移动通信基站整体防雷措施

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1、个人资料整理 仅限学习使用移动通信基站整体的防雷设计方案、八 、亠刖言随着社会的进步，移动通信迅猛发展，遍及全国每一个角落，而移动通信基 站能否正常运行是移动通信的关键。基站的设备大部分是微电子设备，它的电 磁兼容能力低，抗雷电、抗电磁干扰能力弱。基站在建设时虽然已安装了一些避 雷装置，但往往还是因雷击而造成通讯中断，给人们的生产和生活带来了巨大的 损失。因此，如何做好基站的综合防雷，保障通信系统的安全，显得尤为重要。 随着移动通信的应用范围不断地扩大，移动通信系统的类型也越来越多。基站防雷是一个系统性的复杂工程，其防雷措施是一个讲究整体防御性的工 作，需要各个环节紧密配合。基站主要由通信和供

2、电设施组成，其中，通信设 施包括天线、馈线和通信设备，供电设施包括电力传输线、变压器和电源设备，各个设备之间紧密联系，共同构成了基站系统。从防雷的角度讲，这些设备引入 雷电的危害形式并不单一，主要包括了直接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷 电过电压侵入和反击，一旦某一设施遭受雷电袭击，必然会直接影响到与它相连 的其它设施，造成破坏。针对基站遭受雷害的情况，本文简单地将基站的组成概括为基站铁塔、基站 电力传输和基站机房三个部分来讨论基站的整体防护，着重阐述了每一组成部 分各设施的具体防雷措施。并应用这些方法，对基站进行了防雷方案设计，与 此同时，我们也看到了现有的防雷理论还不够完善，还需大家在今

3、后的实际工 作中，不断地摸索，总结经验，争取将雷击损害降低到最小程度。b5E2RGbCAP目录1、雷电对移动通信基站的危害、1雷电成因2雷电对基站的危害形式2.1直接雷击2.2感应雷击2.3电磁脉冲辐射2.4雷电过电压侵入2.5反击2、移动通信基站整体防雷探讨 1基站铁塔部分1.1天线1.2馈线13其它设施2基站电力传输部分2.1高压架空线2.2变压器2.3低压输电线3基站机房部分3.1机房3.2电源系统3.3信号系统3.4其它设施3.5设备接地和防雷接地 4基站地网部分4.1铁塔地网和机房地网 2联合地网3移动通信基站防雷设计1外部防雷设计1.1.接闪器设计1.2引下线设计1.3地网设计2内

4、部防雷设计2.1过电压保护2.2等电位连接4设计依据5总结1、雷电对移动通信基站的危害1雷电成因当天空中有雷云的时候，因雷云带有大量电荷，由于静电感应作用，雷云下方 的地面和地面上的物体都带上与雷云相反的电荷。雷云与其下方的地面就成为 一个已充电的电容器，当雷云与地面之间的电压高到一定的时候，地面上突出 的物体比较明显地放电。同时，天空带电的雷云在电场的作用下，少数带电的 云粒 或水成物）也向地面靠拢，这些先驱流柱延续形成电离的微弱导通。当先 驱放电到达大地，或与大地放电迎面会合以后，就开始主放电阶段，形成雷击。人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成 了 11种氨基酸

5、。这些物质的出现，是生命起源的基础，因此，一些生命起源学 说认为，是雷电孕育了地球上的生命。从这个角度来讲，人类有今天的文明应 该感谢雷电，但是，雷电给人类带来的危害更值得我们关注。plEanqFDPw2雷电对基站的危害形式雷电是自然界中强大的脉冲放电过程，雷电侵入移动通信基站造成灾害是多 渠道的。一般说来，我们可以把雷电放电对地面建筑物或设备可能产生的危害 形式划分为下列几类。2.1直接雷击在雷暴活动区域内，雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的电 击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电 产生的高电位，我们可由基站天线和机房遭受直击雷的情况看出它对基站

