無線通信基站防雷設(shè)計與接地方法研究

王開武

摘要：作為無線通信信號發(fā)射以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾O(shè)備之一，受到雷擊作用影響，無線通信基站關(guān)鍵設(shè)備可能發(fā)生損壞，甚至造成無線通信中斷，影響無線通信基站的穩(wěn)定運行。本文分析了無線通信基站防雷設(shè)計，研究了無線通信基站接地方法。

關(guān)鍵詞：無線通信基站；防雷；設(shè)計

中圖分類號：TN929.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0071-01

隨著信息化建設(shè)進程的不斷推進，無線通信技術(shù)的發(fā)展速度是非常可觀的，各類無線通信設(shè)備的應(yīng)用豐富了社會大眾的信息化生活水平，促進了日常生活工作的便捷性。作為無線信號發(fā)射、傳輸、中繼以及接收處理的重要設(shè)備，無線通信基站常常布設(shè)于裸露地區(qū)，如高層建筑樓頂、曠野以及街頭等，承受自然環(huán)境條件變化的影響，遭受雷電襲擊的可能性較大，若不加以科學(xué)防范，設(shè)置會對整個無線通信網(wǎng)絡(luò)的運行產(chǎn)生影響。因此，做好無線通信基站的防雷設(shè)計以及接地工作是非常重要的。

1 無線通信基站防雷設(shè)計

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)條件支持下雷電是無法被消滅的，因此必須在無線通信基站建設(shè)期間通過防雷設(shè)計的方式，如雷電屏蔽技術(shù)、等電位連接技術(shù)、接口保護技術(shù)等，盡可能減弱甚至消除雷電作用力對無線通信基站安全運行所產(chǎn)生的影響。具體而言，在無線通信基站防雷設(shè)計過程中的關(guān)鍵要點包括[1]：

（1）雷電屏蔽技術(shù)。在無線通信基站防雷設(shè)計過程中，可以依托于對雷電屏蔽技術(shù)的應(yīng)用，以發(fā)揮電磁屏蔽性能，合理應(yīng)用到導(dǎo)電材料的導(dǎo)電特性來嘗試調(diào)整并減弱交變電磁場方向，緩解雷電作用力對無線通信基站對穿透影響，雷電作為一種電流巨大的交流電流，在雷電流動的過程中會形成一個非常巨大的交變電磁場，而雷電屏蔽技術(shù)的應(yīng)用能夠最大限度的屏蔽電磁場，避免對無線通信基站中相關(guān)設(shè)備的運行產(chǎn)生不良影響。（2）等電位連接技術(shù)。在無線通信基站的防雷設(shè)計過程中，可以將無線通信基站關(guān)鍵設(shè)備放置于金屬材質(zhì)管道內(nèi)，在雷擊作用下所產(chǎn)生的高電位物體可以與管道設(shè)備外殼連接，將可導(dǎo)電物體與無線通信基站裝置設(shè)備電位相等，以預(yù)防外部電位較高所產(chǎn)生的電擊事故對無線通信基站的整體運行產(chǎn)生不良影響。（3）接口保護設(shè)計技術(shù)。通信基站接口較多，比如電源接口、信號接口、接地接口、饋線接口等，雷電可以從這些接口影響基站的正常工作，為了能夠消除、降低各個接口的電壓運行情況，可以對各個接口進行防護設(shè)計，防護設(shè)計可以減弱各個接口間的電位差和中線間的電位差。比如在電源接口處可以采用40KA的氧化鋅 SPD、32A 的空氣開關(guān)作為保護，實現(xiàn)一級過電壓保護。

2 無線通信基站接地方法

在無線通信基站建設(shè)期間，接地設(shè)計的方案及其質(zhì)量會直接對整個基站雷電保護的效果產(chǎn)生影響。做好接地設(shè)計方面的工作，不但能夠確保無線通信基站搭載線纜等方式接地，還能夠?qū)⒔拥仉娮杈S持在較低范圍內(nèi)，以確保線纜上電荷能夠迅速傾瀉至地下，這對于預(yù)防無線通信基站的承受雷電襲擊而導(dǎo)致高電壓擊壞線纜而言有著非常重要的作用。結(jié)合既往研究資料與建設(shè)經(jīng)驗來看，無線通信基站的接地方法主要包括以下三個方面的內(nèi)容[2-3]：

