现代移动通信基站防雷地网设计及施工探寻

现代移动通信基站防雷地网设计及施工探寻

孟德利

山东省邮电规划设计院有限公司山东省济南市250000

摘要：在信息化社会中，移动通信应用范畴不断拓展，移动通信系统和基站类型与数目日趋繁多化。因为移动通信基站中的通信设备以微电子设备为主，其电磁兼容能力相对较低，抵御雷击与电磁干扰能力薄弱化。尽管业内相关部门对移动通信基站防雷接地设计做出细致化严格要求，但是由于雷击灾害造成的通讯中断问题还是极为常见的，以致通讯企业蒙受不必要的经济损失，故此施以切实可行的应对措施具有极大的现实意义。

关键词：基站；防雷地网；设计；施工

引言：近年来，移动通信基站的雷击灾害屡有发生，说明地网防雷设计及施工仍存在一些漏洞，经与通信公司共同研讨，并总结多年的防雷地网设计及施工经验，整理出新的设计及施工方案。这套设计及施工方案已在通信公司地网建设中实际运用，经实践证明：对现代基站防雷效果显著，取得了明显效益。

1移动基站雷击灾害

1.1雷击灾害现状

在对频繁遭受雷电袭击的具有代表性移动通信基站进行现场调查，以及数据统计过程中，发现雷电灾害的外在表现以如下几种类型为主：①室外电表箱中电表、微型断路器损坏；②室内挂墙电箱中断路器、组合开关电源的整流模板等结构烧坏；③电箱SPD与开关电源系统的SPD模块结构烧损；③调控制板、照明灯具监控系统等结构完整性被破坏等。还有一些移动基站由于雷电袭击，导致室内电箱断路器相间短路，诱发电火。

1.2雷击灾害原因分析

移动通信基站地网、直击雷维护、室内防雷策略等，都会依照相关规范标准进行，但是在雷电袭击时，供电设备与回路结构破损的现象还是不可能完全规避的，情节严重时被烧损，结合雷害现状，对其产生原因进行分析，可作出以下几点归纳：①当感应电流经由高压端传导进时，高压避雷器就会产生相应动作，在雷电流相对较大情况下，高压端防雷器就会被损坏甚至烧毁。又因为零线的对地过电压相对较高，那么在低电位反击作用下，雷电流会经由零线直接进入基站里部，雷击灾害事故随即产生。②因为变压器低压绕组线圈的阻抗作用，零线过电压远大于相线对地的雷电过电压，同时变压器低压三相火线与零线间也流经一定过电压，若开关电源存有相线对零线的防雷单元，具备一定维护功能，故此通常会导致局部开关电源部分整流模块的损伤。③在电力管理体制完善性缺乏的情况下，很多工程电变压器安装工程通常由本地电力部门负责，多数变压器在装设中，没有严格按照相关规定安装低压侧避雷器。但是配电变压器结构相对特殊，若只在高压侧进线装避雷器，很难取得良好的防雷效果。

2现代移动通信基站防雷地网设计及施工要求

2.1移动基站地网的组成：按均压、等电位的原理，将工作地、保护地、防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从联合接地网上分别引入。

2.2基本地网面积不小于15m×20m，水平接地体长度不小于210米，垂直接地体不少于24根（2.5米/根），若由于土质原因，则相应增加接地体数量，接地体总长度不小于60米。接地体上端距地面原则上不应小于0.7m，城区基站接地电阻小于3欧姆，乡镇农村基站接地电阻小于5欧姆，若实在有困难，可适当提高阻值要求，尽量不使用降阻剂、降阻棒等成品材料。（经实践证明：地网的合理分布在防雷效果上要好于一味追求低阻值。）

2.3室内、室外接地要求

2.3.1在机房内设置均压带。均压带在机架上方沿走线架布设，通过绝缘子与走线架隔断，均压带材料为铜材，截面不应小于3mm×30mm；走线架的两端应和均压带可靠地连接。

