移動基站防雷接地

1、1一、雷電的形成二、雷電的危害三、移動基站雷害引入途徑四、移動基站防雷措施五、電源浪涌抑制器的配置2一、雷電的形成一、雷電的形成 1、 概述 由于大氣電場的變化使空氣中的云團形成帶電的雷云。雷云中不同部分之間聚集著不同極性的電荷，形成100萬伏到100000萬伏的高電位，當(dāng)電位達到一定程度時，就會在云團的不同部分之間、不同云團之間以及云團與地面之間產(chǎn)生很強的電場。當(dāng)空中的電場強度達到一定程度時，將引起空氣分子電離，導(dǎo)致空氣絕緣被擊穿，從而在云與云之間，或云與大地之間產(chǎn)生瞬時強火花放電，形成閃電。閃電可分為云內(nèi)閃電、云際閃電和云地閃電等，與人類關(guān)系最密切。3 一般說來云閃發(fā)生的概率要比地閃發(fā)生的

2、概率大得多，但它主要表現(xiàn)在對航空航天方面的影響；對地面通信臺站影響最大的是云地閃，即落地雷。 2、雷電形成假說 根據(jù)大量科學(xué)測試可知，地球本身就是一個電容器。通常大地穩(wěn)定地帶負電荷50萬C左右，而地球上空存在一個帶正電的電離層，這兩者之間便形成一個已充電的電容器，它們之間的電壓為300KV左右，并且場強為上正下負。4 當(dāng)?shù)孛婧羝目諝庑纬缮仙龤饬?，氣流上升時溫度逐漸下降形成雨滴、冰雹（稱為水成物），這些水成物在地球靜電場的作用下被極化（如左圖），負電荷在上，正電荷在下，它們在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶（這二者稱為云粒子）要大，因此極化水成物在下落過程中要與云粒子發(fā)生碰撞。碰撞的結(jié)果是

3、其中一部分云粒子被水成物所捕獲，增大了水成物的體積，另一部分未被捕獲的被反彈回去。而反彈回去的云粒子帶走水成物前端的部分正電荷，使水成物帶上負電荷。由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢，因此帶正、負兩種電荷的微粒逐漸5 分離（這叫重力分離作用），如果遇到上升氣流，云粒子不斷上升，分離的作用更加明顯。最后形成帶正電的云粒子在云的上部，而負電的水成物在云的下部，或者帶負電的水成物以雨或雹的形式下降到地面。當(dāng)上面所講的帶電云層一經(jīng)形成，就形成雷云空間電場，空間電場的方向和地面與電離層之間的電場方向足一致的，都是上正下負，因而加強了大氣的電場強度，使大氣中水成物的極化更厲害、在上升氣流存在的情

4、況下更加劇力分離作用，使雷云發(fā)展得更快。具體見圖1雷云形成圖。 6圖1 雷云形成圖 7 當(dāng)正負電荷區(qū)的電位達到5-6千伏/厘米時，便會觸發(fā)云地間的閃擊。雷云對地面的放電，就是將負電荷移向地面的過程。由于在一般高度的物體上很少出現(xiàn)雷電閃擊，因此要獲得準確的雷電流資料往往是不大可能的?，F(xiàn)有觀察到的雷電流是單向性的，而且主要是負的放電電流。迄今為止，記錄到的雷電流最大為270KA，但可能還有更大的電流。 3、雷電的統(tǒng)計 雷電的運動是有規(guī)律的。雷電天氣的統(tǒng)計性質(zhì)用雷暴日表示。一天中如果聽到了雷聲，就意味著雷電8 發(fā)生在觀察現(xiàn)場15公里以內(nèi)，便定義為一個雷暴日。 根據(jù)年平均雷暴日的多少，雷電活動區(qū)分為少

5、雷區(qū)， 中雷區(qū)、多雷區(qū)和強雷區(qū)： 少雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)不超過25天的地區(qū)； 中雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在2540天以內(nèi)的地區(qū)； 多雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在4090天以內(nèi)的地區(qū)； 強雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在90天的地區(qū)。 9圖2 全國年平均雷暴日數(shù)區(qū)劃圖 10 浙江南部年平均雷暴日數(shù)在5070天以內(nèi)的地區(qū)，浙江北部年平均雷暴日數(shù)在3050天以內(nèi)的地區(qū)； 山東大部份年平均雷暴日數(shù)在1030天以內(nèi)的地區(qū)，小部份年平均雷暴日數(shù)在3050天以內(nèi)的地區(qū)； 河北絕大部份年平均雷暴日數(shù)在3050天以內(nèi)的地區(qū)； 廣西南部年平均雷暴日數(shù)在90120天以內(nèi)的地區(qū)，廣西北部年平均雷暴日數(shù)在7090天以內(nèi)的地區(qū)。 11二、雷

