研究移動通信基站接地系統的構成和雷電防護措施

袁玖仁

（中國鐵塔股份有限公司湘潭市分公司，湖南 湘潭 411100）

我國移動通信行業不斷進步，在發展過程中需要明確不同產業的發展要求，提升整體覆蓋率。通信基站設備受到雷擊損壞的概率也加大。如果移動通信信號覆蓋效果發生較大變化，則可能是基站設備存在故障，調查可知其中70%以上是由于雷電過電壓侵入導致的。良好的電源系統是通信基站正常運行的關鍵，因此在防雷過程中，通信基站電源系統的防護很重要。

1 防雷接地系統的基本要求

1.1 接地電阻的要求

接地電阻是實現電流泄流的關鍵所在，在電阻值確定的過程中，針對土壤參數和接地電阻值的變化等，需要進行通信基站基座的合理設定。根據設施的不同應用情況，電阻的合理設定是關鍵，在接地設計中，對參數設計有嚴格的要求，在通信基站設計中，需要掌握參數值，通信基站基座≤4 Ω，天饋線金屬屏蔽層≤4 Ω，信號避雷器≤10 Ω，電源避雷器≤4 Ω，安全保護地≤4 Ω，通信機房≤1 Ω。綜合接地設計指的是基礎接地體和其他接地體相互連通后形成的一個公共地網。根據電子設備的工作接地設計和邏輯接地系統等可知，在整個設計中需要了解建筑物防雷接地設計的具體要求，確保有效性。防雷接地系統設計模式有突出的作用，在整個過程中需要明確的是接地網的類型，此外在防雷設計以及電源地和其他工作面等，有效進行預設，形成一體化的管理方式，進而實現零電位平臺的有序建設，促進進步。

1.2 天線防護處理

通信基站的天線需要收發電磁波，工作人員要做好特定區域的強度測定工作。雷擊電磁場強度變化大，則可能出現錯碼和誤動等現象，結合《數據中心設計規范》（GB 50174—2017）要求，磁場干擾強度不可超過800 A/m，在實際情況中，天線所處的磁場強度超過要求后，會出現永久性損壞，需引起關注。

屏蔽措施有兩種，其一是天線內側屏蔽，在鐵塔上下包裹鋼片進行接地處理，此類方式適應范圍廣。其二是采用避雷系統進行屏蔽預設，將避雷針和鐵塔進行沖擊電壓調整，合理敷設，下線的設計也很重要，避雷針底部采用鋼板屏蔽，專用引下線采用鋼管屏蔽，可以實現接地處理[1]。

1.3 接地裝置設置

在系統設計的過程中，由于接地網的預設存在差異，所以在接地網瞬間電位差預設的過程中應做好關鍵數據分析。假設雷電沖擊波比較大，交流電源送進來后，雷電的瞬間電壓提升。設備中電路板分別和電源、通信系統以及外殼等連接，在區域高電壓設計的過程中合理實施雷電防護。如果采用的是共用的接地設計方式，在電阻高電壓預設的過程中，需要同時進行各系統接地線處理，不同的設備接地系統存在不同的類型問題，在預設過程中需要提供對應的連接電阻值，顯示接地系統連接。一般情況下功能性接地電阻屬于工頻接地電阻，電子系統的功能性接地設計超過最高電流，在高頻條件下，接地阻力的預設很重要，一般情況下，如果頻率值提升，推測阻抗力增加[2]。

2 基站電源系統的雷電電壓防護

電源系統本身比較穩定，在運行過程中，如果系統正常，雷電會造成巨大危害，對通信基站造成的危害因素進行分析得知，基站遭受到雷擊后，數據隨之變化，要求結合參數變化進行防護。考慮到信息產業行業標準的通信系統要求，需合理選擇防雷開關型。在電源系統中，如果存在雷電侵入波，則需要沿著電力電纜侵入路線實施，其中A級SPD相對比C級SPD先動作，合理操作后達到保護的目的。采用行波理論模式進行分析，在電纜中的傳播速度控制很關鍵。B級和C級SPD屬于限壓型，響應時間大約是25 ns，但是兼顧到實際響應時間誤差和具體動作等，需要進行線纜長度確定。結合信息產業部的行業指標可知，上一級的SPD和次級的SPD采用的是限壓型，兩者之間的電纜線間隔超過5 m。在機房變壓器應用中，不同的防雷預設方式起到重要的作用，依據低壓埋地電纜設計形式可知，必須注意的是內部環境分析，尤其是在城區建設的過程中，基礎建設是關鍵，在電纜埋設的過程中，本身影響因素、變量因素多，在城區建設中需要掌握基礎站點建設的流程和要求。在埋設的過程中城區建設合并關鍵，電纜預設方式存在很多的困難，架空輸電線路的過程中，普通的電纜更換為鎧裝電纜，在應用中可以對接線兩端實施處理。以變壓器實際處理作為基礎，在變壓器處理中，高壓變化大，電力公司在整體管理中掌握雷電負載情況，只有實施合理防護，才能提升優勢。在放電管間隙保護的過程中，和交流配電箱并列安裝[3]。基站機房內部兩級防雷示意圖中電表箱、交流配電箱和交流配電單元等相互聯系，詳細的預設流程如圖1所示。

