移動通信基站整體防雷措施

1、移動通信基站整體的防雷設計方案、744刖百隨著社會的進步,移動通信迅猛開展,普及全國每一個角落,而移動通信基站能否正常運行是移動通信的關鍵.基站的設備大局部是微電子設備,它的電磁兼容水平低,抗雷電、抗電磁干擾水平弱.基站在建設時雖然已安裝了一些避雷裝置,但往往還是因雷擊而造成通訊中斷,給人們的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的損失.因此,如何做好基站的綜合防雷,保證通信系統(tǒng)的平安,顯得尤為重要.隨著移動通信的應用范圍不斷地擴大,移動通信系統(tǒng)的類型也越來越多.基站防雷是一個系統(tǒng)性的復雜工程,其防雷舉措是一個講究整體防御性的工作,需要各個環(huán)節(jié)緊密配合.基站主要由通信和供電設施組成,其中,通信設施包括天線、饋線

2、和通信設備,供電設施包括電力傳輸線、變壓器和電源設備,各個設備之間緊密聯(lián)系,共同構成了基站系統(tǒng).從防雷的角度講,這些設備引入雷電的危害形式并不單一,主要包括了直接雷擊、感應雷擊、電磁脈沖輻射、雷電過電壓侵入和還擊,一旦某一設施遭受雷電襲擊,必然會直接影響到與它相連的其它設施,造成破壞.針對基站遭受雷害的情況,本文簡單地將基站的組成概括為基站鐵塔、基站電力傳輸和基站機房三個局部來討論基站的整體防護,著重闡述了每一組成部分各設施的具體防雷舉措.并應用這些方法,對基站進行了防雷方案設計,與此同時,我們也看到了現(xiàn)有的防雷理論還不夠完善,還需大家在今后的實際工作中,不斷地摸索,總結經(jīng)驗,爭取將雷擊損害降

3、低到最小程度.目錄1、雷電對移動通信基站的危害、1雷電成因2雷電對基站的危害形式2.1直接雷擊2.2感應雷擊2.3電磁脈沖輻射2.4雷電過電壓侵入2.5還擊2、移動通信基站整體防雷探討1基站鐵塔局部1.1天線1. 2饋線1. 3其它設施2基站電力傳輸局部2. 1高壓架空線2. 2變壓器2. 3低壓輸電線3基站機房局部3. 1機房3. 2電源系統(tǒng)3. 3信號系統(tǒng)3. 4其它設施3. 5設備接地和防雷接地4.基站地網(wǎng)局部4. 1鐵塔地網(wǎng)和機房地網(wǎng)4. 2聯(lián)合地網(wǎng)3移動通信基站防雷設計1外部防雷設計1.1.接閃器設計1. 2引下線設計1. 3地網(wǎng)設計2內(nèi)部防雷設計2. 1.過電壓保護2. 2等電位連

4、接4設計依據(jù)5總結1、雷電對移動通信基站的危害1雷電成因當天空中有雷云的時候,因雷云帶有大量電荷,由于靜電感應作用,雷云下方的地面和地面上的物體都帶上與雷云相反的電荷.雷云與其下方的地面就成為一個已充電的電容器,當雷云與地面之間的電壓高到一定的時候,地面上突出的物體比擬明顯地放電.同時,天空帶電的雷云在電場的作用下,少數(shù)帶電的云?；蛩晌镆蚕虻孛婵繑n,這些先驅(qū)流柱延續(xù)形成電離的微弱導通.領先驅(qū)放電到達大地,或與大地放電迎面會合以后,就開始主放電階段,形成雷擊.人們通過模擬地球原始大氣在密室中進行放電的實驗,結果由無機物合成了11種氨基酸.這些物質(zhì)的出現(xiàn),是生命起源的根底,因此,一些生命起源學說

