通信工程中的接地与防雷探讨

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1、通信工程中的接地与防雷探讨四川公众通信建设监理公司——康忠学2009-4主要内容：•基站建设中的接地与防雷•机房建设中的接地与防雷基站系统的组成•传输线路系统；•塔桅系统；•天馈系统；•供电系统；•地网系统；•室内设备等系统组成。已建工程中基站的接地与防雷缺乏系统性•由于组成基站的各系统都是分专业进行的设计和施工，因此，无论设计或施工，都是按本专业和自己的理解对本专业的接地与防雷进行设计或施工，对基站工程建设中的接地与防雷缺乏全局性的系统考虑。•我们在对上万计基站建设的监理过程中，发现了一些接地不规范的案例，本文引用工程中的实际案例对相关各系统的接地与防雷进行探讨。通信铁塔的

2、结构——独立避雷针（本提纲中所指图片请见屏幕PPT）通信铁塔的组成如图1所示。通信铁塔由避雷针、避雷针雷电流引下线（扁钢）、塔体组成。避雷针用金属紧固件与塔体顶部直接相连接，雷电流引下线（扁钢）与避雷针连接，并从上至下用金属件与铁塔相连接。从图1的结构明显可见：避雷针、避雷针雷电流引下线、铁塔，从电气连接上已经成为一个整体。因此，通信铁塔实际上就是高耸于地面的独立避雷针。1馈线屏蔽层如何接地？•同轴电缆结构•1.电缆芯线、•2.发泡填充层、•3.屏蔽层、•4.绝缘层组成.实际工程中的模拟连接•将馈线、铁塔、基站设备作模拟连接如图2所示。（未作离塔处的连接）•在实际工程中，将馈线

3、屏蔽层直接与塔体连接（如图2所示）。将这种连接的后果作如下分析：由于铁塔顶端的避雷针是与铁塔直接连接的，用于避雷针专用雷电流引下线（扁钢）也是和铁塔直接连通的，因此，避雷针、避雷针专用雷电流引下线、铁塔已经组成一个不可分割的高耸于地面的引雷体。电流走向分析当避雷针遭受直击雷、或铁塔遭受侧击雷时，雷电流至屏蔽层与铁塔连接点N时，4将分两支电流I1和I2，其中电流I1通过铁塔直接流入地网；I2则从馈线A端屏蔽层流入，经全线流至B端后再经机房入口处的接地排流入地网。当I2流入馈线屏蔽层时，馈线芯线产生强大的感应电流I感从A端流至B端进入SPD；当I感将SPD击毁的瞬间，仍有强大的残压

4、电流进入基站的收发信机，将基站设备损坏2吊线（钢绞线）如何接地？•工程中常见的光缆进站方式在实际工程中，将铁塔作为光缆线路的终端杆，将钢绞线和光缆捆绑于铁塔上然后引进机房的作法常有发生。如图3-1和图3-2所示。钢绞线上雷电流的形成当雷雨发生时，由于静电感应和电磁感应，通信线路的钢绞线、信号线、输电线、通信铁塔及其他金属导体将产生强大的冲击过电压，这种雷电感应过电压可以对电子器件、通信设备造成破坏，甚至造成火灾或人身伤害。•架空钢绞线上的静电感应：•图1钢绞线上的感应束缚电荷带负电荷的雷云由于静电感应，当带正（或负）电荷的雷云接近地面建筑物或其他物体时，都能使其表面感应而带异性

5、电荷，如图1所示。•架空钢绞线上的电磁感应：•图2雷云放电后钢绞线上形成的脉冲电压根据电磁感应原理，架空钢绞线在雷云放电产生静电感应过电压的同时还会产生强大的电磁感应脉冲电压。因此，架空钢绞线上感应的雷电过电压应当是静电感应和电磁感应两个分量的迭加。这种过电压冲击波如果不通过接地装置及时引入大地，将对连接在通信线路两端的设备造成破坏。根据相关部门的实际观测，高压架空输电线路上的感应过电压可达数百千伏，低压架空输电线路、通信线路架空钢绞线上的感应过电压不会超过20Kv。然而，如果钢绞线遭受直击雷时，钢绞线上产生的雷电过电压将远远大于感应过电压。•架空钢绞线上的直击雷：当架空钢绞线

6、（吊线）遭受雷击时，雷电流将沿钢绞线从两个方向流入大地。由于钢绞线感抗和接地装置的接地电阻的存在，钢绞线被雷击时将产生很高的电位。钢绞线呈现的感抗L0、钢绞线的接地间隔d两个参数是U值的决定因素；钢绞线的直流电阻率r对U值的影响较小。在实际工程中，只要路由选择合理，通信线路遭受直击雷的概率还是很小的。因此，勘察设计和施工，在选择通信线路路由时，应尽可能避开矿藏地、河滩地、无树林的秃岭山坡，减少通信线路遭受直击雷的概率；在多雷区应尽可能减小架空吊线（钢绞线）的接地隔距。•架空钢绞线的接地方案为了减小雷电过电压对通信设施的损害，通常采用吊线接地的方法将雷电流就近4引入大地。常用的接

7、地方法如图4所示。采用2.6/7的钢绞线作为接地线，上端与吊线缠绕或用线卡压接，下端与延伸式接地装置连接，用铁丝将地线捆绑在电杆上。图4这种接地装置，用于地线的钢绞线从上到下捆绑在电杆上，容易遭到破坏。特别是在一些经济落后的地区，接地线被破坏的情况尤为突出，对这种传统的接地方式的可靠性提出了挑战。为了确保通信线路架空吊线（钢绞线）接地的可靠性，设计人员、施工人员采用了图5所示的接地方式。图5是图4方式的改进，在传统接地方式上加装了一根（半截）地线保护杆。有了这根地线保护杆，接地线的可靠性是提