通信基站防雷技术研究

张明智

【摘要】 本文通过对经常遭受雷击的基站进行分析研究，分析了基站遭受雷击的原因，并对基站的防雷技术进行了探讨。

【关键字】 通信基站 防雷

一、引言

随着我国移动通信事业的快速发展，基站的数量逐年增多，特别是建在山区的铁塔站也越来越多，这类基站很容易遭受雷击。当基站遭受雷击时，基站内通信设备损坏严重，造成基站退服，另外还严重威胁基站维护人员的生命安全。因此基站的雷电防护对移动通信网络的安全运行具有重要意义，是近年来国内移动通信行业研究的重点和难点课题之一。

二、基站遭受雷击原因分析

1、 外市电引入端未作防雷保护或保护不当。雷电过电压通过外市电引入进入基站损坏设备的主要原因有：基站机房外市电终端杆上的电缆铠装护套和电缆套管未接地或接地不当；外市电进入基站后的配电箱未加装一级SPD或防雷箱的接地线过长。架空线直接暴露在空中且无任何的屏蔽措施，当有雷击时，空间电磁场会直接感应到架空线中，感应的雷电流会沿着电力线窜入基站，对基站的用电设备造成严重的安全隐患。如果不安装一级SPD，仅靠开关电源内的二级SPD来泄放雷电流其容量是不够的，极易造成二级SPD及被保护设备的损坏。防雷工程是项系统工程，只有通过分级泄放、多级防护才能达到理想的防护效果。

2、机房内设备没有形成等电位的均压环。大量资料表明，基站的防雷效果和接地电阻的大小并无直接关系。当基站遭受雷击时，接地线电感压降对设备的影响远大于接地电阻对设备的影响。如果用电设备间没有形成等电位，就会在设备间形成大的电位差，这个电位差有时足以使设备发生损坏。

3、基站内设备直流输入、输出端未作防雷保护。基站内直流设备，特别是爱立信RBS2202设备，如果未加装直流防雷器很容易遭受雷击。当有雷击通过地网泄放电流时，会使直流电源正负极的电位瞬间抬升，造成夹在中间的设备发生损坏。由于地电位抬升有时会从前端（开关电源直流输出口）引入损坏设备，也有可能从后端（用电设备的直流输入口）引入损坏设备，所以应该在直流电源的两端分别加装防雷器。

4、天馈线进入馈线窗之前接地不良或未接地。当铁塔基站遭受雷击时，铁塔上会有较高的过电压，相应的会在馈线上感应很高的雷电过电压，如果馈线在进入馈线窗前未进行接地处理，雷电过电压会沿馈线窜入机房损坏设备。

5、传输光缆的加强筋接地不良或未接地。当有雷击发生时，露天架空敷设的传输光缆由于光缆加强筋的存在很容易感应上雷电过电压，如果在机房内光缆加强筋末端的处理不当，很容易造成加强筋在机柜内部对导体拉弧放电，进而损坏通信设备。

6、无线机柜E1口未作防护。从雷击损坏设备的数据看，基站收发信设备的DXU（核心控制板）、DF架损坏的机率要比其他设备的机率高。如果这类设备损坏，则直接会造成基站闭站。因此应在E1口加装防雷器，形成瞬态等电位。

三、基站综合防雷方案

1、 机房的地网建设。如图1，从铁塔的地网引入机房内地排时，必须从地网四周的两点以上引出扁钢至机房内部，禁止从地网四角引出扁钢，保证机房内地排和整个地网有可靠的电气连接。

2、机房内增设均压环。在机房内架设环形的均压环（等电位连接排），材料采用40×4mm热镀锌扁钢，确保闭环、电气连接和防腐措施可靠。均压环与地网的连接至少需要两处，接地引入点位置应分别靠近一级电源和馈线处。机房内各设备应就近与均压环用16mm2导线進行可靠连接。

3、交流外市电引入和机房内直流设备的防护。（1）机房外市电引入电缆建议采用铠装电缆埋地且两段接地的方式引入，埋地距离不小于15米。（2）在基站总配电箱处安装一级防雷箱用于泄放雷电流，且一级防雷箱的接地电缆应尽量短、粗、直。（3）在开关电源的直流输出端和RBS2202直流输入侧安装直流防雷器，阻断雷电流对设备的危害。

4、馈线和光缆的防雷措施。为防止馈线上的雷电感应对其它线缆和设备产生感应过电压，在馈线进入机房前必须将馈线外皮金属层接地，必须接至馈线地排禁止接到等电位环上。为防止光缆加强筋上的雷电感应对其它线缆和设备产生感应过电压，光缆不能与交流引入电缆同路由，对光缆加强筋在馈线窗处应切断并就近接至馈线地排禁止接到等电位环上。

5、瞬态等电位连接。在无线机柜的E1口加装信号防雷器，用于对无线机柜和DF盒之间的2M线上感应的过电压防护。

四、小结

基站防雷是一项系统工程，需要从建筑物防雷、雷电过电压防护以及有效的等电位连接和接地等因素综合考虑。此外，基站的防雷工作不能一劳永逸，必须在每年雷雨季节前对容易遭受雷击的基站进行全面的检查，发现问题要及时维修和改造，只有这样才能真正有效的减少雷击灾害。