6、電的危害 1、雷電的危害表現(xiàn)形式 雷擊的危害主要有四方面：直擊雷、感應(yīng)雷、地電位提高、電磁脈沖輻射。第一是直擊雷。 雷暴活動區(qū)內(nèi)，雷云直接通過人體、建筑物或設(shè)備等對地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，稱之為直擊雷。此時雷電的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產(chǎn)生的高電位。雷電擊中人體、建筑物或設(shè)備時，強大的雷電流轉(zhuǎn)變成熱能，瞬間可釋放約數(shù)百兆焦耳的能量。 12圖3 基站直擊雷途徑圖 13 直擊雷具有強大的破壞力。閃電擊中管道或?qū)Ь€時，雷電流可以沿線傳送到很遠的地方，其巨大的電熱效應(yīng)不僅對臺站設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，并可危及有關(guān)操作人員的安全。 第二是感應(yīng)雷。它可以分為靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和感應(yīng)

7、過電壓。 1）、靜電感應(yīng)： 當(dāng)雷云來臨時，在其所覆蓋的地表面和各種物體上尤其是導(dǎo)體上，將感生出大量與雷云底部電荷符號相反的電荷，形成靜電場。當(dāng)這種靜電場強度不足以14 擊穿空氣產(chǎn)生中和效應(yīng)，而雷云對另一雷云或帶電體放電后，云中電荷消失。此時地面物體尤其是導(dǎo)體上聚集的電荷卻產(chǎn)生了很高的電勢，它必然通過一定的途徑放電。這種放電電流也是一個很大的脈沖電流（雷電波的形式），其電擊效果雖比直擊雷小，但是若串入用電設(shè)施同樣會造成對電子器件的損壞。 圖4 靜電感應(yīng)示意圖15 2）、電磁感應(yīng) 閃電電流在閃電通道周圍的空間產(chǎn)生磁場，這種磁場將隨時間而變化，并在附近的各類金屬導(dǎo)體上激發(fā)出感應(yīng)電動勢或感生電流。在閃

8、電電流入地過程中，變化磁場在附近金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢或感生電流，也會造成電氣設(shè)備的損壞。 3）、感應(yīng)過電壓 直接雷或感應(yīng)雷都可能使導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。雷電過電壓波可沿著電網(wǎng)在較大范圍內(nèi)傳播，對輸電網(wǎng)絡(luò)中的用電設(shè)備構(gòu)成威脅。所以，一些已受到避雷針保護和屏蔽的電子設(shè)備有時仍會受到雷害。 16 據(jù)統(tǒng)計，在電子設(shè)備遭受的雷擊事故中，雷電過電壓沿電源線侵入設(shè)備而造成雷擊故障的比例大約要占80。第三是電磁脈沖輻射。閃電放電時，電流隨時間做非均勻變化。一次閃電包含上萬個脈沖放電過程。閃電通道大約有幾百米至幾公里長，在放電過程中，它向外輻射高頻和甚高頻電磁能量，這就是電磁脈沖輻射。閃電的電磁脈沖輻射雖然

9、也隨著距離的增大而減小，但卻比較緩慢，它通過空間傳導(dǎo)、輻射等形式耦合到電子設(shè)備內(nèi)部，使對瞬態(tài)電磁脈沖極其敏感的電子器件遭受破壞。17圖5 地電位提高示意圖 第四是地電位提高。當(dāng)10KA的雷電流通過下導(dǎo)體入地時，我們假設(shè)接地電阻為10歐姆,根據(jù)歐姆定律,我們可知在入地點A處電壓為100KV。因A點與B、C、D點相連，所以這幾點電壓都為100KV。而E點接地，其電壓值為0，設(shè)備的D點與E點間有100KV的電壓差，足以將設(shè)備損壞。18 2、易受損害通信設(shè)備情況 據(jù)統(tǒng)計資料顯示，基站遭受雷擊時，通信設(shè)備損害的情況如下： (1) 擊壞脈碼調(diào)制（PCM）的通路盤、信令盤等設(shè)備； (2) 擊壞移動交換機（E

10、MX）部位的TTY、MTI板、ASI板等； (3) 擊壞基站部位的VOC板、BSC板，包括VCC、SCC、CSC板等； (4) 擊壞電源部件等； (5) 擊壞與天饋線相連接的高頻機架。19三、移動基站雷害引入途徑 1、基站鐵塔或桅桿引入雷害 (1) 雷擊鐵塔或桅桿 移動通信的基站天線一般架設(shè)在很高的鐵塔或桅桿上，鐵塔或桅桿高度一般比周圍建筑高度高，鐵塔或桅桿的避雷針易受直接雷擊。 (2) 鐵塔天饋線引入雷害 當(dāng)鐵塔的避雷針受到直接雷擊時，雷電流途徑之一是通過鐵塔經(jīng)其接地裝置散流入地，使地網(wǎng)地電位升高；另一途徑是如果天饋線為同軸電纜，在20 其內(nèi)導(dǎo)體上感應(yīng)出較強的感應(yīng)電流，這樣A-B段內(nèi)導(dǎo)體上感

