移動(dòng)基站電源的接地與等電位連接問題

梅向夏

摘 ?要：在移動(dòng)通信基站所采用的相關(guān)設(shè)備中，開關(guān)電源的接地問題是關(guān)鍵，一直以來，也受到廣大設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用單位的重視，成為了熱點(diǎn)話題。但是，在移動(dòng)通信基站開關(guān)電源（即基站電源）在遭受到雷擊損壞的事故中，還是存有有一部分是因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)，或者施工中接地不當(dāng)所致的。如果，能夠?qū)@些基站電源做好正確的接地，那么可大大避免這些事故的發(fā)生。因此，本文將對 移動(dòng)基站電源的接地與等電位連接問題進(jìn)行分析，僅供參閱。

移動(dòng)基站電源的正確接地，不單止不會(huì)增加建設(shè)投資，而且還能在很大程度上減少接地系統(tǒng)上所花費(fèi)的費(fèi)用。比如，采用了正確的聯(lián)合接地方式，其接地體的投資，會(huì)比不正確的分散接地方式要低很多，這主要是因?yàn)椋捎梅稚⒔拥氐姆绞降脑挘辽傩枰嗦裨O(shè)一組接地體。所以，無論是為了降低基站設(shè)備損壞的發(fā)生率，還是進(jìn)一步地減少投資、優(yōu)化資源，都有必要對基站電源接地方式進(jìn)行正確的選擇。

一、目前基站電源接地不當(dāng)?shù)闹饕?/p>

（一）對現(xiàn)行規(guī)范認(rèn)識(shí)不足以及執(zhí)行不統(tǒng)一

近年來，移動(dòng)通信的發(fā)展速度非常快，但同時(shí)，很多實(shí)際問題也逐漸地表現(xiàn)出來了。對于這些問題的解決需要一個(gè)過程以及一定時(shí)間。但是在問題還未能徹底解決時(shí)，基站的數(shù)量就已經(jīng)急劇增加了，這導(dǎo)致遺留的問題以及隱患變得更大更多，其中，基站接地就是典型的一種情況。目前，根據(jù)現(xiàn)行的《微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD 2011—93），以及《通信局（站）接地設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》〔YDJ 26—89〕規(guī)定中，對于基站內(nèi)開關(guān)電源設(shè)備并沒有形成一個(gè)統(tǒng)一、明確以及具體的規(guī)定。通常，各地在對基站電源接地的問題解決上，都是參照執(zhí)行普通通信局（站）的相應(yīng)規(guī)定，而若發(fā)生了問題，會(huì)因?yàn)槿狈σ欢ǖ呐袛嘁罁?jù)，以及正確的處理方法而隨意處置或擱置。比如，對于基站電源系統(tǒng)內(nèi)部是否可以進(jìn)行“三地合一”，我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上并沒有明確的指示，這導(dǎo)致不同地區(qū)或單位就有了不同的認(rèn)識(shí)，難以實(shí)行統(tǒng)一的方案。

（二）受到基站環(huán)境及機(jī)房條件的限制

微波站接地問題，在長時(shí)間內(nèi)都是通信防護(hù)所研究的重點(diǎn)，其主要原因就在于微波站所處環(huán)境的特殊性。相比于基站，由于微波站是根據(jù)電信專用房屋的要求來做選址、建設(shè)以及維護(hù)的，所以其對于環(huán)境以及機(jī)房條件能較好地適應(yīng)。但是，對于基站的機(jī)房，由于很多都是租借現(xiàn)有民用的建筑，而且還會(huì)隨著移動(dòng)通信的發(fā)展而變化。但目前在我國，很多的民用建筑接地系統(tǒng)與通信接地都不夠完善，而可靠度比較低，在也給基站電源接地的正確實(shí)施帶來了很大的影響。

（三）基站內(nèi)其他通信設(shè)備的不合理要求

此外，除了開關(guān)電源，基站內(nèi)還存有收發(fā)信機(jī)〔BTS〕、光端機(jī)或微波設(shè)備等，這些設(shè)備都來自于不同的廠家或國家，因此它們對于接地也有著不同的要求。比如，有些廠家會(huì)要求用戶為其設(shè)備提供兩個(gè)或三個(gè)相互獨(dú)立的接地端子，從而來進(jìn)行保護(hù)接地、防雷接地或者防靜電接地等工作，而且還會(huì)表明“不按要求者，其后果自負(fù)”，這顯然是逼迫用戶去采用不正確的分散接地方式。

二、防雷接地、宜流電源接地和保護(hù)接地的相互關(guān)系

（一）防雷接地和保護(hù)接地的關(guān)系

基站電源的防雷接地，主要指的是基站電源內(nèi)的電涌保護(hù)器〔SPD〕的接地。一臺(tái)基站電源，通過用到3種SPD：一是對交流輸入進(jìn)行防護(hù)的交流電源，用SPD規(guī)定基站電源都應(yīng)配備;二是對直流輸出做出防護(hù)的直流電源用SPD;三是對后臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控用接口電路進(jìn)行防護(hù)的SPD信號。

