無線通信基站防雷設計與接地技術運用研究

賈龍廣

（杭州友華通信工程設計有限公司，杭州 310000）

無線基站作為實現(xiàn)移動通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A設施，在當今各個區(qū)域都起到非常關鍵的作用。無線通信基站可以實現(xiàn)移動設備的信號發(fā)射與接收、數(shù)據(jù)傳輸、中繼等功能，為了保證信號質量，多數(shù)基站都會設置在樓頂、街頭、曠野等地勢較高的場景，這也提高了基站的電擊率。雷擊問題會直接造成無線基站受損，受到雷擊之后基站設備內部電壓會驟然升高，造成短路、燒毀等事故，對移動信號質量、人們生命安全以及運營商的固定資產(chǎn)造成嚴重影響，如果不采取相關措施，會頻繁造成信號中斷、設備損壞等后果，影響用戶服務質量。因此需要做好基站的防雷設計，并合理應用接地技術。

1 無線通信基站防雷設計

1.1 接口保護

無線通信基站內部結構十分復雜，作為一種技術性較高的通信基礎設備，在基站設計當中都留有很多的接口，包括電源接口（提供動力）、信號接口（傳輸信號）、接地接口（防止雷擊）、饋線接口（連接設備）等。這些接口都發(fā)揮著十分重要的作用，但是這些接口位置也是容易遭到雷擊的部位，如果接口受到雷擊會直接影響基站正常工作。所以需要加強接口保護工作，減少各個接口之間的電位差，實施一級過電壓保護。

1.2 等電位連接

從本質上說，如果導體兩端形成了電位差就會讓電流傳遞，所以想要降低雷電對基站的影響，需要利用電位差原理，采用等電位連接手段。在實際操作過程中，需要將基站接地線統(tǒng)一用電器連接起來，此時基站就是一個等電位體。等電位體連接基站的開關裝置、導電體，這樣即使受到了雷電影響也不會產(chǎn)生明顯的電位差，保證基站的防雷性能符合標準。

1.3 雷電屏蔽

雷電屏蔽技術利用了基站電磁屏蔽作用，采用導電材料對交變電磁場進行控制，從而降低雷電對基站的穿透力，避免相關設備被雷電擊毀。雷電可以劃分為熱雷電、鋒雷電、地形雷電，并且電流、電壓非常大。并且這些雷電周圍會直接生成強大的電磁場，磁場與電流量成正比，所以在雷電傳遞中會產(chǎn)生非常大的交變磁場。這就需要采用雷電屏蔽技術降低雷電的影響力，選擇符合基站雷電屏蔽要求的屏蔽器即可滿足要求，降低雷電對通信設備的負面影響。還需要選擇較為經(jīng)濟實惠的浪涌裝置，避免雷電感應以及雷電波影響造成通信中斷。

2 接地技術在無線通信基站中的應用

2.1 鐵塔饋線接地

越高的位置發(fā)生雷擊的幾率就越高，由于基站塔桅常位于較高位置，且高出周圍建筑物，因此避雷裝置也需要安裝在鐵塔的最高處。因此，鐵塔饋線接地的作用就是在高處引導雷擊，這樣雷電會直接擊中避雷裝置，電流、電壓會沿饋線接地線經(jīng)防雷地網(wǎng)傳輸?shù)酱蟮兀瑴p少雷擊對通信設施的影響。在實施過程中，對沿鐵塔敷設的饋線要進行饋線屏蔽層接地，接地線連接至鐵塔地網(wǎng)及機房室外防雷地網(wǎng)，以實現(xiàn)線纜接地的作用。饋線與信號塔之間需保持一定距離，避免二者距離過近而造成電磁干擾影響通信信號。

2.2 高層頂塔防雷接地

通常情況下，樓房頂塔基站都會設置在寫字樓、居民樓、酒店等高層建筑當中，塔桅常位于建筑物頂部。基站塔桅需要與樓頂避雷帶接地焊接連接以及與樓頂避雷網(wǎng)預留接地端口連接，還可以與建筑工程自然接地體連接（建筑金屬管道、鋼筋等），這樣即可將雷電電流分流，減少對基站的負面影響。在實際應用當中，可以將鐵塔接地網(wǎng)延伸到塔基四角的1.5m遠距離，網(wǎng)格尺寸通常不大于3*3m，將塔基四角設置為封閉形式，選擇塔基地樁兩根（及以上）柱鋼筋作為垂直接地體，鐵塔延伸部分可以和基站機房地網(wǎng)之間相隔4m左右相互焊接，連接點為2個（及以上）。

2.3 低壓電纜引入接地設計

根據(jù)行業(yè)相關技術標準與要求，無線通信基站交流供電系統(tǒng)中可以使用專門的變壓器，是一種三相五線制的供電方式，基站用電負荷較低，通常只有20kW，所以基站往往不配備變壓器，直接連接低壓電纜即可運行。在電纜接地設計當中，所接入基站的低壓電纜規(guī)格需要按照長度等級劃分，其主要表現(xiàn)在：（1）100m以內采用ZR-RVVZZ-5*25；（2）100m以上選擇ZR-RRVVZZ-5*25。所有的低壓電纜都要完全的埋入到地下，深埋長度要＞15m，深埋深度要≥0.7m，鎧裝電纜金屬防護層就近和地網(wǎng)連接，電纜走線要避免出現(xiàn)交叉、纏繞，確保可以直觀觀察到連接點和接入點，同一根電線還需要做好標識，電纜可以直接敷設在建筑物的強電井中，也可以沿機房走線架走線。如果電纜設計在建筑外部，則要采用PVC管保護，線纜穿墻需要采用保護套、防火材料，避免線纜長期使用被損毀、損壞。再者，變壓器地網(wǎng)要與機房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)保持一定距離再焊接，確保能夠和周圍地網(wǎng)形成封閉模式。

3 結束語

總行所述，無線通信基站作為傳輸/接受無線信號的重要設備，由于是露天建設因此容易遭到雷擊影響，輕則中斷信號、重則損壞設備，這就需要做好基站的防雷設計工作，綜合采用接地技術，從而確保基站可以正常工作，減少運維成本，保證通信服務質量。