通信鐵塔的設(shè)計與維護方式探討

胡家文

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通信鐵塔的設(shè)計與維護方式探討

胡家文

廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510300

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)計行業(yè)的地位也水漲船高，越來越多地應(yīng)用于人們的日常生活中。在通信系統(tǒng)中，通信鐵塔處于十分重要的位置。通信鐵塔的正常使用是通信系統(tǒng)中必不可少的環(huán)節(jié)。因此，對通信鐵塔的設(shè)計方案和維護措施等方面進(jìn)行了探討。

通信鐵塔；設(shè)計；維護

引言

通信鐵塔在通信系統(tǒng)中承擔(dān)著發(fā)射信號和接收天線支撐的功能，在系統(tǒng)中占有不可或缺的地位。在國內(nèi)，隨著通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通信鐵塔的數(shù)量也急劇增加。目前國內(nèi)通信鐵塔總數(shù)約占世界總量的三分之一。作為發(fā)揮巨大功用的設(shè)備，如何正確使用、如何正確維護是值得人們思考的問題。

1 通信鐵塔簡述

通信鐵塔由塔體、平臺、避雷針和天線等鋼構(gòu)組件組成。這些鋼構(gòu)件都是經(jīng)過熱鍍鋅防護處理過的。通信鐵塔的作用是架高通信系統(tǒng)中的通信天線，以提高微波、短超波、無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸和發(fā)射等的服務(wù)區(qū)域半徑，達(dá)到專業(yè)通信的效果。通信鐵塔按照鐵塔外觀分類可分為四角鋼塔和管塔、三角鋼塔和管塔、單管塔、拉線塔和景觀塔等。國家規(guī)定的通信鐵塔結(jié)構(gòu)規(guī)范是自立式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是抗損能力強。根據(jù)通信鐵塔的安裝位置，可將通信鐵塔分為樓頂和地面兩種鐵塔類型。不管是哪種類型的通信鐵塔，它的作用都是架高通信天線，擴展通信服務(wù)地區(qū)。

首先，通信鐵塔具有確保通信信號順利接通的功能。每一個通信鐵塔的使用都對通信信號的發(fā)射和接收起到了至關(guān)重要的作用。通信鐵塔的特性能提高信號接收和發(fā)射的穩(wěn)定性、可靠性，避免信號接收基站受到環(huán)境因素和人為因素影響而產(chǎn)生的缺陷。其次，通信鐵塔具有較強的自我保護能力。通信鐵塔主要由鋼結(jié)構(gòu)組成，通過特殊形式連接鋼結(jié)構(gòu)，在塔上還需配備避雷針，為應(yīng)對雷雨等惡劣天氣做好防雷避災(zāi)的準(zhǔn)備[1]。

2 通信鐵塔的設(shè)計

通信鐵塔設(shè)計有兩個重要的環(huán)節(jié)：一是通信鐵塔的選址；二是通信鐵塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.1 通信鐵塔的選址

通信鐵塔是支撐天線和收發(fā)信號的重要設(shè)備，為人們的正常生活提供了便利條件。通信鐵塔的位置選擇是保證設(shè)備正常使用的前提。在選址過程中必須依據(jù)地形地勢、氣候條件、人文環(huán)境、設(shè)計方案等因素進(jìn)行選擇。在選址過程中，必須與通信鐵塔的設(shè)計方案有機結(jié)合，確保設(shè)計方案在選址地區(qū)能夠成功建立。

2.2 通信鐵塔塔基的設(shè)計

通信鐵塔的塔基是維護通信鐵塔穩(wěn)固性和正常運營的重要基石。在選擇塔基時，應(yīng)充分考慮鐵塔建造地址的具體環(huán)境和計劃方案的可行性。通信鐵塔在使用中需要駕高通信電纜，這就要求通信鐵塔建造在地理環(huán)境相對溫和的高地上。在塔基設(shè)計中還需要通過通信鐵塔的建造規(guī)模來確定基站的大小，依據(jù)預(yù)設(shè)方案和現(xiàn)場環(huán)境結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析，根據(jù)建設(shè)范圍、當(dāng)?shù)厣郊棺呦颉⑸狡赂叨燃捌露鹊纫蛩卮_定具體的基站建設(shè)方案。

2.3 通信鐵塔的避雷針接地設(shè)計和電源天線設(shè)計

在通信鐵塔中，電源天線和避雷針都是重要的組成部分。在天線設(shè)計中不但要計算天線長度，還要對天線電纜的材料、橫截面積等做出選擇和判斷。通常天線的材料是銅芯或者鋁芯，天線長度需根據(jù)通信鐵塔所提供的服務(wù)半徑確定。天線的橫截面積可以根據(jù)通信鐵塔電源系統(tǒng)最大工作電流、天線長度、天線材料電導(dǎo)率和通信鐵塔設(shè)備允許出現(xiàn)的最大電壓計算。

避雷接地設(shè)計比較復(fù)雜，主要作用是防止直擊雷、感應(yīng)雷、地電位反擊及雷電波入侵損壞通信鐵塔電源設(shè)備。它的設(shè)計內(nèi)容包括通信塔頂設(shè)置避雷針、塔體分階段設(shè)置防護感應(yīng)雷設(shè)備及通信塔底接地設(shè)計三部分。進(jìn)入通信鐵塔基站的交流低壓電纜通常從地下敷設(shè)。電纜和金屬管兩端都應(yīng)選擇可靠接地。如果通信鐵塔需要安裝抱桿天線，那么所有的抱桿都需安裝防雷帶。此外，傳輸電纜應(yīng)盡可能地選擇全線直埋方案。