無論采用以上哪種的SPD，它的功能都是抑制侵入的瞬態(tài)過電壓，對相關(guān)的設(shè)備、電路、元件等進(jìn)行保護(hù)。對地安裝的SPD，主要是保護(hù)縱絕緣免遭破壞，所以SPD的接地端子一定要近接至要保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地，因此對SPD的接地線有兩個(gè)要求：一是設(shè)備的保護(hù)地，二是其長度越短越好。目前，已經(jīng)有了相關(guān)的規(guī)定，比如，《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》〔YD 5068—98〕中有規(guī)定：“移動(dòng)通信基站供電設(shè)備的正常不帶電的金屬部分、避雷器的接地端，均應(yīng)作保護(hù)接地，嚴(yán)禁作接零保護(hù)。”

（二）直流電源接地和保護(hù)接地的關(guān)系

同防雷接地和保護(hù)接地的關(guān)系相比，直流電源接地問題存在有爭論。直流電源接地，主要指的是將基站電源的—48V輸出的正極接地〔+24V電源是負(fù)極接地〕。但是，直流電源接地能否與保護(hù)接地合用，這是存有有爭議的。而長期以來一直受到廣泛爭議，而根據(jù)《通信局（站）接地設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》〔YDJ 26—89〕第2.2.2條有規(guī)定到：“機(jī)房的直流電源接地垂直引線長度超過30 m時(shí)，從30 m處開始，應(yīng)每向上隔一層與接地端子連接一次。”由此可知，部頒標(biāo)準(zhǔn)對48V正極電源線重復(fù)接地的做法不否定，表示重復(fù)接地點(diǎn)越多越好。

（三）ITU-TK..27的建議

在ITU-TK.27建議中，推薦采用直流回流導(dǎo)體跟接地端子互聯(lián)的做法，而且表示沿直流回流導(dǎo)體全長進(jìn)行廣泛地互聯(lián)，指保護(hù)接地裝置。同時(shí)，ITU-TK.27建議中還指出，能夠采用隔離直流回流，即48V正極和保護(hù)地僅有單點(diǎn)連接的星形接地方式。在使用隔離直流回流導(dǎo)體時(shí)，要做好隨時(shí)監(jiān)視的工作，檢查其隔離情況。若在維護(hù)工作違反了隔離要求，甚至?xí)斐上到y(tǒng)運(yùn)行故障，或者產(chǎn)生物理損壞。因此可知，ITU—TK.27建議不單止允許直流電源接地和保護(hù)接地合用，還推薦將它們廣泛互聯(lián)。

（四）接地基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

基站電源的防雷接地、保護(hù)接地和直流電源接地要合用，即應(yīng)接到同一共用接地系統(tǒng)。但是，“三地合一”的點(diǎn)是取自接地體、機(jī)房接地排、基站電源機(jī)架，還是其他地方，那么則要考慮選擇接地基準(zhǔn)點(diǎn)（EEP）的問題。接地基準(zhǔn)點(diǎn)，主要指的是，一信息設(shè)備或系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)，與共用接地系統(tǒng)間唯一的連接點(diǎn)。而實(shí)際接地基準(zhǔn)點(diǎn)并不是一個(gè)點(diǎn)，但其有足夠的范圍，能夠適應(yīng)等電位連接導(dǎo)體的連接。同時(shí)，由于在網(wǎng)狀等電位連接網(wǎng)絡(luò)中，存在有多點(diǎn)連接到共用接地網(wǎng)，所以在此五存有選取接地基難點(diǎn)的問題，接地基準(zhǔn)點(diǎn)只存在于星型等電位連接網(wǎng)絡(luò)中，這樣能夠有效保障設(shè)備及系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也是判斷接地基準(zhǔn)點(diǎn)是否恰當(dāng)?shù)臉?biāo)志。一般來說，接地基準(zhǔn)點(diǎn)越靠近設(shè)備，其防雷效果會(huì)更好，因?yàn)檫@樣用于連接設(shè)備，以及接地基準(zhǔn)點(diǎn)的等電位連接導(dǎo)體的長度最短，使得雷電流通過時(shí)，等電位連接導(dǎo)體兩端的電壓降最低。

（五）接地電阻值

根據(jù)《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD5068—98）的要求，基站的接地電阻值應(yīng)小于5歐。但是，目前還有建在山上的基站，其地理環(huán)境比較惡劣，存有很多巖石或多石土壤，大地電阻率比較高，難以達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中的接地電阻值。接地電阻值是越小，其防雷效果就更好，這是因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)流過雷電流時(shí)，會(huì)造成地電位升高，會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的接觸電壓和跨步電壓。而與低接地電阻值相比，正確的等電位連接措施顯得更為重要。我們可以采用均衡大地電位、實(shí)施共用接地，以及改進(jìn)接地線敷設(shè)等方法，從而有效保證在雷擊時(shí)基站內(nèi)各處電位會(huì)同樣上升，就不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的電位差，實(shí)在做不到小于5歐，可放寬到小于10歐。

三、結(jié)論

基站電源的保護(hù)接地、防雷接地和直流電源接地，都是同一接地系統(tǒng)提供的，因此接地基準(zhǔn)點(diǎn)可選取在電源機(jī)架上。在經(jīng)過防雷等電位的連接后，對接地電阻值的要求可適當(dāng)放寬些，在力所能及的條件下盡可能做小就可以了。

參考文獻(xiàn)

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