11、應(yīng)電流為iA-B,B-C段內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電流為iB-C，iA-C= iA-B + iB-C，即為整個同軸電纜的感應(yīng)電流。如果有n條同軸電流從鐵塔天線進入基站機房，則進入信道架的總感應(yīng)電流in iA-C，這個感應(yīng)電流最終經(jīng)同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體進入信道架，燒壞移動通信設(shè)備。圖6 移動通信基站天饋線示意圖以高度為55m鐵塔為例，進行分析。 21圖6 移動通信基站天饋線示意圖 ABC5500機房天線22 2、架空電力線和其他架空線引入雷害 移動通信系統(tǒng)的基站如果有架空電力線或其他架空線，其架空電力線或其他架空線也是引入雷害的重要途徑。出入纜線引入雷害的原因有兩個：一是直擊雷，雷電直擊金屬纜線后，高壓雷電以波的形

12、式沿著導(dǎo)線兩邊傳播，最后侵入室內(nèi)設(shè)備；二是感應(yīng)雷，當(dāng)雷云放電時，其空間形成強大電場。根據(jù)分析，在架空電力線路靠近終端時，主要成分是水平電場，出現(xiàn)在電場中的突出物體最易出現(xiàn)感應(yīng)電荷的集中，使其周圍電場強度顯著增加，架空電力線路很容易發(fā)生尖 23 端放電而被雷電擊中。當(dāng)架空電力線路遭雷電侵襲時，將過電壓引入基站機房，很可能燒壞基站的通信設(shè)備。有時，雷云即使對地放電也會在架空電力線路上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，當(dāng) Sh時 U=25I.h/S 式中： I雷電流幅值（A）； h架空電力線路高度（m）； S雷擊點與架空電力線路間的距離（m）。 該過電壓亦會對電源設(shè)備造成威脅，當(dāng)基站有24 其他架空線時，也可能在架空

13、線上出現(xiàn)類似雷電過電壓，這類雷害事故主要表現(xiàn)為基站交、直流電源盤的損壞，從而導(dǎo)致基站機房其它設(shè)備的損壞。一般來說感應(yīng)雷的危害沒有直擊雷嚴重，但它發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。25 3、基站機房引入雷害 某些基站機房可能建在山頂上，如果機房位置的海拔高度很高，有時直擊雷可能從橫向及斜面擊來，出現(xiàn)所謂“繞過避雷針，再擊至被保護物”的繞擊現(xiàn)象。在這種情況下，孤立的避雷針，往往已不能防御雷電對機房的直擊，因此，基站機房必須采取必要的防雷措施。而且，雷擊建筑物在一定的條件下能產(chǎn)生“側(cè)閃”。必須采取預(yù)防措施，避免已經(jīng)采取保護措施的建筑物受到雷擊時出現(xiàn)側(cè)閃事故，并傷害建筑物內(nèi)的人員。圖7就是導(dǎo)致側(cè)閃危險的條件的

14、一個例子。 26圖7 避雷針和屋內(nèi)設(shè)備的閃擊 避 雷 針 引 下 線金 屬機 殼27 由圖中可以看到，一個有避雷針保護的建筑物，它是房屋的最高點。如果避雷針受到閃擊，其雷電流的幅值為（i）。閃擊電流就沿著屋頂?shù)谋芾揍樢戮€一直流入地下的接地體。這一通路構(gòu)成電感（L），而接地體是其有效電阻（R），則避雷系統(tǒng)頂端相對于大地的電位升為： U=iR+Ldi/dt 假定雷電流的峰值I=100千安，接地電阻R=10歐。每100米長的單根垂直導(dǎo)線的電感L160微亨，而雷電流的波頭增長率為50千安/微秒。如果避雷針高于28 地面10米，當(dāng)相位差忽略不計時，則避雷針頂端相對于大地的電位升為1.8兆伏。 但在房屋