5、認為,是雷電孕育了地球上的生命.從這個角度來講,人類有今天的文明應該感謝雷電,但是,雷電給人類帶來的危害更值得我們關注.2雷電對基站的危害形式雷電是自然界中強大的脈沖放電過程,雷電侵入移動通信基站造成災害是多渠道的.一般說來,我們可以把雷電放電對地面建筑物或設備可能產(chǎn)生的危害形式劃分為以下幾類.2. 1直接雷擊在雷暴活動區(qū)域內(nèi),雷云直接通過人體、建筑物或設備等對地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象,稱之為直接雷擊.此時雷電的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產(chǎn)生的高電位,我們可由基站天線和機房遭受直擊雷的情況看出它對基站的危害.機房隨著城市高樓的增加,使雷電擊穿空氣的距離縮短,建筑物遭受雷擊概率加大.當雷電

6、擊中機房時,強大的雷電流變成熱能.雷擊放電的電量大約為25100C,據(jù)此估算,雷擊點的發(fā)熱量大約為5002000J,該能量可以熔化502003mm的鋼材,因此,雷電流的高溫熱效應將引起機房建筑物燃燒.在雷電流過的通道上,物體水分受熱汽化而劇烈膨脹,產(chǎn)生強大的沖擊性機械力,該機械力可以到達50006000N,因而可使機房建筑物結構斷裂破壞,導致工作人員傷亡,設備破壞.天線基站天線也是雷擊的主要破壞點,由于天線大多設置在機房的房頂上,也有一局部安裝在鐵塔上,從防雷角度來看,相對周圍環(huán)境而言,形成十分突出的目標.雷電流在閃擊天線過程中將進入與天線相連的饋線,它沿著饋線可以傳送到很遠的地方.除了在饋線

7、上產(chǎn)生電或熱效應,破壞其機械和電氣連接之外,當它侵入與之相連的BTS設備時,還會對BTS設備的機械結構和電氣結構產(chǎn)生破壞作用.同時,它在BTS設備處出現(xiàn)一個強大的雷電沖擊涉及其反射分量,反射分量的幅值盡管沒有沖擊波大,但其破壞力也大大超過微電子器件的負荷能力,尤其是它與沖擊波疊加,形成駐波的情況下,便成了一種強大的破壞力.可見,直接雷擊的危害十分大,絕不能掉以輕心.2. 2感應雷擊從雷云密布到發(fā)生閃電放電的整個過程中,雷電活動區(qū)幾乎同時出現(xiàn)三種物理現(xiàn)象,其中靜電感應與電磁感應兩種現(xiàn)象是可能造成感應雷擊的危害形式.感應雷擊雖然沒有直接雷擊猛烈,但其發(fā)生的幾率比直接雷擊高得多.下面我們來分析一下高

8、壓架空線、饋線分別在雷電靜電感應、電磁感應作用下是怎樣將雷害引入基站的.靜電感應當雷電來臨時,雷云底局部布著大量的負電荷,它們將產(chǎn)生靜電場.高壓架空線路上將感應出大量與雷云底部電荷符號相反的電荷,這種靜電感應作用隨著與雷云正下方高壓架空線路的距離的增大而迅速減小與距離的三次方成反比,如圖2.2.1所示.在雷云對地面或另一雷云放電后,雷云上所帶的電荷,通過閃擊與異種電荷中和.此時,高壓架空線路上雖未受到雷擊,但已聚積的電荷卻產(chǎn)生了很高的電壓,它必然要放電.而由于高壓架空線路與大地間的電阻比擬大,感應電荷不能在同樣短的時間內(nèi)相應消失,這樣就會形成高壓架空線路上的感應高壓.這樣形成的感應高電壓在高壓

9、架空線路可達300400KV,電荷放電時,將產(chǎn)生一個很大的脈沖電流,其雷擊效果雖然比直接雷擊小一些,但由于電力線對雷電波的傳輸損耗小,雷電流幾乎無衰減的沿電力線進入電源設備,也會造成設備損壞.圖2.2.1高壓架空線路雷電靜電感應示意圖電磁感應閃電電流在經(jīng)鐵塔入地過程中,在鐵塔周圍的空間產(chǎn)生磁場,這種磁場將隨時問而變化,其感應作用隨著與落雷點的距離的增大而較快地減少與距離平方成正比,如圖2.2.2所示.磁場在饋線同軸電纜的金屬屏蔽層上激發(fā)出感應電流,屏蔽層的電阻會使屏蔽層產(chǎn)生相當高的電壓降,此時,由于芯線上沒有感應電流,即為電位零點,此電壓降就成為屏蔽層與芯線之間的電壓.2. 3電磁脈沖輻射雷電

