浅谈移动通信基站综合防雷

楼刚++边学文

摘 要：为了提高基站的防雷能力，防止移动通信基站遭受雷害，确保移动通信基站内设备正常工作，确保建筑物及站内人员的安全，应根据基站的特殊性设计移动通信基站综合防雷系统工程。 本文分析了基站遭受雷害的主要原因，从直击雷防护、防止地电位反击、防止雷电波侵入以及实现分级防雷等方面阐述了移动通信基站综合防雷措施。

关键词：移动基站；综合防雷；地电位反击；雷电波侵入

为了取得较好的通信信号，移动基站的选址非常特殊。在城区通常设在高大建筑物屋顶；在郊区和乡村经常设在开阔地带或山顶，而且还有相当一部分安装在铁塔上，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，从而导致雷击概率增多。据统计，各省每年都会发生多起基站雷击事故，雷击对移动通信基站的破坏表现在通信设备损坏、通信中断，不仅对运营商会造成重大经济损失，更为严重的是由于移动通信设备无法正常工作，影响人们的日常生活。

一、移动基站雷害的主要原因

移动基站防雷是一个非常复杂的系统工程。雷电对基站的破坏主要通过四种形式：直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电位反击。基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率几乎为零。这是因为基站设备（包括基站室外电力变压器）的位置普遍较低，完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统的保护之下，雷电流只能沿铁塔避雷系统、架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放，所以基站设备很难遭到直击雷损害。所以基站防雷系统除了做好直击雷防护以外，更应以防止地电位反击和雷电波侵入为主要目标。

二、直击雷的防护

防直击雷都是采用避雷针、避雷带等作为接闪器，建在城市市区的基站遵照三类建筑物的直击雷防护标准，建在旷野或高山上的基站，按二类防雷建筑物直击雷防护标准。根据通信基站的特点，初步对通信基站的直击雷防护提出以下要求：塔顶应安装避雷针，发射天线、航空标志灯等设施都应在其保护范围之内，金属塔体可作为引下线。如另外加设引下线应采用不小于40mm×4mm的镀锌或50mm的铜铰线。铁塔的四脚均应与地连接。建筑物天面上的通讯塔应至少有相对称的两点与建筑物的避雷带连接。

三、防止地电位反击

地电位反击是当直击雷发生的瞬间，由于接地电阻的存在使得基站的地电位显著升高，这时会对基站的电源端口和信号端口产生强烈的反击现象，为了有效地避免地电压反击造成的损失，采取以下措施：

（一）使用直流浪涌抑制器和交流过压保护器：在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器。为避免被保护设备由于接地或电源线过长引起脉冲反射，交流过压保护器和直流浪涌抑制器尽量靠近被保护的设备安装。

（二）将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接，这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。当雷电电流沿地网泄放时，在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场，距离越近电压越高，将基站工作接地与室外避雷器接地分开，可以大大降低基站的反击电压。

（三）降低接地电阻防止反击事故发生。接地电阻较大的山上基站，可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸电击危险的金属管路等自然接地体降低接地电阻。

四、防止雷电波侵入

雷电产生的电磁脉冲，以电磁波的形式，沿电源线、天馈线和信号线侵入，对基站的设备造成破坏和危害。应分别采取以下措施：

（一）电源线的防护与接地。

1.低压电源线路应采取穿钢管或具有金属防护层的电力电缆从地下引入机房，其长度不小于50米，钢管及金属护层两端应就近接地。

2.塔顶装有用电设备的基站，电缆线应采用具有金属屏蔽层的电缆，屏蔽层两端做好接地处理。

3.移动基站的电力电缆应埋地敷设，使用专用变压器时，高压电力电缆的埋设长度不宜小于200米，低压电缆进入基站机房时，埋地长度不宜小于15米，低压埋地电缆应选用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地引入机房，电缆金属铠装层和钢管应在两端就近与变压器地网和机房地网连通。

（二）天馈线的防护与接地。

基站的天馈线应处于避雷针的保护范围之内，天馈线应在走线架上敷设进入机房，走线架始末两端应良好接地。铁塔上敷设的天馈线金属外层应分别在两端及进入机房入口处外侧就近接地，接地线截面积应不小于10mm2，当天馈线长度大于60米时，其金属外护层应在塔的中间部位增设一处接地。

（三）信号线的防护与接地。

信号线宜由地下进出基站，对于架空进出基站的信号电缆，应采用具有金属外护套的屏蔽电缆，屏蔽电缆的两端应良好接地。此外，暴露于室外的以及长距离敷设的各种传输线（光纤除外）上，需安装相应的电子避雷器，来对侵入到传输线内部的感应雷电波进行抑制和泄放，以确保设备的安全。

五、实现分级防雷

世界上没有任何一种避雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标的要求，所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次，实现多级防护，对雷电能量逐级减弱，使各级避雷器残压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。

（一）外接供电线路入总配电柜前安装大通流量的电源避雷器，以泄放掉来自外界电力传输线的雷电入侵波的大部分能量。

（二）在设备集中的楼层的分配电柜或房间的进户电源处安装用户分电源避雷器，进一步限制雷电过电压的幅值。

（三）在直流用电设备的直流电源处安装直流电源避雷器，进一步对雷电入侵波的涌浪进行抑制，以确保耐压水平较低的直流用电设备的安全。

六、结束语

移动通信基站防雷的实践性很强，且各个站点情况各异，在具体实施过程中应根据站点的不同条件，因地制宜地制定解决方案，才能提高基站的综合防雷能力，取得更好的防雷效果。防止移动通信基站遭受雷害，确保移动通信基站各系统设备都能正常工作，不受雷电的干扰和破坏；确保建筑物以及站内人员的安全。

参考文献：

[1] GB50057-2010.建筑物防雷设计规范.

[2] GB50343-2012.建筑物电子信息系统防雷设计规范.

[3] YD5068-98.移动通信基站防雷与接地设计规范.

[4] YD5078-98.通信工程电源系统防雷技术规定.