保護狀態中。接閃器雖然不可以消除雷擊，但能把大量的雷電流引入地下，從而實現對移動通信基站的保護

（二）感應雷保護系統

感應雷在侵入導體的過程中會產生兩種感應方式，分別是靜電感應和電磁感應。在靜電感應方面上看，在雷云積聚大量的電荷時，其附近的所有導體都會感應到與其極性相反的電荷，雷擊放電中電荷迅速的進行釋放，而其附近的導體中被雷云電場限制的靜電荷會通過導體的流動而獲取釋放通道，從而形成電脈沖。在電磁感應方面上看，在雷云進行放電的過程中，產生變化的雷電流會產生一種很強的瞬變電磁場，并在附近導體中形成高感生電動勢。因此，雷云的靜電感應所造成的影響遠遠大于電磁感應，電雷的破壞作用也是由于靜電感應所引發的。對此，防雷工作人員可以通過基站鋼筋框架所構成的屏蔽籠來強化對靜電感應的屏蔽，從而降低電雷的破壞作用。同時也可以利用多根金屬引下線來提高雷電流的自身分流作用。引下線要均勻的布置在基站四周，從而使得雷電的電磁場擦形成相互抵消，從而降低雷電流中電磁感應對基站的干擾與破壞。

結束語

本文通過對移動通信基站防雷設計與施工的分析，讓我們知道了由于移動通信的發展和壯大，使其普及范圍逐漸擴大，不斷向郊區和山區以及主要交通干線發展和延伸，移動通信基站的環境也隨之愈發惡劣，發生雷擊的風險也越來越高。因此，做好移動通信基站的防雷措施顯得更為重要。本文講述了雷電的屏蔽技術、等電位連接、接口保護與絕緣配合等三種防雷電技術，在進行雷電防護的系統建設中要重視基站建筑物的自然構件和金屬管理以及配電的保護接地系統等三種方式有機的與防雷裝置結合起來，從而形成共用接地系統，實現對移動通信基站的保護。

參考文獻

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作者簡介

王梁棟（1997-08），男，山東省菏澤市人，民族：回，學生，學歷：南京郵電大學在讀學士，研究方向：通信工程。

（作者單位：南京郵電大學通信與信息工程學院通信工程專業）