6、的危 害。DXDiTa9E3d 机房随着城市高楼的增加，使雷电击穿空气的距离缩短，建筑物遭受雷击概率加 大。当雷电击中机房时，强大的雷电流变成热能。雷击放电的电量大约为25100C，据此估算，雷击点的发热量大约为5002000J，该能量可以熔化50 200 3 mm的钢材，因此，雷电流的高温热效应将引起机房建筑物燃烧。在雷电 流过的通道上，物体水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲击性机械力，该 机械力可以达到50006000N，因而可使机房建筑物结构断裂破坏，导致工作 人员伤亡，设备破坏。RTCrpUDGiT 天线基站天线也是雷击的主要破坏点，由于天线大多设置在机房的房顶上，也有一 部分安装在

7、铁塔上，从防雷角度来看，相对周围环境而言，形成十分突出的目 标。5PCzVD7HxA雷电流在闪击天线过程中将进入与天线相连的馈线，它沿着馈线可以传送到很 远的地方。除了在馈线上产生电或热效应，破坏其机械和电气连接之外，当它 侵入与之相连的BTS设备时，还会对BTS设备的机械结构和电气结构产生破坏 作用。同时，它在BTS设备处出现一个强大的雷电冲击波及其反射分量，反射 分量的幅值尽管没有冲击波大，但其破坏力也大大超过微电子器件的负荷能 力，尤其是它与冲击波叠加，形成驻波的情况下，便成了一种强大的破坏力。 可见，直接雷击的危害十分大，绝不能掉以轻心。jLBHrnAILg 2.2感应雷击从雷云密布到

8、发生闪电放电的整个过程中，雷电活动区几乎同时出现三种物 理现象，其中静电感应与电磁感应两种现象是可能造成感应雷击的危害形式。 感应雷击虽然没有直接雷击猛烈，但其发生的几率比直接雷击高得多。下面我们 来分析一下高压架空线、馈线分别在雷电静电感应、电磁感应作用下是怎样将雷害引入基站的。静电感应当雷电来临时，雷云底部分布着大量的负电荷，它们将产生静电场。高压架空 线路上将感应出大量与雷云底部电荷符号相反的电荷，这种静电感应作用随着 与雷云正下方高压架空线路的距离的增大而迅速减小 与距离的三次方成反 比）, XHAQX74J0X如图2.2.1所示。在雷云对地面或另一雷云放电后，雷云上所带的电荷，通过

9、闪击与异种电荷中和。此时，高压架空线路上虽未受到雷击，但已聚积的电荷却 产生了很高的电压，它必然要放电。而由于高压架空线路与大地间的电阻比较 大,感应电荷不能在同样短的时间内相应消失，这样就会形成高压架空线路上的感 应咼压。这样形成的感应高电压在高压架空线路可达300400KV，电荷放电时，将产生一个很大的脉冲电流，其雷击效果虽然比直接雷击小一些，但由于电力线对 雷电波的传输损耗小，雷电流几乎无衰减的沿电力线进入电源设备，也会造成 设备损坏。LDAYtRyKfE图2.2.1高压架空线路雷电静电感应示意图电磁感应闪电电流在经铁塔入地过程中，在铁塔周围的空间产生磁场，这种磁场将随时 间而变化，其感

10、应作用随着与落雷点的距离的增大而较快地减少与距离平方成正比），如图2.2.2所示。磁场在馈线同轴电缆的金属屏蔽层上激发出感应电 流，屏蔽层的电阻会使屏蔽层产生相当高的电压降，此时，由于芯线上没有感 应电流，即为电位零点，此电压降就成为屏蔽层与芯线之间的电压。Zzz6ZB2Ltk2.3电磁脉冲辐射雷电放电产生的第三种物理现象就是电磁脉冲辐射，闪电放电时，其电流是随 时间而非均匀变化的。一次闪电往往由几个短脉冲放电组成，脉冲电流向外辐 射电磁波，这种电磁脉冲辐射虽然也随着距离的增大而减小，但却比较缓慢与距离的一次方成反比），闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到 对瞬态电磁脉冲极其敏感的设

