通信基站的综合防雷设计

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1、万方数据第26卷第1期2009年3月黑龙江气象HEILONGJIANGMETEOROLOGYV01．26No．1Mar．2009文章编号：1002—252X(2009)01—0038—04通信基站的综合防雷设计边登程1,2，赵天雷3，任赛赛2(1．牡丹江市气象局，黑龙江牡丹江157019；2．南京信息工程大学，江苏南京210044；3．黑龙江省防雷中心，黑龙江哈尔滨150080)摘要：由于通信基站的地理位子特殊性和设备重要性．防雷T程设计有其独特性。本文讨论通信基站的综合防雷设计，根据目前通信基站的建设情况，总结规律，发现问题，应用先进的技

2、术和防雷理念，从防护直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击方面，提出合理化的设计要点，讨论了通信基站铁塔和机房的直击雷、天馈系统、电源系统、接地和等电位连接的详细方案，确保通信基站设备和人员的安全。关键词：通信基站；天馈系统；雷击电磁脉冲LEMP；联合接地；等电位连接中图分类号：TU895文献标识码：B1引言随着通信行业的发展，通信网络规模不断扩大，通信基站的数量也日趋增多．但通信基站的防雷问题一直困扰着通信网络运营，这主要是凶为通信基站的天线设置大多安装在铁塔和建筑物的天面上．相对周围环境丽言，形成十分突出的目标，导致雷击概率增多，通讯

3、铁塔接闪时，基站的电磁环境非常恶劣，基站内的信息设备耐压水平较低，使通信设备损坏。因此。加强通信基站对雷电的防御能力．减少雷击灾害损失．其综合防雷措施必须结合基站建筑物及基站通信专业的特点，做到综合系统防雷。2通信基站2．1基站简介通信基站有城区站、郊外站和高山站，还可分为塔下基站和杆塔基站(图1)．一般而言，建在郊外或农村地区及地处雷暴强度较强、雷暴日较多．通信基站遭遇雷击事故的概率较大，而且基站内高度集成化的精密通信设备及其控制电路对雷电的敏感度较强，雷击事故呈现上升趋势，根据通信行业的统计数据，近年来遭受雷击的基站占到了总数的10％，

4、从而影响通信网络的可靠性。塔下基站杆塔基站图1通信基站为塔下基站及杆塔基站示意图2．2存在问题通过对通信基站的防雷设施检测．根据调查及用户反馈的情况，经过多方面的调研。基站防雷措施通常存在以下问题。(1)基站铁塔上的避雷针与通信天线的垂直、水平距离太近，没有按照滚球法计算，接闪过程中，天馈线收稿日期：2008—12—1第一作者简介：边磴程(1982一)，男，黑龙江省牡丹江市人，南京信息工程大学，本科乍．助理工程师．万方数据第l期边登程，等：通信基站的综合防雷设计的电磁感应电压过高，损坏通信设备，铁塔顶端至底端的过渡电阻I>0．03Q。避雷针

5、的接地电阻过大，不利于雷电流的泄流【11。(2)基站天线铁塔地网和机房地网没有形成联合接地。独立铁塔旁的机房或铁塔下面的机房通信设备接地不规范，通信设备接地线从塔脚引入，没有从地网处引入，存在地电位反击。(3)基站供电线路一般是采用架空引入，电力电缆金属护套或钢管两端没有就近可靠接地。配电屏中性线进站后重复接地，室内接地排与室外接地排没有分开设计，没有安装适合的电涌保护器SPD，防止雷电波侵入。(4)基站铁塔高度≥60m．天馈线中间和进入机房前都没有接地。馈线与通信机端口未设置馈线SPD。光纤架空敷设，光纤内加强芯、光端机及通信设备未作接地

6、处理，使光端机和设备损坏。3基站的防雷设计3．1设计原则通信基站必须采取联合接地的防雷措施：地网设计应根据基站周围环境和地理因素。确定地网的边界和形状；电源系统的SPD指标，应根据年雷暴El、海拔高度、地理环境、建筑物的形式、供电方式以及当地的供电电压的波动范围来选择。并应考虑各级SPD的配合问题。其主要目的：(1)将绝大部分雷电流直接引入地网泄放。(2)阻塞沿电源线或数据线、天馈线引入的雷电电磁脉冲LEMP。(3)提高电子通信设备电磁兼容能力。3．2直击雷防护采用避雷针对天线和设备进行直击雷防护。要求如下：(1)避雷针应将移动机房和塔上通

7、信设备置于保护范围内。使其处在IYZ0。区，可使用塔身作为接地导体，塔身金属构件电气连续性不可靠时，应使用40mmx4mm的热镀锌扁钢设置专门的铁塔避雷针雷电引下线。(2)基站保护等级按二类设计，滚球法计算时，用滚球半径h，=45m．为了减少雷电流沿避雷针泄放时产生的瞬问电磁场，对基站设备的电磁感应和反击放电，设定避雷针与天线外缘距离≥3m。(3)铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应利用建筑物柱内的钢筋作雷电引下线，或与楼(房)顶避雷带就近不少于两处焊接连通：建筑物无钢筋结构作雷电引下线时。铁塔四脚应专设雷电引下线．并与环形接地体焊接连通；使用活

8、动机房的通信基站，机房的金属框架必须就近做接地处理[2]。3．3天馈系统防护塔上避雷针接闪产生二次雷击效应．顺塔而下的天馈线首当其冲。馈线系统应有完善的直击雷及二次感应雷的防雷装