2.1 無線通信基站鐵塔上對饋線接地的安裝

在無線通信基站鐵塔建設(shè)所布置饋線（包括同軸電纜金屬保護層），需要分別于通信基站上端口以及下端口、進入機房外側(cè)入口進行就地接地處理。需要特別注意的一點是，在鐵塔高度超過30.0m的情況下，鐵塔自身與屏蔽層間需要新增連接點，依托于地網(wǎng)、接地線、以及避雷帶方式等實現(xiàn)與設(shè)備的連接，以進一步鞏固自身防雷接地效果。

2.2 無線通信基站頂部設(shè)置樓頂塔防雷接地的處理方法

各類就建筑物，如住宅建筑、酒店、辦公建筑，無線通信基站通常選擇設(shè)置于建筑物頂部，鐵塔四腳需要與高層建筑樓頂避雷帶接地端以焊接方式實現(xiàn)連接，也可以與房屋建筑樓頂所預(yù)設(shè)的避雷網(wǎng)接地端連接，或通過在高層建筑樓頂機房四周設(shè)置輻射式接地體的方式，對雷電進行最大限度的分流處理，以免對無線通信基站的建設(shè)運行產(chǎn)生不良影響。結(jié)合既往經(jīng)驗數(shù)據(jù)來看，在無線通信基站防雷接地的過程中，接地網(wǎng)的覆蓋范圍應(yīng)當(dāng)以塔基四周為標(biāo)準(zhǔn)，延伸至1.5m范圍內(nèi)，網(wǎng)格尺寸需要達到3.0×3.0m以上。同時，在選擇鐵塔地位垂直接地體時，可以嘗試以塔基地樁內(nèi)2根以上的主鋼筋為標(biāo)準(zhǔn)，按照3.0～5.0m的間隔距離，對無線通信基站機房地網(wǎng)與鐵塔地位進行焊接聯(lián)通，各個連接點焊點數(shù)目需要達到2個以上即可。

2.3 無線通信基站低壓電纜引入狀態(tài)下的接地設(shè)計處理方案

遵循現(xiàn)行有關(guān)無線通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范中的要求，對于無線通信基站而言，交流供電系統(tǒng)所選用電力變壓器應(yīng)當(dāng)為專用電力變壓器，以三相五線制為主要供電方式。考慮到基站用電負(fù)荷水平偏小，容量在20.0kW左右，因此無需配備專用變壓器以支持無線通信基站的運行，通過引入低壓電纜的方式解決該問題即可。在無線通信基站建設(shè)期間，引入低壓電纜并進行接地設(shè)計時需要特別注意如下幾個方面的問題：首先，低壓電纜線路引入無線通信基站時需要根據(jù)長度劃分選擇相應(yīng)的電纜線路規(guī)格，如接入無線通信基站的低壓電纜線路長度在100.0m以內(nèi)，則優(yōu)先選用ZR-RVV22-5×50規(guī)格低壓電纜；如接入無線通信基站的電壓電纜線路長度在100.0m以上，則優(yōu)先選用ZR-RVV22-5×25規(guī)格低壓電纜；其次，低壓電纜線路接入無線通信基站時應(yīng)當(dāng)全程埋設(shè)于地下，埋地長度達到15.0m以上，深度達到0.7m以上；再次，電纜線路鎧裝金屬保護層兩側(cè)應(yīng)當(dāng)遵循就近原則與地網(wǎng)妥善焊接；最后，變壓器地網(wǎng)應(yīng)當(dāng)按照合理距離與機房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)進行焊接聯(lián)通，以聯(lián)合周邊地網(wǎng)構(gòu)建封閉化的接地模式。

3 結(jié)語

對于無線通信基站而言，由于其工作環(huán)境較為特殊，遭受雷電襲擊的可能性較大，稍有不慎就可能導(dǎo)致通信傳輸中斷，甚至誘發(fā)信號傳輸事故。為了預(yù)防上述問題的產(chǎn)生，就必須做好對無線通信基站的防雷與接地設(shè)計工作，結(jié)合無線通信基站的實際運行情況，設(shè)置一個高度可靠且良好的防雷接地系統(tǒng)，選擇最佳基站接地模式，預(yù)防雷電流作用下所產(chǎn)生低電位反擊現(xiàn)象，以保護無線通信基站乃至無線通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。上述分析望能夠?qū)μ岣邿o線通信傳輸質(zhì)量，改善傳輸可靠性產(chǎn)生一定的積極作用。

參考文獻

[1]陳洪濤.TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)中基站設(shè)備的防雷與接地設(shè)計[J].移動通信，2006，（10）：85-88.

[2]方峪民.無線通信基站雷害防護原理與工程設(shè)計要點研究[J].通訊世界，2018，（3）：39-40.

[3]弓美桃，曹劍英.移動通信基站故障的處理與維護[J].信息安全與通信保密，2014，（5）：108-110.