无线通信基站防雷设计与接地方法研究

王开武

摘要：作为无线通信信号发射以及数据传输的重要设备之一，受到雷击作用影响，无线通信基站关键设备可能发生损坏，甚至造成无线通信中断，影响无线通信基站的稳定运行。本文分析了无线通信基站防雷设计，研究了无线通信基站接地方法。

关键词：无线通信基站；防雷；设计

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0071-01

随着信息化建设进程的不断推进，无线通信技术的发展速度是非常可观的，各类无线通信设备的应用丰富了社会大众的信息化生活水平，促进了日常生活工作的便捷性。作为无线信号发射、传输、中继以及接收处理的重要设备，无线通信基站常常布设于裸露地区，如高层建筑楼顶、旷野以及街头等，承受自然环境条件变化的影响，遭受雷电袭击的可能性较大，若不加以科学防范，设置会对整个无线通信网络的运行产生影响。因此，做好无线通信基站的防雷设计以及接地工作是非常重要的。

1 无线通信基站防雷设计

当前科学技术条件支持下雷电是无法被消灭的，因此必须在无线通信基站建设期间通过防雷设计的方式，如雷电屏蔽技术、等电位连接技术、接口保护技术等，尽可能减弱甚至消除雷电作用力对无线通信基站安全运行所产生的影响。具体而言，在无线通信基站防雷设计过程中的关键要点包括[1]：

（1）雷电屏蔽技术。在无线通信基站防雷设计过程中，可以依托于对雷电屏蔽技术的应用，以发挥电磁屏蔽性能，合理应用到导电材料的导电特性来尝试调整并减弱交变电磁场方向，缓解雷电作用力对无线通信基站对穿透影响，雷电作为一种电流巨大的交流电流，在雷电流动的过程中会形成一个非常巨大的交变电磁场，而雷电屏蔽技术的应用能够最大限度的屏蔽电磁场，避免对无线通信基站中相关设备的运行产生不良影响。（2）等电位连接技术。在无线通信基站的防雷设计过程中，可以将无线通信基站关键设备放置于金属材质管道内，在雷击作用下所产生的高电位物体可以与管道设备外壳连接，将可导电物体与无线通信基站装置设备电位相等，以预防外部电位较高所产生的电击事故对无线通信基站的整体运行产生不良影响。（3）接口保护设计技术。通信基站接口较多，比如电源接口、信号接口、接地接口、馈线接口等，雷电可以从这些接口影响基站的正常工作，为了能够消除、降低各个接口的电压运行情况，可以对各个接口进行防护设计，防护设计可以减弱各个接口间的电位差和中线间的电位差。比如在电源接口处可以采用40KA的氧化锌 SPD、32A 的空气开关作为保护，实现一级过电压保护。

2 无线通信基站接地方法

在无线通信基站建设期间，接地设计的方案及其质量会直接对整个基站雷电保护的效果产生影响。做好接地设计方面的工作，不但能够确保无线通信基站搭载线缆等方式接地，还能够将接地电阻维持在较低范围内，以确保线缆上电荷能够迅速倾泻至地下，这对于预防无线通信基站的承受雷电袭击而导致高电压击坏线缆而言有着非常重要的作用。结合既往研究资料与建设经验来看，无线通信基站的接地方法主要包括以下三个方面的内容[2-3]：

2.1 无线通信基站铁塔上对馈线接地的安装

在无线通信基站铁塔建设所布置馈线（包括同轴电缆金属保护层），需要分别于通信基站上端口以及下端口、进入机房外侧入口进行就地接地处理。需要特别注意的一点是，在铁塔高度超过30.0m的情况下，铁塔自身与屏蔽层间需要新增连接点，依托于地网、接地线、以及避雷带方式等实现与设备的连接，以进一步巩固自身防雷接地效果。

2.2 无线通信基站顶部设置楼顶塔防雷接地的处理方法

各类就建筑物，如住宅建筑、酒店、办公建筑，无线通信基站通常选择设置于建筑物顶部，铁塔四脚需要与高层建筑楼顶避雷带接地端以焊接方式实现连接，也可以与房屋建筑楼顶所预设的避雷网接地端连接，或通过在高层建筑楼顶机房四周设置辐射式接地体的方式，对雷电进行最大限度的分流处理，以免对无线通信基站的建设运行产生不良影响。结合既往经验数据来看，在无线通信基站防雷接地的过程中，接地网的覆盖范围应当以塔基四周为标准，延伸至1.5m范围内，网格尺寸需要达到3.0×3.0m以上。同时，在选择铁塔地位垂直接地体时，可以尝试以塔基地桩内2根以上的主钢筋为标准，按照3.0～5.0m的间隔距离，对无线通信基站机房地网与铁塔地位进行焊接联通，各个连接点焊点数目需要达到2个以上即可。

2.3 无线通信基站低压电缆引入状态下的接地设计处理方案

遵循现行有关无线通信基站防雷与接地设计规范中的要求，对于无线通信基站而言，交流供电系统所选用电力变压器应当为专用电力变压器，以三相五线制为主要供电方式。考虑到基站用电负荷水平偏小，容量在20.0kW左右，因此无需配备专用变压器以支持无线通信基站的运行，通过引入低压电缆的方式解决该问题即可。在无线通信基站建设期间，引入低压电缆并进行接地设计时需要特别注意如下几个方面的问题：首先，低压电缆线路引入无线通信基站时需要根据长度划分选择相应的电缆线路规格，如接入无线通信基站的低压电缆线路长度在100.0m以内，则优先选用ZR-RVV22-5×50规格低压电缆；如接入无线通信基站的电压电缆线路长度在100.0m以上，则优先选用ZR-RVV22-5×25规格低压电缆；其次，低压电缆线路接入无线通信基站时应当全程埋设于地下，埋地长度达到15.0m以上，深度达到0.7m以上；再次，电缆线路铠装金属保护层两侧应当遵循就近原则与地网妥善焊接；最后，变压器地网应当按照合理距离与机房地网、铁塔地网進行焊接联通，以联合周边地网构建封闭化的接地模式。

3 结语

对于无线通信基站而言，由于其工作环境较为特殊，遭受雷电袭击的可能性较大，稍有不慎就可能导致通信传输中断，甚至诱发信号传输事故。为了预防上述问题的产生，就必须做好对无线通信基站的防雷与接地设计工作，结合无线通信基站的实际运行情况，设置一个高度可靠且良好的防雷接地系统，选择最佳基站接地模式，预防雷电流作用下所产生低电位反击现象，以保护无线通信基站乃至无线通信设备的安全稳定运行。上述分析望能够对提高无线通信传输质量，改善传输可靠性产生一定的积极作用。

参考文献

[1]陈洪涛.TD-SCDMA无线通信系统中基站设备的防雷与接地设计[J].移动通信，2006，（10）：85-88.

[2]方峪民.无线通信基站雷害防护原理与工程设计要点研究[J].通讯世界，2018，（3）：39-40.

[3]弓美桃，曹剑英.移动通信基站故障的处理与维护[J].信息安全与通信保密，2014，（5）：108-110.