接閃桿對通信設備保護范圍的研究

李海江

摘要：近年來，無線通信系統發展迅速，我國的無線通信通信系統已經從2G時代發展到現在的5G時代。由于無線發射天線系統一般會架設在居民樓樓頂或者其他建筑高處，不可避免受到雷擊的危險。本文探討接閃桿的保護范圍，在通信網的設計及施工中對雷電做必要的防范。

關鍵詞：接閃桿，滾球半徑

引言：對于接閃桿保護范圍的計算，通常有折線法和滾球法。折線法通常用在電力系統中，在民用建筑的計算中通常用滾球法。滾球法計算原理為以某一規定半徑的球體，在裝有接閃桿的建筑物上滾過，滾球體由于受建筑物上所安裝的接閃桿的阻擋而無法觸及某些范圍，這些范圍即認為是接閃桿的保護范圍。

需要說明的是，規范中的接閃桿即以前所說的避雷針。

本文用滾球法探討接閃桿的保護范圍，并實例計算某通信集團大樓樓頂接閃桿高度的保護范圍。

1建筑物防雷分類及滾球半徑

在做防雷設計時，根據建筑物的重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，可將建筑物分為三類。

第一類主要是使用或貯存火炸藥及其制品有爆炸危險的建筑物，通信設備不會再此類建筑物安裝。

第二類和民用建筑防雷相關的為：預計雷擊次數大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業建筑物。

第三類和民用建筑防雷相關的有如下幾條：

1）預計雷擊次數大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物或其他重要或人員密集的公共建筑物，以及火災危險場所;

2）預計雷擊次數大于或等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業建筑物;

通信設備一般建在第二類和第三類民用建筑。判斷第二類或者第三類的方法是計算雷擊次數，從而知道滾球半徑。滾球半徑規定如下：

第一類防雷建筑物滾球半徑：30m，第二類防雷建筑物：45m，第三類防雷建筑物：60m。

6）保護范圍判斷

此樓寬度20.8m，避雷針到最遠的樓角距離用勾股定理計算為66.53m，故此避雷針不能滿足保護要求。

如滿足保護要求，則至少需要保護大于66.53m的距離。取66.55帶入如上公式

求得h為60+97.5792i，無實根，單根避雷針已經超出滾球半徑范圍。故此樓不適合用單根避雷針保護，適合采用雙針、多針避雷針、避雷線保護。

綜上所述，現場在單根避雷針的情況下，要考慮避雷針保護的有效范圍，避免設備在避雷針保護范圍之外。由于北方居民樓很少有建多針避雷針及避雷線，故在此不作探討。

在單根避雷針保護范圍不力及不能架設雙根及多針避雷針的情況下難道就沒有其他措施了嗎？答案是否定的。可采取如下防雷措施做防雷，一樣可以起到保護的效果：

a）由接閃帶，接閃網，接閃桿混合組成接閃器;

b）每個通信設備天線單獨設一根小接閃桿，且接閃桿接到樓頂接閃網中;

c）整個屋面組成不大于20m*20m或24m*16m的接閃網網格。

結束語

在《移動通信基站防雷及接地設計規范》及各通信設備廠家的安裝說明中，一般都會說明“天線抱桿頂部應安裝有避雷針或在避雷針保護范圍內”，而對避雷針保護范圍說之不詳，本文對接閃桿的保護范圍做了闡述，希望對通信設備天線設計及施工中起到一定的參考作用。

參考文獻

[1]GB50057-2010 建筑物防雷涉及規范

[2]YD5068-98? 移動通信基站防雷及接地設計規范