10、放電產(chǎn)生的第三種物理現(xiàn)象就是電磁脈沖輻射,閃電放電時,其電流是隨時間而非均勻變化的.一次閃電往往由幾個短脈沖放電組成,脈沖電流向外輻射電磁波,這種電磁脈沖輻射雖然也隨著距離的增大而減小,但卻比擬緩慢與距離的一次方成反比,閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到對瞬態(tài)電磁脈沖極其敏感的設備.隨著通信網(wǎng)日趨龐大,通信設備的集成化、數(shù)字化程度不斷提升.此類設備一般工作電壓低、耐壓水平低、敏感性高、抗干擾水平低,受雷電影響及損壞的幾率增大,即使是幾公里以外的高空雷閃或地面雷閃都可能造成設備故障或損壞.2. 4雷電過電壓侵入當機房建筑物并不處于雷暴活動區(qū)域內(nèi),或者雖然在雷暴活動區(qū)域內(nèi),但機房設備已

11、受到防直擊雷的避雷裝置的保護與屏蔽,有時仍會遭到雷害.其原因可能是在電力電纜、同軸電纜或金屬管道上未采用預防雷電過電壓侵入的舉措.下面以電力電纜為例說明雷電過電壓侵入對基站的危害.直擊雷或感應雷都可能使電力電纜產(chǎn)生過電壓,如圖2.2.5所示.這種過電壓沿著電力電纜從遠處雷區(qū)或防雷保護區(qū)域之外傳來,侵入設備內(nèi)部,使交、直流電源和整流器損壞.由于雷電過電壓波沿電力電纜傳播的距離遠,擴散面大,特別是當?shù)夭o雷電活動,工作人員毫無準備的情況下,忽然襲來,所以,雷電過電壓侵入造成的損失也比擬嚴重.據(jù)統(tǒng)計,在電子設備遭受的雷擊事故中,雷電過電壓沿電源線侵入設備而造成的雷擊故障,大約要占80%.圖2.2.5

12、雷擊大地對附近電纜放電示意圖2. 5還擊在雷暴活動區(qū)域中,當雷電閃擊到基站的接閃裝置上時,盡管接閃裝置的接地系統(tǒng)十分良好,具接地電阻也很小,但由于雷電流幅值大,波頭陡度高,雷電流流過時也會使接地引下線和接地裝置的電位聚開到上百千伏.如果基站的接地引下線與各種金屬管道或用電設備的工作地線間的絕緣距離未到達平安要求,那么可能造成引下線與各種金屬管道或用電設備的工作地線之間放電,從而使這些金屬管道或用電設備的工作地線上引入還擊電流,造成工作人員和設備雷擊事故.圖2.2.6雷電流對金屬鋼管還擊示意圖因此,基站的防雷既要防直擊雷,又要防感應雷,既要預防局電壓雷電波從金屬線纜輸入,也要預防高電壓還擊.2、

13、移動通信基站整體防雷探討在科學技術日益開展的今天,雖然我們還不能完全限制暴烈的雷電,但是經(jīng)過長期的摸索與實踐,現(xiàn)在己積累了很多有關防雷的知識和經(jīng)驗,并形成一系列對防雷行之有效的方法和技術.這些成功的防雷方法和技術,歸納起來有接閃、均壓等電位連接、接地、分流、屏蔽以及躲避等.將這些方法應用于移動通信基站的防雷,可在一定程度上減小雷電對基站的危害.1基站鐵塔局部移動通信基站的鐵塔局部包括天線、饋線和塔燈電源線,它們暴露于室外,受雷電的影響相當大,應盡可能做好其防護工作.1. 1天線利用基站鐵塔和常躲避雷針,可以有效地保護天線免遭直接雷擊.接閃器大局部天線的防雷舉措,主要是在通信鐵塔上安裝避雷針,這