11、备。dvzfvkwMI1随着通信网日趋庞大，通信设备的集成化、数字化程度不断提高。此类设备一 般工作电压低、耐压水平低、敏感性高、抗干扰能力低，受雷电影响及损坏的 几率增大，即使是几公里以外的高空雷闪或地面雷闪都可能造成设备故障或损 坏。rqyn14ZNXI2.4雷电过电压侵入当机房建筑物并不处于雷暴活动区域内，或者虽然在雷暴活动区域内，但机房 设备已受到防直击雷的避雷装置的保护与屏蔽，有时仍会遭到雷害。其原因可 能是在电力电缆、同轴电缆或金属管道上未采用防止雷电过电压侵入的措施。 下面以电力电缆为例说明雷电过电压侵入对基站的危害。直击雷或感应雷都可 能使电力电缆产生过电压，如图2.2.5所示

12、。这种过电压沿着电力电缆从远处 雷区或防雷保护区域之外传来，侵入设备内部，使交、直流电源和整流器损 坏。由于雷电过电压波沿电力电缆传播的距离远，扩散面大，特别是当地并无 雷电活动，工作人员毫无准备的情况下，突然袭来，所以，雷电过电压侵入造 成的损失也比较严重。据统计，在电子设备遭受的雷击事故中，雷电过电压沿 电源线侵入设备而造成的雷击故障，大约要占 80 %o EmxvxOtOco图2.2.5雷击大地对附近电缆放电示意图2.5反击在雷暴活动区域中，当雷电闪击到基站的接闪装置上时，尽管接闪装置的接地 系统十分良好，其接地电阻也很小，但由于雷电流幅值大，波头陡度高，雷电 流流过时也会使接地引下线和

13、接地装置的电位聚升到上百千伏。如果基站的接 地引下线与各种金属管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要 求，则可能造成引下线与各种金属管道或用电设备的工作地线之间放电，从而 使这些金属管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成工作人员和设备 雷击事故。SixE2yXPq5图226雷电流对金属钢管反击示意图因此，基站的防雷既要防直击雷，又要防感应雷，既要防止高电压雷电波从 金属线缆输入，也要防止高电压反击。2、移动通信基站整体防雷探讨在科学技术日益发展的今天，虽然我们还不能完全控制暴烈的雷电，但是经过 长期的摸索与实践，现在己积累了很多有关防雷的知识和经验，并形成一系列 对防雷行之有效

14、的方法和技术。这些成功的防雷方法和技术，归纳起来有接 闪、均压等电位连接、接地、分流、屏蔽以及躲避等。将这些方法应用于移动 通信基站的防雷，可在一定程度上减小雷电对基站的危害。6ewMyirQFL1基站铁塔部分移动通信基站的铁塔部分包括天线、馈线和塔灯电源线，它们暴露于室外，受 雷电的影响相当大，应尽可能做好其防护工作。kavU42VRUs1.1天线利用基站铁塔和常规避雷针，可以有效地保护天线免遭直接雷击。接闪器大部分天线的防雷措施，主要是在通信铁塔上安装避雷针，这种方法经济、简 单，但应严格按照以下要求进行设计。y6v3ALoS89基站天线通常放在铁塔上，天线安装位置应在避雷针的防护范围内。

15、避雷针 应架设在铁塔顶部，与铁塔焊接，并做好焊点防腐处理。避雷针的架设高度按 滚球法计算，滚球半径应符合所选择的防雷体系的保护等级，避雷针宜采用圆钢 或钢管组成，当针长为12m时，可采用直径为16伽的圆钢或直径为25 mm的钢 管。避雷针应与天线之间保持一定的间隔，如图3.11所示，以防止由于避雷 针的存在而损坏天线的辐射图形，影响通信效果。图3.1.1避雷针保护天线示意图引下线有铁塔的基站，铁塔本身就是良好的引下线，因铁塔已良好接地，塔 身截面足以安全通过雷电流。所以，只需接闪器与铁塔有良好的电气连接，并 做防腐处理，即可保证雷电流及时流入大地，这样既减少投资，又达到保护的 目的。M2ub6