2.3.2室内所有设备统一接至均压带上，均压带通过4mm×40mm热镀锌扁钢通过铜铁转换与机房的地网相连。

2.3.3室外铜排（200×60×6，8孔以上接地端，配好镀锌螺栓和螺帽）安装在馈线孔正下方10-15公分处，通过铜铁转换与室外铜牌氧焊连接，与扁铁焊接接入地网，铜牌固定均通过绝缘子固定在墙上，机房外墙壁扁铁引上时，扁铁固定在墙壁上。

2.3..4室内铜排在该室内配电箱正下方离地10-15公分处引入一个小铜牌（2孔以上接地端，配好镀锌螺栓和螺帽）。在蓄电池安装侧走线架下方，离地10-15公分处引入一个小铜牌（2孔以上接地端，配好镀锌螺栓和螺帽）。

2.4铁塔接地：①四角落地塔四角均接入地网，落地拉线塔塔座接入地网，馈线避雷扁铁与地网直接相连，铁塔避雷针扁铁单独引一根12M扁铁远离基站地网单独做一个3M见方的避雷网；②房顶塔座接地，馈线避雷扁铁单独接地，铁塔避雷针扁铁单独引一根12M扁铁远离基站地网单独做一个3M见方的避雷网。

2.5当电力变压器设置在机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔3-5m相互焊接连通一次（至少有两处连通），以相互组成一个周边封闭的地网。

2.6接地体采用热镀锌钢材，其规格要求如下：角钢不应小于50×50×5（mm）扁钢不应小于40×4（mm）接地极长度宜为1.5-2.5m，垂直接地极间距为其自身长度的1.2-1.5倍。

2.7接地地网所有焊接点，均应进行防腐处理。接地端与地网连接必须经过铜铁过渡处理。2.8室外走线架接地：通过引上扁铁单独接入地网。

2..9机房四角引下钢筋接地：机房四角如预留引下钢筋，则就近与地网连接。

3移动基站地网的组成

移动通信基站地网主要由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，此外，在土壤率较大的地方应结合实际增加辅助地网，基站地网应充分利用机房建筑基础（含地桩），铁塔基础内的主钢筋和地下其他金属设施作为接地体的一部分，当铁塔设在机房房顶、电力变压器在楼内时其地网可供用机房地网。

3.1机房地网

机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置，同时应利用机房建筑物内的开挖空间，在其内做与开挖空间同大小的，网格为500mm×500mm的地网，并利用机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网，当机房建筑物基础有地桩时，应将地桩内两根以上主钢筋与机房焊接连通，工作地及防雷地在地网上的引接点相互距离不小于5m，铁塔尚应与建筑物避雷器带就近两处以上连通。

3.2铁塔地网

当通信铁塔位于机房旁边时，铁塔地网应延伸到塔基四脚外1.5m远的范围，网格尺寸不大于3m×3m其周边为封闭式，同时还要利用塔基地桩内两根以上钢筋作为铁塔地网的垂直接地体，铁塔地网与机房地网之间应每隔3～5m相互焊接连通一次，连接点不应少于两点。当铁塔位于机房房顶时，其四脚应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接连通，同时宜在机房地网四脚设置辐射式接地体，以利用雷电流散流。当使用通信杆塔时，宜围绕杆塔3m远范围设置封闭环形接地体，并与杆塔地基钢板四周焊接连通，杆塔地网应与机房地网每隔3～5m相互焊接连通一次。

3.3变压器地网

当电力变压器设置在机房内时，其地网可合用机房及铁塔地网组成的联合地网，当电力变压器距机房地网边缘30m以内时，其地网应与机房地网或铁塔地网隔3～5m相互焊接连通一次，以相互组成一个周边封闭的地网。

3.4辅助地网

当接地电阻值达不到要求时，可扩大地网的面积，即在地网外围增加辅助地网，同时在辅助地网之间增设1～2圈环形接地装置，辅助地网与环形接地装置、环形接地装置与地网（机房、铁塔、变压器）之间每隔3～5m焊接连通一次，环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成结束语：在移动通信基站避雷针被雷电直接袭击时，基站天线在雷击电磁感应作用下，会产生误码甚至烧损的状况，此时就应该应用屏蔽措施出示基站天线处于可接受的电磁条件中。应结合基站地网工作频率，以及本基站土壤电阻率状况，合理规划设计接地系统。

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