無線通信基站防雷設計與接地方法研究

王開武

摘要：作為無線通信信號發射以及數據傳輸的重要設備之一，受到雷擊作用影響，無線通信基站關鍵設備可能發生損壞，甚至造成無線通信中斷，影響無線通信基站的穩定運行。本文分析了無線通信基站防雷設計，研究了無線通信基站接地方法。

關鍵詞：無線通信基站；防雷；設計

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0071-01

隨著信息化建設進程的不斷推進，無線通信技術的發展速度是非常可觀的，各類無線通信設備的應用豐富了社會大眾的信息化生活水平，促進了日常生活工作的便捷性。作為無線信號發射、傳輸、中繼以及接收處理的重要設備，無線通信基站常常布設于裸露地區，如高層建筑樓頂、曠野以及街頭等，承受自然環境條件變化的影響，遭受雷電襲擊的可能性較大，若不加以科學防范，設置會對整個無線通信網絡的運行產生影響。因此，做好無線通信基站的防雷設計以及接地工作是非常重要的。

1 無線通信基站防雷設計

當前科學技術條件支持下雷電是無法被消滅的，因此必須在無線通信基站建設期間通過防雷設計的方式，如雷電屏蔽技術、等電位連接技術、接口保護技術等，盡可能減弱甚至消除雷電作用力對無線通信基站安全運行所產生的影響。具體而言，在無線通信基站防雷設計過程中的關鍵要點包括[1]：

（1）雷電屏蔽技術。在無線通信基站防雷設計過程中，可以依托于對雷電屏蔽技術的應用，以發揮電磁屏蔽性能，合理應用到導電材料的導電特性來嘗試調整并減弱交變電磁場方向，緩解雷電作用力對無線通信基站對穿透影響，雷電作為一種電流巨大的交流電流，在雷電流動的過程中會形成一個非常巨大的交變電磁場，而雷電屏蔽技術的應用能夠最大限度的屏蔽電磁場，避免對無線通信基站中相關設備的運行產生不良影響。（2）等電位連接技術。在無線通信基站的防雷設計過程中，可以將無線通信基站關鍵設備放置于金屬材質管道內，在雷擊作用下所產生的高電位物體可以與管道設備外殼連接，將可導電物體與無線通信基站裝置設備電位相等，以預防外部電位較高所產生的電擊事故對無線通信基站的整體運行產生不良影響。（3）接口保護設計技術。通信基站接口較多，比如電源接口、信號接口、接地接口、饋線接口等，雷電可以從這些接口影響基站的正常工作，為了能夠消除、降低各個接口的電壓運行情況，可以對各個接口進行防護設計，防護設計可以減弱各個接口間的電位差和中線間的電位差。比如在電源接口處可以采用40KA的氧化鋅 SPD、32A 的空氣開關作為保護，實現一級過電壓保護。

2 無線通信基站接地方法

在無線通信基站建設期間，接地設計的方案及其質量會直接對整個基站雷電保護的效果產生影響。做好接地設計方面的工作，不但能夠確保無線通信基站搭載線纜等方式接地，還能夠將接地電阻維持在較低范圍內，以確保線纜上電荷能夠迅速傾瀉至地下，這對于預防無線通信基站的承受雷電襲擊而導致高電壓擊壞線纜而言有著非常重要的作用。結合既往研究資料與建設經驗來看，無線通信基站的接地方法主要包括以下三個方面的內容[2-3]：

2.1 無線通信基站鐵塔上對饋線接地的安裝

在無線通信基站鐵塔建設所布置饋線（包括同軸電纜金屬保護層），需要分別于通信基站上端口以及下端口、進入機房外側入口進行就地接地處理。需要特別注意的一點是，在鐵塔高度超過30.0m的情況下，鐵塔自身與屏蔽層間需要新增連接點，依托于地網、接地線、以及避雷帶方式等實現與設備的連接，以進一步鞏固自身防雷接地效果。

2.2 無線通信基站頂部設置樓頂塔防雷接地的處理方法

各類就建筑物，如住宅建筑、酒店、辦公建筑，無線通信基站通常選擇設置于建筑物頂部，鐵塔四腳需要與高層建筑樓頂避雷帶接地端以焊接方式實現連接，也可以與房屋建筑樓頂所預設的避雷網接地端連接，或通過在高層建筑樓頂機房四周設置輻射式接地體的方式，對雷電進行最大限度的分流處理，以免對無線通信基站的建設運行產生不良影響。結合既往經驗數據來看，在無線通信基站防雷接地的過程中，接地網的覆蓋范圍應當以塔基四周為標準，延伸至1.5m范圍內，網格尺寸需要達到3.0×3.0m以上。同時，在選擇鐵塔地位垂直接地體時，可以嘗試以塔基地樁內2根以上的主鋼筋為標準，按照3.0～5.0m的間隔距離，對無線通信基站機房地網與鐵塔地位進行焊接聯通，各個連接點焊點數目需要達到2個以上即可。

2.3 無線通信基站低壓電纜引入狀態下的接地設計處理方案

遵循現行有關無線通信基站防雷與接地設計規范中的要求，對于無線通信基站而言，交流供電系統所選用電力變壓器應當為專用電力變壓器，以三相五線制為主要供電方式。考慮到基站用電負荷水平偏小，容量在20.0kW左右，因此無需配備專用變壓器以支持無線通信基站的運行，通過引入低壓電纜的方式解決該問題即可。在無線通信基站建設期間，引入低壓電纜并進行接地設計時需要特別注意如下幾個方面的問題：首先，低壓電纜線路引入無線通信基站時需要根據長度劃分選擇相應的電纜線路規格，如接入無線通信基站的低壓電纜線路長度在100.0m以內，則優先選用ZR-RVV22-5×50規格低壓電纜；如接入無線通信基站的電壓電纜線路長度在100.0m以上，則優先選用ZR-RVV22-5×25規格低壓電纜；其次，低壓電纜線路接入無線通信基站時應當全程埋設于地下，埋地長度達到15.0m以上，深度達到0.7m以上；再次，電纜線路鎧裝金屬保護層兩側應當遵循就近原則與地網妥善焊接；最后，變壓器地網應當按照合理距離與機房地網、鐵塔地網進行焊接聯通，以聯合周邊地網構建封閉化的接地模式。

3 結語

對于無線通信基站而言，由于其工作環境較為特殊，遭受雷電襲擊的可能性較大，稍有不慎就可能導致通信傳輸中斷，甚至誘發信號傳輸事故。為了預防上述問題的產生，就必須做好對無線通信基站的防雷與接地設計工作，結合無線通信基站的實際運行情況，設置一個高度可靠且良好的防雷接地系統，選擇最佳基站接地模式，預防雷電流作用下所產生低電位反擊現象，以保護無線通信基站乃至無線通信設備的安全穩定運行。上述分析望能夠對提高無線通信傳輸質量，改善傳輸可靠性產生一定的積極作用。

參考文獻

[1]陳洪濤.TD-SCDMA無線通信系統中基站設備的防雷與接地設計[J].移動通信，2006，（10）：85-88.

[2]方峪民.無線通信基站雷害防護原理與工程設計要點研究[J].通訊世界，2018，（3）：39-40.

[3]弓美桃，曹劍英.移動通信基站故障的處理與維護[J].信息安全與通信保密，2014，（5）：108-110.