移动通信基站防雷目标及防护措施

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1、移动通信基站防雷目标及防护措施:分析了移动通信基站雷击途径,防雷系统应以防止地电压反击和雷电波侵入为主要目标,并在此基础上详细介绍了移动通信基站铁塔和通信机房防雷、架空管线防雷、天馈线防雷、等电位连接以及降低接地电阻值等雷电防护措施,使防雷方案的制定做到技术可靠、经济合理。　　关键词：通信基站;防雷系统;引入途径;防护措施　　移动基站防雷是一个复杂的系统工程，由于移动通信基站分布范围广,位置处于制高点,容易遭受雷击灾害。雷电具有很强的破坏性,一旦通信基站遭受雷击,容易造成通信设备损坏,通信信号中断,给社会带来较大的经济影响,因此做好移动通信基站的防雷是一项重要的工作。　　一、雷击移动通

2、信站的主要途径　　1.1雷电通过基站铁塔和天馈线侵入　　一般的基站铁塔高度为40~60m,有些高达70~90m。当铁塔的避雷针受到直接雷击时,雷电流通过铁塔,经其接地装置散流入地,使地X地电位升高,导致基站地X与设备之间产生很高的电位差而形成地电位反击,对通信设备造成损坏。如果天馈线为同轴电缆,在导体上感应出较强的感应电流,即为同轴电缆的感应电流。感应电流经同轴电缆从铁塔天线进入基站机房,进入收发信机,烧坏移动通信设备。　　1.2雷电通过架空管线侵入　　移动通信系统基站的架空管线是引入雷害的重要途径。当雷云放电时,其空间形成强大的电场,在架空管线靠近终端时,主要成分是水平电场,出现在电

3、场中的突出物体最易出现感应电荷的集中,使其周围电场强度显着增加,架空管线很容易发生尖端放电而被雷电击中。当架空管线遇雷电侵袭时,将过电压引入基站机房,很可能烧坏基站的通信设备。雷云对地放电也会在架空管线上感应过电压,该过电压也会对电源设备造成威胁。　　1.3雷电电磁感应影响　　接闪器在接闪过程中,雷电流强度大,放电时间短,在接闪器和引下线周围将产生较大的瞬时电磁场。在强磁场作用下,处于磁场中的导体将产生高达几千至几万伏的感应电压,如此之高的感应电压势会造成通信设备的损坏。移动通信设备是集成化较高的设备,耐冲击力相对较差,因此受雷电感应的影响较大。　　1.4基站机房引入雷电　　当移动基站

4、机房建在山顶上,机房位置的海拔高度很高时,直击雷可能绕过避雷针从横向及斜面击中被保护物,这种现象叫雷电绕击。在这种情况下,孤立的避雷针往往已不能防御雷电对机房的直击。因此,基站机房必须采取必要的防雷措施。　　二、防雷系统目标　　为了提高基站防雷系统的泄流能力，我们通常选用了80kA甚至100kA的大型防雷器，但是防雷效果却不令人满意，而且防雷器都是检测合格的入X产品。通过调查统计某市近两年来的雷击事故，得出一条重要数据：基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备（包括基站室外电力变压器）的位置普遍较低，完全处于建筑防雷设施、铁塔以及架空线路避雷系统的保护之下，雷电流只

5、能沿铁塔避雷系统、架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放，所以基站设备很难遭到直击雷损害。另外基站内的设备外壳、天馈线、走线架等金属物全部安装了接地保护，再加上与室外的雷击点和避雷器接地引线有足够的距离，所以雷电感应也很难发挥作用。几年来雷击事故的主要现象为：基站B级防雷器保护空开动作，部分单相交流设备和直流设备损坏。从中不难看出地电压反击和雷电波侵入是造成基站设备损坏的主要原因，所以基站防雷系统应以防止地电压反击和雷电波侵入为主要目标。　　2．1防止地电压反击　　地电压反击是当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时，由于接地电阻的存在引起基站的地电位升高，基站直流负荷如BTS电源

6、、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端与工作接地相连，无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差，因而产生差模脉冲电压，当超过设备的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上，当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时，变压器的交流地和交流重复接地的电位也会升高，因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。　　如何避免地电压反击造成的损失？一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器；在直流负载的电源输入端加装浪

7、涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装，避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。另外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地X上的引接点分开焊接，这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。通常雷电电流沿地X泄放时，在避雷器引下线与地X连接点附近土壤内形成一个强电位场，距离越近电压越高，将基站工作接地与室外避雷器接地分开，可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通