通信鐵塔的地質(zhì)條件不同，接地方式也不同。確定土質(zhì)較均勻、地租率較理想的場地的接地方式時應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范設(shè)計。通常，通信鐵塔的機房被包圍在通信鐵塔四角內(nèi)時，通信鐵塔的地網(wǎng)和機房的地網(wǎng)應(yīng)融合為一體，外環(huán)形的電源線接地應(yīng)和鐵塔地網(wǎng)斷開焊接。一般這種情況下的接地設(shè)計采用水平和垂直相結(jié)合的設(shè)計方案。對于建在山區(qū)的通信鐵塔，山體土壤電阻率一般超過 700 MΩ。接地設(shè)計一般是外延水平接地。為了更有效地降低接地電阻，也可選擇山腳接地。

3 通信鐵塔的日常維護

3.1 通信鐵塔維護的必要性

通信鐵塔的建造材料是金屬芯天線和具有一定使用年限的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)材料。在鐵塔竣工使用過程中，如果不做好日常維護，就會減少通信鐵塔的使用壽命。通信鐵塔的正常壽命一般是30～50年，對其進(jìn)行日常維修的意義即是盡最大可能地確保通信鐵塔達(dá)到預(yù)期的使用壽命，因此通信鐵塔的日常維護十分必要。

3.2 通信鐵塔的維護分析

通信鐵塔的日常維護工作內(nèi)容主要有定期維護通信鐵塔的基礎(chǔ)、定期檢測通信鐵塔的垂直度、定期維護通信鐵塔的連接構(gòu)件及通信鐵塔鋼構(gòu)件的防銹維護工作等。

3.2.1 通信鐵塔基礎(chǔ)的定期維護

定期基礎(chǔ)維護包括通信鐵塔混凝土碳化深度、裂縫、變形、損傷等方面的檢測與維護。維護的主要方法是用酚酞試劑檢測碳化深度，用超聲波檢測裂縫深度，檢測結(jié)束后及時制定出需要維修的地方的維修方案。

3.2.2 通信鐵塔垂直度的定期檢測

通信鐵塔垂直度的定期檢測主要是鐵塔塔體垂直度和水平度的定期檢測，通信鐵塔的垂直度和水平度都有相應(yīng)的政策規(guī)范，在日常檢測中維護人員應(yīng)采用經(jīng)緯儀對通信鐵塔的垂直度定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)范的要求及時分析原因并制定出相應(yīng)解決方案[2]。

3.2.3 通信鐵塔連接構(gòu)件的定期維護

通信鐵塔連接構(gòu)件的維護內(nèi)容是連接構(gòu)件的厚度檢測、裂縫檢測和天線橫擔(dān)的牢固性檢測、連接構(gòu)件的銹蝕程度檢測等。若發(fā)現(xiàn)連接構(gòu)件變薄或者有裂縫超出規(guī)范要求，應(yīng)及時更換新構(gòu)件；若發(fā)現(xiàn)連接構(gòu)件上使用的螺絲有銹蝕現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)銹蝕程度進(jìn)行更換。最后進(jìn)行接地防銹檢測和鋼構(gòu)件的熱鍍鋅防銹檢測，對接地引入線必須出土的部分應(yīng)定期檢測其是否受到外界損傷、是否腐蝕。如果接地電線損傷，就會影響避雷系統(tǒng)的正常運行，容易造成通信鐵塔設(shè)備的損傷。電線破損容易漏電，輕則損害通信鐵塔電源設(shè)備，重則危及人命，因此定期接地維護十分必要。

3.2.4 通信鐵塔鋼構(gòu)件的防銹維護

鋼構(gòu)件的防銹維護主要是對鋼構(gòu)件熱鍍辛防銹的定期檢測。一旦發(fā)現(xiàn)有局部破損，應(yīng)立即清理干凈破損位置，然后在破損處涂兩層防銹底漆，在底漆的基礎(chǔ)上再涂兩層面漆。通信電塔整體鋼構(gòu)件噴涂層是防銹檢測與維護的重點。檢測時若發(fā)現(xiàn)構(gòu)建噴涂層有裂縫或是外力損傷，應(yīng)與鍍鋅層破損做相同處理；若只是表層輕微生銹，只需人工清理后涂兩層面漆即可；若生銹嚴(yán)重，需人工清理干凈后用超聲波檢測母材厚度，結(jié)合檢測出的厚度情況決定是否更換母材[3]。

4 結(jié)語

隨著電力和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高度應(yīng)用，做好通信線路設(shè)施的設(shè)計和維護是十分必要的。通信鐵塔作為通信設(shè)施中的重要設(shè)備，其作用尤為重要。做好通信鐵塔的設(shè)計和維護工作也是保證通信線路正常使用的重要前提。我們應(yīng)從多個角度采取行之有效的措施，把通信鐵塔的設(shè)計與維護方案落到實處。

[1]李海華，甄仲強. 通信鐵塔的安全性及其安全性評估方法探討[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計，2017，4（10）：89-91.

[2]龐博. 芻議通信鐵塔的設(shè)計與維護策略[J]. 工程技術(shù)，2016（8）：271.

[3]李伯言. 通信鐵塔的設(shè)計與維護探討[J]. 電子測試，2017，5（16）：102-103.

Discussion on Design and Maintenance Mode of Communication Tower

Hu Jiawen

GCI Science & Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510300

With the development of information technology, the status of the communication design industry has also risen, and has been increasingly used in people’s daily lives. In the communication system, the communication tower is in a very important position. The normal use of communication tower is an essential part of the communication system. Therefore, the design and maintenance mode of the communication tower is discussed.

communication tower; design; maintenance

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