14、種方法經(jīng)濟、簡單,但應嚴格根據(jù)以下要求進行設計.基站天線通常放在鐵塔上,天線安裝位置應在避雷針的防護范圍內(nèi).避雷針應架設在鐵塔頂部,與鐵塔焊接,并做好焊點防腐處理.避雷針的架設高度按滾球法計算,滾球半徑應符合所選擇的防雷體系的保護等級,避雷針宜采用圓鋼或鋼管組成,當針長為12m時,可采用直徑為16nlm的圓鋼或直徑為25nlm的鋼管.避雷針應與天線之間保持一定的間隔,如圖3.1.1所示,以預防由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形,影響通信效果.圖3.1.1避雷針保護天線示意圖引下線有鐵塔的基站,鐵塔本身就是良好的引下線,因鐵塔已良好接地,塔身截面足以平安通過雷電流.所以,只需接閃器與鐵塔有良好

15、的電氣連接,并做防腐處理,即可保證雷電流及時流入大地,這樣既減少投資,又到達保護的目的.1.2 饋線基站的饋線一般采用同軸電纜,由于它已在避雷針的保護范圍內(nèi),具引入機房的主要是感應雷電波,所以,可采取屏蔽層接地的方法,將雷電流盡快泄入大地,減少對機房通信設備的影響.應將同軸電纜的金屬屏蔽層在塔頂與鐵塔的鋼梁連接,作為一個接“地點；離開塔身至機房轉彎處上方0.51m適當位置與鐵塔鋼梁連接,作為另一個接“地點；在機房入口處就近與地網(wǎng)引出的接地線妥善連通,作為第三個接“地點,如圖3.1.2所示.當同軸電纜長度超出60m時,金屬屏蔽層應在鐵塔中部增加一處接“地點,使相鄰兩個接“地點間的距離不超過60m

16、.電纜金屬屏蔽層接地可以預防高電位引入機房,在高電位到達電纜時,電纜金屬屏蔽層與芯線之間的絕緣介質(zhì)被擊穿,兩者連通.根據(jù)集膚效應,電流被排擠到金屬屏蔽層而進入大地,從而起到鉗制高電壓引入的作用.同軸電纜進入機房后,在連接到基站通信設備前其芯線應加裝大饋避雷器,以便讓從芯線傳來的雷電能量泄放到大地,預防感應雷的引入.1.3 其它設施基站鐵塔頂部如設有航空標志燈,對于使用交流電的塔燈,其電源線也是雷電流引入的途徑之一,應采取必要的防雷舉措,首先應保證塔燈在避雷針的有效保護范圍內(nèi).塔燈電源線應穿金屬管布放,金屬管全長應保持電氣上的連續(xù).穿線金屬管在鐵塔頂端與鐵塔鋼梁作可靠連接,在機房入口外側處應與機

17、房地網(wǎng)就近連通,為了增強屏蔽的效果,橫向布設的金屬管可每隔510m就近接地,盡可能焊接,并處理好焊接點防腐防銹.塔燈電源線應在機房入口外側對地加裝避雷器后再進入機房,如圖3.1.3所示.塔燈電源線假設不穿金屬管,那么必須采用有金屬護套的電纜,絕對不許只用普通電源線引接燈塔電源.圖3.1.3塔燈電源線加裝避雷器示意圖2基站電力傳輸局部基站由市電供電,通過架空線將高壓電輸送到變壓器,經(jīng)變壓器變成低壓電后,再由電力電纜進入基站交流配電屏.1.4 高壓架空線由于高壓架空線要經(jīng)變壓器、低壓電纜才進入基站,所以,如何最大限度減小高壓架空線進線段遭直擊雷的概率,是我們應當重點解決的問題.為了防護高壓架空線免