圖1 基站機房內部兩級防雷示意圖

移動通信基站天線、機房布置在賓館、飯店等建筑內，利用該建筑實施綜合接地處理。移動通信機房內的各種接地線路有效應用從形式上分為不同類別，機房地網由建筑物基礎和外圍環形等組成，機房基礎接地處理很重要，需要將地樁主鋼筋與環形接地體焊接連通。一般情況下，在當前鋼管預設的階段，需要確定的壁厚以及深度等，在各個過程中需要注意的是垂直接地系統的預設，長度設計是重點，一般情況下在2倍左右，在地域網設計中，進行整合性分析[4]。

結合通信局電源系統的數據測定結果可知，一般情況下采用10 kV高壓模式引入，在專用的變壓器設計中，移動通信機房內的有效預設形式實現的是共網建設，在形式設計中，從階段性角度入手，確保接地線路的穩定。此外在環形設計中，沿著機房建筑進行敷設垂，在鋼筋焊接的過程中，機房接觸接地處理具備地樁，能符合焊接要求[5]。

在防護設計中基站接地系統的合理處理也是關鍵，一般情況下，移動通信站采用的是金屬部件和鋼管接地模式，需要進行接地系統的及時更新、合理防護。在當前基礎上，需要創建另外一個接地系統，兩個接地焊盤為一體，確保可靠的移動通信基站接地。

在實施階段，需要注意的是明確基站天線、機房布置等方面情況，在建筑物內，可以充分利用現有網絡系統，實現接地處理。如果基站不能充分利用，則在建筑物接地設計中。

必須注意的是組成分析，在各個建設過程中掌握接地線路的類型，實現有效處理。在移動通信機房內以各類接地設計形式作為基礎，不共母線的設計形式，可以從外圍環形方面入手，合理進行接地分析。環形接地體的設計主要是沿著散水點進行敷設，在機房基礎接地的橫豎系統設計中，沿著建筑物散水點進行，機房的基礎設計形式實現的是整體連接，依據主鋼筋和環形接地焊接情況等，在接地處理中，水平方向的預設是關鍵，一般不＜40 mm×4 mm熱鍍鋅，在埋設過程中進行深度調整，一般情況下，垂直的長度大約壁厚度不＜3.5 mm，垂直接地設計的過程中，確定熱鍍鋅角鋼，在鋼管設計中，一般在2倍左右，地網的四角處設計必須接近地體。一般情況下在雷電防護體系設計中，考慮到防護機制的實際情況，在鋼管使用的過程中，低壓電纜進入機房前必須埋地敷設，埋地長度不宜＜15 m，即A級SPD和B級SPD之間的電纜長度＞15 m。低壓埋地電纜應選用具有金屬鎧裝層的電力電纜或穿鋼管埋地引入機房，在后續設計中，考慮到實際管理因素和電力電纜的穿鋼管埋設情況等，在兩端確定進度，一般情況下，機電網絡和房地網是連接的，在特別的區域內，基站設計一直是重點。在建筑物內，雷電流入到大地后，需要確保電壓的平衡和穩定，避免出現過電壓的現象，在建筑物內確定屏蔽點，確保建筑本身有良好的接地，在內部防護設計中，通信系統設備通過電流的內部電力電壓進行保護，在測量電位的階段，需要合理實施布線選擇，確保過流合理性，只有合理預設，才能符合要求。

3 結語

近些年來，計算機系統以及其他尖端技術的不斷發展，在移動通信基站的管控過程中，需要明確雷電防護的內容和要求，為了避免雷擊事故的出現，在整個過程中需要研究入侵雷電的類型，采取合適的保護措施，避免對行業發展造成制約。接地系統的合理化預設比較重要，在防護和管控階段，具備完善的保護作用，在防護處理過程中，工作人員創新和落實，確保防護指導的合理性。