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）

無線基站作為實現移動通信、數據傳輸的基礎設施，在當今各個區域都起到非常關鍵的作用。無線通信基站可以實現移動設備的信號發射與接收、數據傳輸、中繼等功能，為了保證信號質量，多數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防雷地網傳輸到大地，減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及機房室外防雷地網，以實現線纜接地的作用。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，可以將鐵塔接地網延伸到塔基四角的1.5m遠距離，網格尺寸通常不大于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

根據行業相關技術標準與要求，無線通信基站交流供電系統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格需要按照長度等級劃分，其主要表現在：（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連接，電纜走線要避免出現交叉、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，變壓器地網要與機房地網、鐵塔地網保持一定距離再焊接，確保能夠和周圍地網形成封閉模式。

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。