18、遭直擊雷襲擊,宜在其上方架設避雷線,對高壓架空線進線段進行保護,避雷線的架設長度不宜小于500m0避雷線能將雷云對高壓架空線的放電引向自己并泄放到大地,預防高壓架空線遭受直接雷擊,避雷線的保護范圍如圖3.2.1所示.一旦高壓架空線受到雷電繞擊時,避雷線還會起到分流、耦合和屏蔽作用,使高壓架空線所承受的過電壓降低.為了穩(wěn)妥起見,還可在高壓架空線終端桿上對地增設一組氧化鋅避雷器,從而起到限制雷電波幅值和陡度的作用.圖3.2.1避雷線保護高壓架空線示意圖圖3.2.2高壓架空線防護示意圖避雷線和氧化鋅避雷器都應作相應的接地,避雷線除終端桿處,應每桿作一次接地,使得雷電流分散泄入大地.站區(qū)內(nèi)終端桿接地體

19、,離基站地網(wǎng)的距離應有20m以上,以預防地電位還擊,假設達不到此距離,需與地網(wǎng)連接.站外各桿應單設接地體,接地體宜設計成輻射形或環(huán)形,如圖3.2.2所示,接地電阻值終端桿應小于10Q,其余各桿小于30Q.1.5 變壓器基站宜設置專用變壓器,并在變壓器處完成由TN-C系統(tǒng)到TN-C-S系統(tǒng)的轉換.為了保護變壓器,必須在其來波方向設置一條裝有避雷器,且其閥值電壓遠遠小于雷電電壓的接地支路,讓雷電沖擊波先行泄入大地,使其降低到變壓器絕緣能承受的范圍內(nèi).因此,變壓器高壓側的三根相線,應分別在靠近變壓器處,對地裝設相應電壓等級的氧化鋅避雷器.在變壓器低壓側,三根相線也應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器,如圖

20、3.2.3所示.它可將侵入低壓配電系統(tǒng)的大局部雷電流泄放入地,同時也保護了變壓器的高壓局部,由于侵入低壓系統(tǒng)的過電壓可以通過正、反變換到高壓端,破壞高壓端的絕緣.圖3.2.3變壓器防護示意圖2. 3低壓輸電線從變壓器到基站的機房,低壓線路宜全程采用具有金屬護套的電纜穿鋼管埋地引入,電纜長度不宜小于50m,埋地深度不小于0.7m.在機房入口處,將金屬護套和鋼管就近與地網(wǎng)連通,由于雷電流的集膚效應,可使相當大的一局部電流沿金屬護套和鋼管接地端口泄入大地,最大限度衰減從其上引入的雷電高電壓.電源引到機房后,應根據(jù)設備的多少和配置來增設相應的防雷保護舉措.3基站機房局部基站的工作人員和通信設備都在機房

21、內(nèi),因此,做好這局部的防雷是基站整體防雷工程的關鍵.3. 1機房如果基站機房位置的海拔高度很高,有時直擊雷可能從橫向及斜面擊來,出現(xiàn)繞過避雷針,再擊中機房的繞擊現(xiàn)象.在這種情況下,獨立的避雷針往往已不能防御雷電對機房的直擊,因此,必須采取其它有效的防雷舉措.機房的防雷主要在屋頂安裝避雷帶或避雷網(wǎng)作為接閃器,并與屋頂各種金屬設施就近焊接連通,以有效預防直擊雷和繞擊.避雷帶和避雷網(wǎng)一般可采用圓鋼或扁鋼,圓鋼直徑不應小于8mm,扁鋼截面積不小于48mm2,厚度不小于4nim,避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸應與機房的防雷等級相一致.圖3.3.1機房籠式結構示意圖對于鋼筋混凝土結構的機房,可利用其梁、柱、樓板和四周墻

