移動通信基站雷擊災害及防雷接地設計淺析

李柏堅

摘 要：隨著社會的快速發展以及科學技術的快速進步，我國的移動通訊基站的防雷技術也在逐漸提升。對于一些高度集成的電子器件或者是耐沖擊性較差的通訊基站來說，雷電是較大的威脅之一，它會造成過電壓雷擊，從而使通訊設備受到。所以為了保證移動通訊基站的穩定運行以及客戶使用的良好體驗，就必須要加強對移動通訊的防雷擊保護，提高技術水平，降低感應雷擊的危害位，避免其遭受到雷擊。本文從移動通訊基站的雷擊災害以及防雷接地設計展開探討，分析了危害移動通訊基站的幾個主要雷電方式，并給出了優化防雷接地設計的措施，希望對提高移動通訊基站的防雷技術有所幫助，供大家參考。

關鍵詞：移動通信基站；雷擊災害；防雷接地；設計

現在為信息時代，隨著社會經濟的不斷發展，移動通訊基站與系統的應用類型越來越廣泛，且移動通訊的應用范圍也在不斷擴大；但是移動通訊基站中的那些通訊設備基本上都是微電子設備，所以它們抗雷擊能力、抗電磁干擾的能力不強，電磁兼容能力較弱等。通訊行業針對通訊局站的防雷設計制定了詳細的規范與要求，而各大電信運營商也根據自身的實際情況制定了合理的規范與要求，盡管如此，依然會出現因雷擊造成的通訊阻斷的情況，從而為通訊企業帶來巨大的經濟損失，嚴重影響到人們的日常生活與生產。所以應對移動通訊基站遭受雷擊的原因進行分析，并找出相應的解決辦法，這對于基站設備在雷雨天氣時正常使用以及提升人們的生活質量方面具有重要的意義。

1 移動通信基站雷擊災害的主要雷電形式

（1）直擊雷。

直擊雷就是將雷電直接作用在建筑物或者防雷的設施上，并引起電、熱、機械等效應。直擊雷的傷害性很大，移動通訊設備在沒有防直擊雷設施的情況下受到直擊雷的攻擊，將會造成鐵塔、設備的損失，甚至是人員傷亡。

（2）雷電感應。

雷電感應就是指導體在附近雷電的作用下，形成靜電和電磁感應。相較于直擊雷來說，雷電感應的傷害性較小一點，但是雷電感應的發生次數較多，所以對移動通訊基站的設備也會造成不同程度的損壞。

（3）雷電波侵入與雷擊電磁脈沖。

雷擊電波就是指其沿著受到雷電作用下的線路進入基站中，進而損壞設備。雷擊電磁脈沖就是當雷電直接擊中建筑物或者防雷設備等時，進而引發的干擾性效應，同樣會對基站中的設備造成嚴重的損壞。

2 移動通信基站雷電防護技術

（1）屏蔽技術。

屏蔽技術就是屏蔽電磁，通過利用控制導電材料，進而減少變磁場向特定區域穿透的動作。屏蔽技術一般會在發生雷電時產生的交變電磁場中發揮作用，減少電磁場給通訊設備帶來的傷害，進而保障了通訊設備的安全運行。在某些區域運用屏蔽技術之后，隔欄形成的屏蔽范圍，會使該區域內的磁場強度由H0降低到H1；H1=H0/10Sf/20。H0就是為進行屏蔽的磁場強度；H1就是屏蔽后的磁場強度；Sf即屏蔽系數；Sf與磁場中內部材料的結構與特性有關。

（2）接口保護。

為了保證設備得以正常運行，可以通過消除或者降低電壓的方式，保護設備的接口處來維持設備的順利運行。通訊設備的四個主要接口為：電源接口、信號端口、饋線接口、接地接口，它們是雷電進入設備并破壞的主要途徑；接口保護的手段可以通過減少接口處的電差位來實現。如下圖。

3 移動通信基站防雷接地設計分析

（1）接閃器選擇與設計。

信號塔的頂部需要安裝接閃桿，然后按照國標GB500572010中的相關規定與要求計算出實際工程中所需要的接閃桿的高度以及保護范圍，并選用螺栓與焊接的方式將其與塔體進行連接，主要目的就是為了保護BTS天線等。常用的接閃設施有：接閃帶、接閃網等，移動基站周邊在安裝接閃器時要根據實際情況進行安裝，其主要作用是吸引接受雷電流。

（2）引下線。

為了有效的防止雷電的繞擊，建筑物的頂部以及其他金屬應該連接避雷帶，并以多個建筑物的主鋼筋作為引下線，或者將多條獨立引下線連接到地網上。引下線的下端并與建筑物的鋼筋基礎在地下以焊接的方式連接到一起。為了防止老化現象的發生，引下線的外圍要運用PVC塑管來套裝在外墻上。

（3）基站鐵塔的防雷與接地。

一般的移動通訊的基站都是建在位置較高的位置，且比周邊的建筑物都要高，所以最容易受到直擊雷的雷擊，其設備受到嚴重損壞，從而嚴重影響了基站的穩定運行。基站鐵塔與常規避雷針的運用可以有效的防止直擊雷的傷害。避雷針的制作最好采用圓鋼、焊接鋼管等材料，以40mm×4mm的熱鍍扁鋼作為引下線。基站的鐵塔與防雷地網點的焊接要有兩點以上的連通，以便能夠更好的釋放雷電流。例如，建筑物頂部的鐵塔和建筑物的主鋼筋、建筑物主鋼筋與防雷地網之間要有兩點及以上的焊接并連通，連接的材料要用大于或等于40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼或Φ12熱鍍鋅圓鋼，同時做好防腐處理。

（4）等電位連接。

通訊基站的地網按照均壓、等電位的原理，以工作地、保護地以及防雷地組為一組形成聯合接地網，基站中各種接地線都應從接地匯集線或者是接地網上引入進去。接地匯集線、總接地排的鋪設位置應在配電箱和第一級電源保護器周邊，同時要用多股銅線將其與設備接地排連接到一起，銅線的選擇要用橫截面積大于70mm2的；該電位作為所有設備接地的基準參考點并進行電位連接。當機房應用的是一個接地排時，盡量采取星形接地的方法，同時預留出相應的螺孔。若機房應用的是兩個接地排時，第一個接地排要與地網直接連接，并保證所有的接地線都應是短直的。

（4）SPD的應用。

SPD就是電涌保護器，其主要作用就是為電子設備以及通訊線路提供安全保護；黨通信線路在受到外界的干擾時會出現尖峰的電流和電壓，這時SPD可以對這些電流與電壓進行導通分流，并且用時較短，進而有效防止了設備受到浪涌的破壞。為了防止移動通訊基站受到雷擊，可以在電源總配電、光端機、監控箱等位置安裝一組SPD。

4 結語

移動通訊基站的防雷接地設計要根據實際的地理位置、周邊環境、氣候條件等來設計，并與其它環節相配合。對于雷電的防護一定要從整體、系統、綜合的角度來考慮，相關部門的領導一定要加強對移動通訊基站建設的重視，樹立長遠的目標，有效的提升基站的防雷能力，提升防雷接地的設計水平，從而保障系統的穩定運行以及人員的生命安全。

參考文獻：

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