16、vSTnP1.2馈线基站的馈线一般采用同轴电缆，由于它已在避雷针的保护范围内，其引入机房 的主要是感应雷电波，所以，可采取屏蔽层接地的方法，将雷电流尽快泄入大 地，减少对机房通信设备的影响。应将同轴电缆的金属屏蔽层在塔顶与铁塔的 钢梁连接，作为一个接“地”点；离开塔身至机房转弯处上方0.51m适当位置与铁塔钢梁连接，作为另一个接“地”点；在机房入口处就近与地网引出的 接地线妥善连通，作为第三个接“地”点，如图3.1.2所示。当同轴电缆长度 超出60m时，金属屏蔽层应在铁塔中部增加一处接“地”点，使相邻两个接“地”点间的距离不超过60m。OYujCfmUCw电缆金属屏蔽层接地可以防止高电位引入机

17、房，在高电位到达电缆时，电缆金 属屏蔽层与芯线之间的绝缘介质被击穿，两者连通。根据集肤效应，电流被排 挤到金属屏蔽层而进入大地，从而起到钳制高电压引入的作用。eUts8ZQVRd同轴电缆进入机房后，在连接到基站通信设备前其芯线应加装天馈避雷器，以 便让从芯线传来的雷电能量泄放到大地，防止感应雷的引入。sQsAEJkW5T1.3其它设施基站铁塔顶部如设有航空标志灯，对于使用交流电的塔灯，其电源线也是雷电 流引入的途径之一，应采取必要的防雷措施，首先应保证塔灯在避雷针的有效 保护范围内。GMslasNXkA塔灯电源线应穿金属管布放，金属管全长应保持电气上的连续。穿线金属管在 铁塔顶端与铁塔钢梁作可

18、靠连接，在机房入口外侧处应与机房地网就近连通， 为了加强屏蔽的效果，横向布设的金属管可每隔510m就近接地，尽可能焊接，并处理好焊接点防腐防锈。塔灯电源线应在机房入口外侧对地加装避雷器 后再进 TIrRGchYzg入机房，如图3.13所示。塔灯电源线若不穿金属管，则必须采用有金属护套 的电缆，绝对不许只用普通电源线引接灯塔电源。图3.1.3塔灯电源线加装避雷器示意图2基站电力传输部分基站由市电供电，通过架空线将高压电输送到变压器，经变压器变成低压电后，再由电力电缆进入基站交流配电屏。2.1高压架空线由于高压架空线要经变压器、低压电缆才进入基站，所以，如何最大限度减小高压架空线进线段遭直击雷的概

19、率，是我们应当重点解决的问题。为了防护高压架空线免遭直击雷袭击，宜在其上方架设避雷线，对高压架空线 进线段进行保护，避雷线的架设长度不宜小于 500m。避雷线能将雷云对高压架 空线的放电引向自己并泄放到大地，防止高压架空线遭受直接雷击，避雷线的 保护范围如图3.2.1所示。一旦高压架空线受到雷电绕击时，避雷线还会起到 分流、耦合和屏蔽作用，使高压架空线所承受的过电压降低。为了稳妥起见，还可在高压架空线终端杆上对地增设一组氧化锌避雷器，从而起到限制雷电波 幅值和陡度的作用。7EqZcWLZNX图321避雷线保护高压架空线示意图图3.2.2高压架空线防护示意图避雷线和氧化锌避雷器都应作相应的接地，