22、面內(nèi)的混凝土鋼筋作引下線.鋼筋上端應與房頂避雷裝置相連,下端與地網(wǎng)可靠電氣連接,中間與各層均壓環(huán)焊接,如圖3.3.1所示,這樣形成的法拉第籠式結構,可大大削弱閃電時的瞬變電磁場.3.2 電源系統(tǒng)通信電源是通信系統(tǒng)的“心臟,做好通信電源的防雷保護是做好整個通信系統(tǒng)防雷工作的重要內(nèi)容.對于電源系統(tǒng)的防護,可在該系統(tǒng)中加裝過電壓保護器,它能在極短時間內(nèi)釋放電路上因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量,將被保護線路連入等電位系統(tǒng)中,使設備各端口的電位差不超過設備所能承受的沖擊耐受電壓,從而保護設備免遭損壞.分級保護圖3.2.2電源系統(tǒng)三級防護示意圖根據(jù)設備的不同位置和耐壓水平,可將保護級別分為三級或更多.多級防護

23、是以各防雷區(qū)為層次,對雷電能量逐級泄放,讓各級避雷器的限制電壓相互配合,最終使過電壓值限制在設備絕緣強度之內(nèi),電源系統(tǒng)的三級防護如圖3.3.2所示.1第一級保護考慮到進入配電房的電纜容易遭受雷電閃擊或者感應雷電波,并且進入配電屏的雷電流沒有分流,雷電流最強.因此,在變壓器到機房配電屏的電纜芯線應對地加SPD,它可以對通過電纜的直擊雷和高強度感應雷實施泄放,將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的過電壓限制到數(shù)千伏.由于配電房入口處的SPD要承受沿電纜侵入的浪涌電流的主要能量,應根據(jù)情況選擇較大通流容量的開關型SPD,它主要采用氣體放電管,其放電水平強,但殘壓較高.2第二級保護考慮到從配電屏到機房配電箱的輸電線路,

24、主要是針對電源的次級防雷,也應在配電屏至機房配電箱之間的電纜芯線兩端對地加裝SPD,用于保護UPS、整流器等設備,它可將幾千伏的過電壓進一步限制到一點幾千伏.由于配電箱處的SPD是對經(jīng)過初級避雷器限制電壓后的直擊雷和感應雷實施泄放,可選用通流容量相對較小的限壓型SPD,它主要采用氧化鋅壓敏電阻,其殘壓低,無續(xù)流、響應時間短.3第三級保護考慮到可能有殘壓和高壓還擊,在通信設備的前端也應對地加裝SPD,用于對終端設備的保護,它可將過電壓限制到對后級設備沒有損害的范圍內(nèi).終端設備的防護可采用抑制二極管,較之氣體放電管和MOV,它有更高的電流導通水平,當受到瞬態(tài)高能量雷電沖擊時,它能以910s,量級的

25、速度,將其兩極問的高阻抗變?yōu)榈妥杩?并且限制電壓低而且穩(wěn)定,有效地抑制外來雷電波的入侵.級間配合SPD應設置在任意兩個防雷區(qū)的交界處,各級SPD的電壓等級和通流量等級要與各級可能承當?shù)睦纂娔芰亢透骷壴O備的耐壓配合,下面以三級防雷為例,論SPD的級間配合問題,如圖3.3.3所示.圖3.3.3三級防雷示意圖3.3 信號系統(tǒng)饋線大饋通道是雷擊感應的主要通道,因此,同軸電纜除了其金屬屏蔽層就近接地外,還應選擇加裝不同的大饋避雷器.因SPD存在一定的插入損耗,會對大線輻射信號的強度造成影響,選擇時應保證其損耗盡可能小,阻抗和工作頻率等指標與通信設備相匹.同軸電纜SPD一般在室外端和室內(nèi)與設備的接口端分兩

