接闪杆对通信设备保护范围的研究

李海江

摘要：近年来，无线通信系统发展迅速，我国的无线通信通信系统已经从2G时代发展到现在的5G时代。由于无线发射天线系统一般会架设在居民楼楼顶或者其他建筑高处，不可避免受到雷擊的危险。本文探讨接闪杆的保护范围，在通信网的设计及施工中对雷电做必要的防范。

关键词：接闪杆，滚球半径

引言：对于接闪杆保护范围的计算，通常有折线法和滚球法。折线法通常用在电力系统中，在民用建筑的计算中通常用滚球法。滚球法计算原理为以某一规定半径的球体，在装有接闪杆的建筑物上滚过，滚球体由于受建筑物上所安装的接闪杆的阻挡而无法触及某些范围，这些范围即认为是接闪杆的保护范围。

需要说明的是，规范中的接闪杆即以前所说的避雷针。

本文用滚球法探讨接闪杆的保护范围，并实例计算某通信集团大楼楼顶接闪杆高度的保护范围。

1建筑物防雷分类及滚球半径

在做防雷设计时，根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，可将建筑物分为三类。

第一类主要是使用或贮存火炸药及其制品有爆炸危险的建筑物，通信设备不会再此类建筑物安装。

第二类和民用建筑防雷相关的为：预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。

第三类和民用建筑防雷相关的有如下几条：

1）预计雷击次数大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物或其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所;

2）预计雷击次数大于或等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物;

通信设备一般建在第二类和第三类民用建筑。判断第二类或者第三类的方法是计算雷击次数，从而知道滚球半径。滚球半径规定如下：

第一类防雷建筑物滚球半径：30m，第二类防雷建筑物：45m，第三类防雷建筑物：60m。

6）保护范围判断

此楼宽度20.8m，避雷针到最远的楼角距离用勾股定理计算为66.53m，故此避雷针不能满足保护要求。

如满足保护要求，则至少需要保护大于66.53m的距离。取66.55带入如上公式

求得h为60+97.5792i，无实根，单根避雷针已经超出滚球半径范围。故此楼不适合用单根避雷针保护，适合采用双针、多针避雷针、避雷线保护。

综上所述，现场在单根避雷针的情况下，要考虑避雷针保护的有效范围，避免设备在避雷针保护范围之外。由于北方居民楼很少有建多针避雷针及避雷线，故在此不作探讨。

在单根避雷针保护范围不力及不能架设双根及多针避雷针的情况下难道就没有其他措施了吗？答案是否定的。可采取如下防雷措施做防雷，一样可以起到保护的效果：

a）由接闪带，接闪网，接闪杆混合组成接闪器;

b）每个通信设备天线单独设一根小接闪杆，且接闪杆接到楼顶接闪网中;

c）整个屋面组成不大于20m*20m或24m*16m的接闪网网格。

结束语

在《移动通信基站防雷及接地设计规范》及各通信设备厂家的安装说明中，一般都会说明“天线抱杆顶部应安装有避雷针或在避雷针保护范围内”，而对避雷针保护范围说之不详，本文对接闪杆的保护范围做了阐述，希望对通信设备天线设计及施工中起到一定的参考作用。

参考文献

[1]GB50057-2010 建筑物防雷涉及规范

[2]YD5068-98  移动通信基站防雷及接地设计规范