移动通信基站雷击灾害及防雷接地设计浅析

李柏坚

摘 要：随着社会的快速发展以及科学技术的快速进步，我国的移动通讯基站的防雷技术也在逐渐提升。对于一些高度集成的电子器件或者是耐冲击性较差的通讯基站来说，雷电是较大的威胁之一，它会造成过电压雷击，从而使通讯设备受到。所以为了保证移动通讯基站的稳定运行以及客户使用的良好体验，就必须要加强对移动通讯的防雷击保护，提高技术水平，降低感应雷击的危害位，避免其遭受到雷击。本文从移动通讯基站的雷击灾害以及防雷接地设计展开探讨，分析了危害移动通讯基站的几个主要雷电方式，并给出了优化防雷接地设计的措施，希望对提高移动通讯基站的防雷技术有所帮助，供大家参考。

关键词：移动通信基站；雷击灾害；防雷接地；设计

现在为信息时代，随着社会经济的不断发展，移动通讯基站与系统的应用类型越来越广泛，且移动通讯的应用范围也在不断扩大；但是移动通讯基站中的那些通讯设备基本上都是微电子设备，所以它们抗雷击能力、抗电磁干扰的能力不强，电磁兼容能力较弱等。通讯行业针对通讯局站的防雷设计制定了详细的规范与要求，而各大电信运营商也根据自身的实际情况制定了合理的规范与要求，尽管如此，依然会出现因雷击造成的通讯阻断的情况，从而为通讯企业带来巨大的经济损失，严重影响到人们的日常生活与生产。所以应对移动通讯基站遭受雷击的原因进行分析，并找出相应的解决办法，这对于基站设备在雷雨天气时正常使用以及提升人们的生活质量方面具有重要的意义。

1 移动通信基站雷击灾害的主要雷电形式

（1）直击雷。

直击雷就是将雷电直接作用在建筑物或者防雷的设施上，并引起电、热、机械等效应。直击雷的伤害性很大，移动通讯设备在没有防直击雷设施的情况下受到直击雷的攻击，将会造成铁塔、设备的损失，甚至是人员伤亡。

（2）雷电感应。

雷电感应就是指导体在附近雷电的作用下，形成靜电和电磁感应。相较于直击雷来说，雷电感应的伤害性较小一点，但是雷电感应的发生次数较多，所以对移动通讯基站的设备也会造成不同程度的损坏。

（3）雷电波侵入与雷击电磁脉冲。

雷击电波就是指其沿着受到雷电作用下的线路进入基站中，进而损坏设备。雷击电磁脉冲就是当雷电直接击中建筑物或者防雷设备等时，进而引发的干扰性效应，同样会对基站中的设备造成严重的损坏。

2 移动通信基站雷电防护技术

（1）屏蔽技术。

屏蔽技术就是屏蔽电磁，通过利用控制导电材料，进而减少变磁场向特定区域穿透的动作。屏蔽技术一般会在发生雷电时产生的交变电磁场中发挥作用，减少电磁场给通讯设备带来的伤害，进而保障了通讯设备的安全运行。在某些区域运用屏蔽技术之后，隔栏形成的屏蔽范围，会使该区域内的磁场强度由H0降低到H1；H1=H0/10Sf/20。H0就是为进行屏蔽的磁场强度；H1就是屏蔽后的磁场强度；Sf即屏蔽系数；Sf与磁场中内部材料的结构与特性有关。

（2）接口保护。

为了保证设备得以正常运行，可以通过消除或者降低电压的方式，保护设备的接口处来维持设备的顺利运行。通讯设备的四个主要接口为：电源接口、信号端口、馈线接口、接地接口，它们是雷电进入设备并破坏的主要途径；接口保护的手段可以通过减少接口处的电差位来实现。如下图。

3 移动通信基站防雷接地设计分析

（1）接闪器选择与设计。

信号塔的顶部需要安装接闪杆，然后按照国标GB500572010中的相关规定与要求计算出实际工程中所需要的接闪杆的高度以及保护范围，并选用螺栓与焊接的方式将其与塔体进行连接，主要目的就是为了保护BTS天线等。常用的接闪设施有：接闪带、接闪网等，移动基站周边在安装接闪器时要根据实际情况进行安装，其主要作用是吸引接受雷电流。

（2）引下线。

为了有效的防止雷电的绕击，建筑物的顶部以及其他金属应该连接避雷带，并以多个建筑物的主钢筋作为引下线，或者将多条独立引下线连接到地网上。引下线的下端并与建筑物的钢筋基础在地下以焊接的方式连接到一起。为了防止老化现象的发生，引下线的外围要运用PVC塑管来套装在外墙上。

（3）基站铁塔的防雷与接地。

一般的移动通讯的基站都是建在位置较高的位置，且比周边的建筑物都要高，所以最容易受到直击雷的雷击，其设备受到严重损坏，从而严重影响了基站的稳定运行。基站铁塔与常规避雷针的运用可以有效的防止直击雷的伤害。避雷针的制作最好采用圆钢、焊接钢管等材料，以40mm×4mm的热镀扁钢作为引下线。基站的铁塔与防雷地网点的焊接要有两点以上的连通，以便能够更好的释放雷电流。例如，建筑物顶部的铁塔和建筑物的主钢筋、建筑物主钢筋与防雷地网之间要有两点及以上的焊接并连通，连接的材料要用大于或等于40mm×4mm热镀锌扁钢或Φ12热镀锌圆钢，同时做好防腐处理。

（4）等电位连接。

通讯基站的地网按照均压、等电位的原理，以工作地、保护地以及防雷地组为一组形成联合接地网，基站中各种接地线都应从接地汇集线或者是接地网上引入进去。接地汇集线、总接地排的铺设位置应在配电箱和第一级电源保护器周边，同时要用多股铜线将其与设备接地排连接到一起，铜线的选择要用横截面积大于70mm2的；该电位作为所有设备接地的基准参考点并进行电位连接。当机房应用的是一个接地排时，尽量采取星形接地的方法，同时预留出相应的螺孔。若机房应用的是两个接地排时，第一个接地排要与地网直接连接，并保证所有的接地线都应是短直的。

（4）SPD的应用。

SPD就是电涌保护器，其主要作用就是为电子设备以及通讯线路提供安全保护；党通信线路在受到外界的干扰时会出现尖峰的电流和电压，这时SPD可以对这些电流与电压进行导通分流，并且用时较短，进而有效防止了设备受到浪涌的破坏。为了防止移动通讯基站受到雷击，可以在电源总配电、光端机、监控箱等位置安装一组SPD。

4 结语

移动通讯基站的防雷接地设计要根据实际的地理位置、周边环境、气候条件等来设计，并与其它环节相配合。对于雷电的防护一定要从整体、系统、综合的角度来考虑，相关部门的领导一定要加强对移动通讯基站建设的重视，树立长远的目标，有效的提升基站的防雷能力，提升防雷接地的设计水平，从而保障系统的稳定运行以及人员的生命安全。

参考文献：

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[2]林琳，代明.基站综合防雷设计方案[J].移动通信，2011（10）.

[3]傅俊媒，黄君健，何肖珍.防雷装置接地电阻的认识和探讨[J].气象研究与应用，2010（02）.