20、避雷线除终端杆处，应每杆作一次 接地，使得雷电流分散泄入大地。站区内终端杆接地体，离基站地网的距离应 有20m以上，以避免地电位反击，若达不到此距离，需与地网连接。站外各杆 应单设接地体，接地体宜设计成辐射形或环形，如图3.2.2所示，接地电阻值 终端杆应小于10 Q，其余各杆小于30 Q。lzq7IGfO2E2.2变压器基站宜设置专用变压器，并在变压器处完成由TN-C系统到TN-C-S系统的转换。为了保护变压器，必须在其来波方向设置一条装有避雷器，且其阀值电压 远zvpgeqJ1hk远小于雷电电压的接地支路，让雷电冲击波先行泄入大地，使其降低到变压器 绝缘能承受的范围内。因此，变压器高压侧的

21、三根相线，应分别在靠近变压器 处，对地装设相应电压等级的氧化锌避雷器。在变压器低压侧，三根相线也应分别就近对地加装氧化锌避雷器，如图3.23 所示。它可将侵入低压配电系统的大部分雷电流泄放入地，同时也保护了变压 器的高压部分，因为侵入低压系统的过电压可以通过正、反变换到高压端，破 坏咼压端的绝缘。NrpoJac3v1图3.2.3变压器防护示意图2.3低压输电线从变压器到基站的机房，低压线路宜全程采用具有金属护套的电缆穿钢管埋地 引入，电缆长度不宜小于50m，埋地深度不小于0.7m。在机房入口处，将金属 护套和钢管就近与地网连通，由于雷电流的集肤效应，可使相当大的一部分电 流沿金属护套和钢管接地

22、端口泄入大地，最大限度衰减从其上引入的雷电高电 压。电源引到机房后，应根据设备的多少和配置来增设相应的防雷保护措施。1nowfTG4KI3基站机房部分基站的工作人员和通信设备都在机房内，因此，做好这部分的防雷是基站整 体防雷工程的关键。3.1机房如果基站机房位置的海拔高度很高，有时直击雷可能从横向及斜面击来，出现 绕过避雷针，再击中机房的绕击现象。在这种情况下，独立的避雷针往往已不 能防御雷电对机房的直击，因此，必须采取其它有效的防雷措施。fjnFLDa5Z。机房的防雷主要在屋顶安装避雷带或避雷网作为接闪器，并与屋顶各种金属设 施就近焊接连通，以有效防止直击雷和绕击。避雷带和避雷网一般可采用圆

23、钢 或扁钢，圆钢直径不应小于8伽，扁钢截面积不小于48伽2,厚度不小于4 mm, 避雷网的网格尺寸应与机房的防雷等级相一致。tfnNhnE6e5图331机房笼式结构示意图对于钢筋混凝土结构的机房，可利用其梁、柱、楼板和四周墙面内的混凝土钢 筋作引下线。钢筋上端应与房顶避雷装置相连，下端与地网可靠电气连接，中 间与各层均压环焊接，如图3.3.1所示，这样形成的法拉第笼式结构，可大大 削弱闪电时的瞬变电磁场。HbmVN777sL3.2电源系统通信电源是通信系统的“心脏”，做好通信电源的防雷保护是做好整个通信 系统防雷工作的重要内容。对于电源系统的防护，可在该系统中加装过电压保 护器，它能在极短时间

24、内释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量，将被保护线 路连入等电位系统中，使设备各端口的电位差不超过设备所能承受的冲击耐受 电压，从而保护设备免遭损坏。V7l4jRB8Hs 分级保护图3.2.2电源系统三级防护示意图根据设备的不同位置和耐压水平，可将保护级别分为三级或更多。多级防护是 以各防雷区为层次，对雷电能量逐级泄放，让各级避雷器的限制电压相互配 合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内，电源系统的三级防护如图3.3.2 所示。83lcPA59W91）第一级保护考虑到进入配电房的电缆容易遭受雷电闪击或者感应雷电波，并且进入配电屏 的雷电流没有分流，雷电流最强。因此，在变压器到机房配电屏的电缆