26、級設置,具接地端子應就近接到機房外同軸電纜入口處的接地體上,以便讓從同軸電纜芯線傳來的雷電能量逐級泄放到大地,預防引入感應雷電流.信號線基站的信號線一般采用2Mb/s線,其芯線在設備接口處也應加裝相應的信號避雷器,盡可能減少浪涌電流對通信設備的影響.在設置SPD時,還應考慮它的保護范圍.這是由于在SPD和需要保護設備之間的線纜上,由于雷電波的反射效應造成振蕩電壓,其幅值與線路長度、負載阻抗成正比.如果線纜較長,SPD上的殘壓加上線纜的壓降仍可能損壞設備,不能起到保護作用.所以,SPD應靠近通信設備安裝,但有時設備不一定恰好設置在防雷區(qū)的交界處,這時應在通信設備處再加裝一個SPDo3.4其它設施

27、由于金屬管道如水管、氣管等在地下易受到還擊,所以應將它們在穿越各級雷電保護區(qū)的分界面處做等電位連接.在LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)的界面上,雖然機房屋頂與四周墻壁及地面已形成籠式結構,但由于受門、窗等影響,雷電電磁脈沖仍會侵入機房內(nèi),因此,可將所有金屬門、窗等電位連接在一起.止匕外,還應將機房內(nèi)走線架每隔5m就近連接到接地母排上,連接點不應不少于兩點,以便讓感應雷電流能順利泄入大地.3.5 設備接地和防雷接地良好的接地可以將雷電流迅速引入地下泄放,從而到達防雷的目的.機房設有防靜電地板時,應在地板下圍繞機房敷設環(huán)形接地母排,并與機房鋼筋保持絕緣.接地母排的材料為截面積不小于120mm2的銅材,也可采

28、用相同電阻值的鍍鋅扁鋼.機房內(nèi)的所有設備、SPD以及各種纜線金屬屏蔽層均應就近連接到環(huán)形接地母排上,形成一個等電位體.接地線可采用截面積為3595mm2的多股銅線,因其導電性能和強度都比擬好,且接地線應盡可能做到粗、短、直,以降低引線電感,保證防雷效果.為了能兼顧共同接地方式在防雷時的優(yōu)點和分開接地方式在正常工作時的優(yōu)點,可采用瞬態(tài)共地的方式,即將防雷和電源的強電系統(tǒng)與設備等弱電系統(tǒng)分開接地.在兩個接地系統(tǒng)之間接入放電間隙,如圖3.3.5所示,這樣,在正常工作狀態(tài)下兩種地是分開的,不會有泄漏電流對設備工作時必需的信號接地點,即零伏參考電位產(chǎn)生干擾,而當雷擊發(fā)生時,放電間隙擊穿,兩種地瞬態(tài)導通,

29、保證防雷接地、保護接地和信號接地最終接到一起,以到達等電位.圖3.3.5機房等電位連接示意圖機房的接地母排通過接地引入線跟地網(wǎng)可靠焊接連通,形成一個完整的防雷接地系統(tǒng).接地引入線一般不應少于兩處,可沿機房四周均勻?qū)ΨQ布置,接地引入線應作防腐、絕緣處理,裸露在地面以上的局部,應有預防機械損傷的措施,其材料可采用截面積不小于40nlm><4mm的鍍鋅扁鋼或截面積不小于95mm2的多股銅線.在建筑物內(nèi)可能有多個局部等電位接地母排,這些接地母排與總等電位接地母排相互連通,以實現(xiàn)全建筑物范圍內(nèi)的等電位連接.3.6 基站地網(wǎng)局部地網(wǎng)是接地系統(tǒng)的根底,地網(wǎng)能否快速發(fā)散電流,是整個防雷系統(tǒng)建立等電

30、位的關鍵,因此,要根據(jù)地理環(huán)境和土壤電阻率的不同,設計地網(wǎng)的結構.3. 4.1鐵塔地網(wǎng)和機房地網(wǎng)鐵塔位于機房旁邊時,應設單獨的鐵塔地網(wǎng),同時利用塔基地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋作為鐵塔地網(wǎng)的垂直接地體.鐵塔地網(wǎng)面積應延伸到塔基四腳外1.5m以遠的范圍,網(wǎng)格尺寸應不大于3mX3m,其周邊為封閉式.假設鐵塔位于機房屋頂,鐵塔四腳應與屋頂避雷帶就近不少于兩處焊接連通,并對焊接處進行防腐處理,一定要保證連接點的數(shù)量和分散性,以利于分散引流.機房地網(wǎng)應沿機房散水點外設環(huán)形接地裝置,同時還應利用機房根底橫豎梁內(nèi)兩根以上主鋼筋共同組成機房地網(wǎng).當機房根底有地樁時,可利用地下鋼筋混凝土根底作為接地體,將地樁內(nèi)兩根以上

