樹型分枝結構在山地基站的運用

王戀平

(貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400)

樹型分枝結構在山地基站的運用

王戀平

(貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400)

對于設在山頂的各類基站，尤其應注意基站的防雷接地不能采用傳統的接地方式來處理;這是因為山頂基站的接地電阻較大，接地引線較長，雷電流泄放相對緩慢，所以地電壓反擊比較嚴重，而基站防雷接地系統工程是保證通信網絡暢通、人員和設備安全的重要環節，該文所介紹的“樹型分枝結構防雷接地法”能因地制宜地解決基站鐵塔、天饋線、土建、供電、設備安裝以及機房周圍建筑物等諸多設施的防雷接地安全。

基站;防雷接地;樹型分枝結構

1 引言

設在山區各類基站的接地問題一直困繞著中國移動、中國聯通及廣播電視發射或接收等建設和設計單位，這主要是因為這類通信基站的設立大部分都設置在山區及地勢較高地帶，而山地建筑物的接地系統難于滿足以上防雷接地需要，另外建在山區的基站，由于土質很差，多為碎石土壤、風化巖或花崗巖石，石灰巖等表面土僅十幾至幾十厘米厚，并且大地電阻率極高，要使基站的地網接觸電阻做得很小是極為困難的，因此，“樹型分枝結構法”能行之有效地解決這類基站的防雷接地問題，這也是本文針對這類防雷接地工程中所研究的重要課題。

2 樹型分枝結構的基本特性

2.1 樹型分枝結構法設計理念

在距機房鐵塔1.5～3 m外增設均壓帶閉合環一圈;在閉合環四周分別延伸15～40 m范圍設泄流坑2～4個(根據土質情況來定，一般土山設2個、石山設4個)，均壓帶閉合環分別連接至泄流坑，閉合環另兩側用扁鋼連接并向外延伸埋設，并每隔2.5 m打入1.2 m角鋼至35 m左右作幅射式接地體(所有扁鋼埋設深度均＞70 cm，扁鋼與角鋼應良好焊接，閉合環應分別連接于鐵塔四角以及引接至機房，機房不少于2個引入線(扁鋼)使整個機房、鐵塔以其它設施與大地連成一片，近似等電位體。采取角鋼幅射式接地體，在15～40 m射線長度內，每間隔2.5 m設置一條角鋼作為垂直接地體。

2.2 樹型分枝結構施工要求

均壓帶閉合環以及與泄流坑的連接，材料規格：扁鋼采用－40 mm×4 mm以上熱鍍扁鋼焊接，扁鋼埋設深度大于70 cm，扁鋼上下填充稀土降阻劑。每個泄流坑采用1 000 mm×500 mm×8 mm熱鍍鋅鋼板一塊，埋設深度＞1.5 m。每個泄流坑之間的水平距離＞20 m。變壓器地線先引線至一專用泄流坑接地體，再與閉合環帶連接。均壓環帶進入機房引入線不少于2處。被保護的設備及物體有可能在雷擊時使機房機架間產生一些危險的不衡電位，因此，機房內作等電位連接處理。

3 樹型分枝結構的設計要求

材料要求：扁鋼、角鋼、泄流板必須為熱鍍鋅材料。泄流板規格(長×寬×高)：1 000 mm×500 mm×8 mm;垂直接地體角鋼：∠50 mm×50 mm×5 mm;水平接地體扁鋼：－40 mm×4 mm等。

施工要求：

①泄流坑要求(長×寬×高)不低于：1 000 mm×500 mm×8 mm;

②回填土：水平接地極間隔不大于1.5 m;

③泄流坑不低于：土山2個，石山4個;所建泄流坑必須另設，不得與原泄流坑共享。城區內基站考慮到具體施工條件，采取角鋼泄流方式，不要求單獨挖泄流坑。

④地質環境(巖石、無植被或少植被、土壤電阻系數較大)泄流坑15～40 m選取。

⑤幅射式角鋼接地體，從閉合環均壓帶延伸每間隔2.5 m打入角鋼接地體一根并與扁鋼良好焊接，扁鋼埋設深度＞70 cm，長度約為了35～40 m。

4 小結

①在電阻率較高的地區，“樹型分枝結構”接地法可在各類基站地網的邊緣使用，以擴大地網的等效半徑及面積。

②采用稀疏分布的長垂直接地體，使樹型分枝向地網下端滲透流散，形成三維空間。

③將與地網連接的幅射形水平接地體周圍和末端接地體采用“樹型分枝網狀結構”來處理，這樣由于“樹枝效應”等效擴大地網面積。

④在天線鐵塔避雷針引下線所接的垂直接地體周圍采用“樹型分枝網狀結構”接地處理，這樣有利于增加雷電流的泄流能力。

⑤所經接地體表面與土壤的接觸電阻，從接地體開始向遠處擴散雷電流。

⑥為了降低基站接地電阻，建在接地電阻較大的山地基站，可利用塔基鋼筋，埋設地樁有困難的山地可從塔基沿山體的自然溝壑，最好選擇陰暗潮濕的地方，制作橫向輻射接地網，輻射接地網長度應小于30～40 m之間，塔基四周輻射的橫向接地網越多也有利于雷電散流。

通過以上對“樹型分枝結構法”介紹，我們了解了該方法的優越性，主要體現在：既符合GB50057—94建筑物防雷設計規范;YD5098—2001通信局(站)雷電過電壓保護設計規范;YD2011—93微波站防雷與接地設計規范;YD5068—98移動通信基站防雷與接地規范;YD5078—98通信工程電源系統防雷技術規定要求，又節約成本，效果又明顯等優勢，這在黔西南州部分山地基站使用后收到了明顯的效果。特別是在海撥地勢較高的高山全巖石無植被或植被薄，且土壤電阻系數較大的站點，能因地治宜來解決這類基站的防雷接地問題。

TM862

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1003－6598(2012)05－0059－02

2012－08－12

王戀平(1963—)，男，助工，主要從事防雷技術研究工作。