25、芯线应 对地加SPD，它可以对通过电缆的直击雷和高强度感应雷实施泄放，将数万甚 至数十万伏的过电压限制到数千伏。mZkklkzaaP由于配电房入口处的SPD要承受沿电缆侵入的浪涌电流的主要能量，应根据情 况选择较大通流容量的开关型SPD，它主要采用气体放电管，其放电能力强， 但残压较高。AVktR43bpw2）第二级保护考虑到从配电屏到机房配电箱的输电线路，主要是针对电源的次级防雷，也应 在配电屏至机房配电箱之间的电缆芯线两端对地加装SPD，用于保护UPS、整流器等设备，它可将几千伏的过电压进一步限制到一点几千伏。ORjBnOwcEd由于配电箱处的SPD是对经过初级避雷器限制电压后的直击雷和感

26、应雷实施泄 放，可选用通流容量相对较小的限压型 SPD，它主要采用氧化锌压敏电阻，其 残压低，无续流、响应时间短。2MiJTy0dTT3）第三级保护考虑到可能有残压和高压反击，在通信设备的前端也应对地加装SPD，用于对终端设备的保护，它可将过电压限制到对后级设备没有损害的范围内。终端 设备的防护可采用抑制二极管，较之气体放电管和MOV，它有更高的电流导通能力，当受到瞬态高能量雷电冲击时，它能以9 10 s量级的速度，将其两极间 的高阻抗变为低阻抗，并且限制电压低而且稳定，有效地抑制外来雷电波的入侵。gliSpiue7A 级间配合SPD应设置在任意两个防雷区的交界处，各级 SPD的电压等级和通流

27、量等级 要与各级可能承担的雷电能量和各级设备的耐压配合，下面以三级防雷为例， 讨论SPD的级间配合问题，如图3.3.3所示。图333三级防雷示意图3.3信号系统 馈线天馈通道是雷击感应的主要通道，因此，同轴电缆除了其金属屏蔽层就近接 地外，还应选择加装不同的天馈避雷器。因 SPD存在一定的插入损耗，会对天 线辐射信号的强度造成影响，选择时应保证其损耗尽可能小，阻抗和工作频率 等指标与通信设备相匹。同轴电缆 SPD 一般在室外端和室内与设备的接口端分 两级设置，其接地端子应就近接到机房外同轴电缆入口处的接地体上，以便让 从同轴电缆芯线传来的雷电能量逐级泄放到大地，防止引入感应雷电流。uEhOUl

28、Yfmh 信号线基站的信号线一般采用2Mb/s线，其芯线在设备接口处也应加装相应的信号避 雷器，尽可能减少浪涌电流对通信设备的影响。IAg9qLsgBX 在设置SPD时，还应考虑它的保护范围。这是因为在 SPD和需要保护设备之 间的线缆上，由于雷电波的反射效应造成振荡电压，其幅值与线路长度、负载 阻抗成正比。如果线缆较长，SPD上的残压加上线缆的压降仍可能损坏设备， 不能起到保护作用。所以，SPD应靠近通信设备安装，但有时设备不一定恰好 设置在防雷区的交界处，这时应在通信设备处再加装一个SPD。WwghWvVhPE3.4其它设施 由于金属管道如水管、气管等在地下易受到反击，所以应将它们在穿越各

29、级雷 电保护区的分界面处做等电位连接。在 LPZ0区与LPZ1区的界面上，虽然机房 屋顶与四周墙壁及地面已形成笼式结构，但由于受门、窗等影响，雷电电磁脉 冲仍会侵入机房内，因此，可将所有金属门、窗等电位连接在一起。此外，还 应将机房内走线架每隔5m就近连接到接地母排上，连接点不应不少于两点，以 便让感应雷电流能顺利泄入大地。asfpsfpi4k3.5设备接地和防雷接地 良好的接地可以将雷电流迅速引入地下泄放，从而达到防雷的目的。机房设有 防静电地板时，应在地板下围绕机房敷设环形接地母排，并与机房钢筋保持绝 缘。接地母排的材料为截面积不小于120mm 2的铜材，也可采用相同电阻值的 镀锌扁钢。机