31、主鋼筋與機房地網(wǎng)焊接連通.這樣,接地體是分布在地下四周的鋼筋混凝土根底,與大地接觸面廣,接地電阻低且又穩(wěn)定.4. 4.2聯(lián)合地網(wǎng)鐵塔地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)、機房地網(wǎng)互相連接成為一個聯(lián)合的共用地網(wǎng),三網(wǎng)共地是均衡三網(wǎng)地電位極其重要的舉措.當變壓器設在機房內(nèi)時,其地網(wǎng)可合機房地網(wǎng).鐵塔地網(wǎng)、變壓器地網(wǎng)和機房地網(wǎng)任意兩者之間,應每隔35m相互焊接連通一次,連接點不應少于兩點,以相互組成一個周邊封閉的地網(wǎng),如圖3.4.1所示.經(jīng)驗說明,封閉環(huán)形結構的接地體有助于降低地面電位梯度和降低地電位還擊的強度.圖3.4.1基站地網(wǎng)示意圖基站地網(wǎng)的接地電阻值應小于5Q,當?shù)鼐W(wǎng)的接地電阻值達不到要求時,可適當增加地網(wǎng)面積

32、.在地網(wǎng)外圍增設1圈或2圈環(huán)形接地裝置,環(huán)形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成,水平接地體周邊為封閉式,與地網(wǎng)宜在同一水平面上,環(huán)形接地裝置與地網(wǎng)之間以及環(huán)形接地裝置之間應每隔35m相互焊接連通一次.3移動通信基站防雷設計4.1 外部防雷設計1 .建筑物年預計雷擊次數(shù)應按下式確定：N=kNgAe式中：N建筑物預計雷擊次數(shù)<次/a;k一校正系數(shù),在一般情況下取1,在以下情況下取相應數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取2;金屬屋面的磚木結構建筑物取1.7;位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物,以及特別潮濕的建筑物取1.5;Ng一建筑物所處地區(qū)

33、雷擊大地的年平均密度次/km2a>Ae與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積km2>o2 .雷擊大地的年平均密度應按下式確定：13Ng=0.024Td式中：Td年平均雷暴日,根據(jù)當?shù)貧庀笈_、站資料確定<d/a.3.建筑物等效面積Ae應為其實際平面積向外擴大后的面積.其計算方法應符合以下規(guī)定：<1當建筑物的高H小于100m時,其每邊的擴大寬度和等效面積應按以下公式計算確定<附圖1.1：式中：D一建筑物每邊白擴大寬度<m;L、W、H一分別為建筑物白長、寬、高<m.<2當建筑物的高H等于或大于100m時,其每邊的擴大寬度應按等于建筑物的高H計算；建筑物的等

34、效面積應按下式確定.Ae=LW+2HL+W>+tiH210-6<3當建筑物各部位的高不同時,應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度,其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算.由上述公式算得基站的年預計雷擊次數(shù),以及屬于第幾類防雷建筑物.接閃器設計首先在鐵塔上安裝避雷針對建筑物進行保護,避雷針的高度以及保護范圍根據(jù)標準?GB50057-94中的要求來計算得出,且在屋頂女兒墻上敷設避雷帶,材料為熱鍍鋅圓鋼,直徑12為mm.如果還不能完全保護建筑物,需利用建筑物屋頂?shù)匿摻钭鳛楸芾拙W(wǎng),對建筑物以及機房等進行保護.引下線設計天線避雷針避雷針可用鐵塔作引下線,因鐵塔已良好接地,所以,只需在