30、房内的所有设备、SPD以及各种缆线金属屏蔽层均应就近连接到 环形接地母排上，形成一个等电位体。接地线可采用截面积为 3595mm2的多股 铜线，因其导电性能和强度都比较好，且接地线应尽可能做到粗、短、直，以 降低引线电感，确保防雷效果。ooeyYZTjj1 为了能兼顾共同接地方式在防雷时的优点和分开接地方式在正常工作时的优 点，可采用瞬态共地的方式，即将防雷和电源的强电系统与设备等弱电系统分 开接地。在两个接地系统之间接入放电间隙，如图3.3.5所示，这样，在正常 工作状态下两种地是分开的，不会有泄漏电流对设备工作时必需的信号接地 点，即零伏参考电位产生干扰，而当雷击发生时，放电间隙击穿，两种

31、地瞬态 导通，保证防雷接地、保护接地和信号接地最终接到一起，以达到等电位。BkeGulnkxl图335机房等电位连接示意图机房的接地母排通过接地引入线跟地网可靠焊接连通，形成一个完整的防雷 接地系统。接地引入线一般不应少于两处，可沿机房四周均匀对称布置，接地 引入线应作防腐、绝缘处理，裸露在地面以上的部分，应有防止机械损伤的措 施，其材料可采用截面积不小于的镀锌扁钢或截面积不小于95mm2的 多股铜线。在建筑物内可能有多个局部等电位接地母排，这些接地母排与总等 电位接地母排相互连通，以实现全建筑物范围内的等电位连接。PgdOOsRIMo3.4基站地网部分地网是接地系统的基础，地网能否快速发散电

32、流，是整个防雷系统建立等电位 的关键，因此，要根据地理环境和土壤电阻率的不同，设计地网的结构。3cdXwckm153.4.1铁塔地网和机房地网铁塔位于机房旁边时，应设单独的铁塔地网，同时利用塔基地桩内两根以上主 钢筋作为铁塔地网的垂直接地体。铁塔地网面积应延伸到塔基四脚外1.5 m以远的范围，网格尺寸应不大于3mx3m,其周边为封闭式。若铁塔位于机房屋顶， 铁塔四脚应与屋顶避雷带就近不少于两处焊接连通，并对焊接处进行防腐处 理，一定要保证连接点的数量和分散性，以利于分散引流。h8c52WOngM机房地网应沿机房散水点外设环形接地装置，同时还应利用机房基础横竖梁内 两根以上主钢筋共同组成机房地网

33、。当机房基础有地桩时，可利用地下钢筋混 凝土基础作为接地体，将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通。这样， 接地体是分布在地下四周的钢筋混凝土基础，与大地接触面广，接地电阻低且 又稳定。v4bdyGious3.4 2联合地网铁塔地网、变压器地网、机房地网互相连接成为一个联合的共用地网，三网 共地是均衡三网地电位极其重要的措施。当变压器设在机房内时，其地网可合 用机房地网。铁塔地网、变压器地网和机房地网任意两者之间，应每隔35m相互焊接连通一次，连接点不应少于两点，以相互组成一个周边封闭的地网，如 图3.4 1所示。经验表明，封闭环形结构的接地体有助于降低地面电位梯度和 降低地电位反击的强度。

34、J0bm4qMpJ9图3.4.1基站地网示意图基站地网的接地电阻值应小于5 Q，当地网的接地电阻值达不到要求时，可适当 增加地网面积。在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置，环形接地装置由水 平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式，与地网宜在同一水平XVauA9grYP面上，环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔35m相互焊接连通一次。3移动通信基站防雷设计3.1外部防雷设计1. 建筑物年预计雷击次数应按下式确定:N = k Ng Ae式中：N 筑物预计雷击次数 ;Ae建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2 o2. 雷击大地的年平均密度应按下式确定：1.3Ng = 0.02

35、4Td式中：Td 平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定 d/a）。3. 建筑物等效面积Ae应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应 符合下列规定：1）当建筑物的高H小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列 公式计算确定 附图1. 1）： 式中：D筑物每边的扩大宽度m）;L、W、H 别为建筑物的长、宽、高m）。 + ni210-63）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其 等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。DJ8T7nHuGT由上述公式算得基站的年预计雷击次数，以及属于第几类防雷建筑物。接闪器设计首先在铁塔上安装避雷针对建筑

36、物进行保护，避雷针的高度以及保护范围根据 规范GB50057-94中的要求来计算得出，且在屋顶女儿墙上敷设避雷带，材 料为热镀锌圆钢，直径12为伽。如果还不能完全保护建筑物，需利用建筑物屋 顶的钢筋作为避雷网，对建筑物以及机房等进行保护。QF81D7bvUA引下线设计天线避雷针避雷针可用铁塔作引下线，因铁塔已良好接地，所以，只需在安装避雷针时 保证避雷针与铁塔有良好的电气连接，并将铁塔分别在四个角上与建筑物混凝土内的钢筋相连即可，同时做好防腐处理。机房建筑物避雷网机房建筑物避雷网可用建筑物内的钢筋作引下线，同时建筑物内的钢筋也起到 了均压环的作用。地网的设计机房建筑物的接地体可采用建筑物地梁和

37、框架柱混凝土桩基础内的钢筋，用框 架柱基础内的主钢筋作垂直接地体，用地梁内主钢筋作水平接地体，它们可连 接成均匀布置的地网。4B7a9QFw9h地网接地电阻值应满足规范要求，小于 5Q。3.2内部防雷设计 电源避雷器1 ）当220/380V供电线路进入基站时，应首先在进站后的第一配电处进行第一 级防雷保护，即在交流配电屏处安装第一级电源避雷器。达到IEC规定的最高防护标准。 技术参数：雷电通流量100KA10/350u S）； ix6iFA8xoX残压峰值 2.5KV;响应时间 100 ns；2）在机房配电箱的输入端加装相应的第二级电源避雷器。第二级电源避雷器采用C类保护器进行相-中、相-地、

38、中-地的全模式保护。 技术参数：雷电通流量40KAV8/20卩s）;残压峰值 1000V;响应时间 25n s；3）在机房设备处安装第三级电源避雷器。技术参数：雷电通流量5KAV8/20卩s）;残压峰值 500V;响应时间 25n s; 天馈避雷器同轴电缆线进入机房后，在连接到基站设备前应安装天馈避雷器，以防止来 自天馈线引入的感应雷。 信号避雷器基站的信号线采用2Mb/s线，在连接到基站设备前应安装信号避雷器，以 防止信号线上的感应雷。2.2等电位连接在机房四周沿墙体敷设规格为40mm*4mm的铜排，铜排相互交叉处做好可靠连 接，形成机房内部的接地母排。将所有的设备用40伽2的多股铜线就近与

39、铜排连接，并将进出机房的各类线缆屏蔽层连接到铜排上，如图4.2.8所示，再用 wt6qbkCyDE95伽2多股铜线将铜排与地网连接。4设计依据1、IEC61024建筑物防雷2、IEC61312雷电电磁脉冲的防护3、YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范4、YD 2018-93微波站防雷与接地设计规范5、GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范& GB50057-94建筑物防雷设计规范7、GB50174-93电子计算机机房设计规范8、YDJ 26-89通信局 站）接地设计暂行技术规定9、GB 50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范10、XQ3-2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范5总结在实施基站的防雷工程中，必须依照IEC的防护原则，将D-B-S-E四项核心技术 贯穿始终，争取将雷击损坏减小到最低程度。Kp5zH46zRk申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。13 / 13