15、遭受閃擊時，設(shè)備仍在地電位上，因此1.8兆伏的電位差就突然加在避雷系統(tǒng)與設(shè)備之間。如果間隙D的介質(zhì)強度低于1.8兆伏的電位差，兩者之間就發(fā)生電擊穿，造成了所謂“側(cè)閃”。對于削頂脈沖來說，空氣的擊穿強度為900千伏/米，則閃擊距離是2米。如果有人站在避雷針的引下線與室內(nèi)的接地設(shè)備之間時，也會出現(xiàn)同樣的情況。 29四、移動基站防雷措施 1、天線鐵塔的防雷與接地 認為避雷針可以使雷云放電從而防止雷擊，是一種普遍的誤解。實際上，避雷針僅僅是當(dāng)雷云到達閃擊距離時，作為導(dǎo)引雷擊電流安全入地的手段。移動通信天線應(yīng)有防直擊雷的保護措施。天線鐵塔應(yīng)設(shè)避雷針并與鐵塔焊接。天線安裝位置應(yīng)在避雷針的防雷保護范圍內(nèi)。避

16、雷針保護范圍的計算方法，我國防雷規(guī)范已與國際接軌，即采用IEC推薦的滾球法。滾球法即幾何模擬法，它以放電路徑幾何距離的長短作為避雷針保護范圍的判斷依據(jù)。假設(shè)雷電先導(dǎo)是一個從30 云出發(fā)，不受地面任何特征影響的自由發(fā)展的放電。只有當(dāng)該雷電先導(dǎo)到達大地附近一定高度H時，先導(dǎo)才開始向地面突出物偏轉(zhuǎn)。此時，從某一雷擊偏轉(zhuǎn)點A、B到避雷針和大地畫弧。圓弧下的面積為避雷針對保護范圍（如圖8所示）。 H的取值：一類建筑物30米；二類建筑物45米；三類建筑物60米。 當(dāng)避雷針的高度hH時 a）距地面H處作一條平行于地面的平行線。b）以針尖為圓心，H為半徑，作為弧線交于平行線A、B。 c）以A、B為圓心，H為半

17、徑，作弧線。該弧線與針尖相交31圖8 避雷針保護范圍計算示意圖 h單支避雷針對保護范圍(hH)hrxhxxAxBxx平面上保護范圍的截面HH32 并與地面相切。從該弧線起到地面止就是避雷針對保護范圍。該范圍是一個對稱的錐體。d）避雷針在hx高度的水平面上的保護半徑為：rx=h(2Hr-h)-hx（2Hrhx），rx為避雷針在hx高度的水平面上的保護半徑（m），hx為被保護物的高度（m），H為滾球半徑，當(dāng)避雷針對高度hH時，在避雷針上取高度為H的一點代替單根避雷針針尖作圓心其它算法同上。 基站鐵塔避雷針的保護區(qū)如圖9所示。其中，保護角一般取3045，多數(shù)保護設(shè)計取30。避雷針與鐵塔焊接的目的就是

18、確保避雷針有良好的接地線，且引下線應(yīng)避免直角彎曲，以保證雷電流33 及時流入大地。 (2) 移動通信基站鐵塔應(yīng)有完善的防直擊雷及二次感應(yīng)雷的防雷裝置。當(dāng)鐵塔比較高時（如超過60m），天饋線（包括塔燈電源線、金屬護套）、引下線都要多點接地，以增加雷電流的入地途徑和使饋線上的過電壓分割為多段，加強分流和均壓效果，并將饋線在機房外就近接入地網(wǎng)，使由饋線上引入到機架上的過電壓減至最小程度。 (3) 移動通信基站鐵塔宜采用太陽能塔燈。對于使用交流電饋電的航空標志燈，其電源線應(yīng)采用具有 金屬外護層的電纜，電纜的金屬外護層應(yīng)在塔頂及進34 機房入口處的外側(cè)就近接地。塔燈控制線及電源線的每根相線均應(yīng)在機房入口

19、處分別對地加裝氧化鋅無間隙避雷器，零線應(yīng)直接接地。 2、纜線的防雷與接地 出入纜線防雷的總體原則是通過采用屏蔽、接地、分流等措施，把雷電過電壓、過電流在進入機房之前阻截、消散，使之小于終端設(shè)備的耐壓限值。下面分別介紹天饋線、電力線、中繼線的保護措施。 (1) 天饋線的防雷與接地 基站天饋線大都沿鐵塔布放至塔底，再由過橋經(jīng)35 饋線窗引入機房。采取的保護措施如下： 所有天饋線在進入機房前其金屬外護層至少應(yīng)有3點接地。第1點位于塔頂天線細饋線與粗饋線轉(zhuǎn)接處；第2點位于爬梯與鐵塔過橋搭接處上方0.5m1m處，采用接地卡子與爬梯附近的鐵塔避雷引下線緊密連接；第3點位于饋線窗外，采用接地卡子與室外接地銅

20、排緊密連接。當(dāng)天線的架設(shè)高度大于或等于60m時，同軸電纜天饋線金屬外護層還應(yīng)在其中部增加一處接地，處理方法同第1點和第2點。室外走線架始末兩端均應(yīng)作接地連接。 位于饋線窗附近的室外接地銅排接地引下線可采36 用截面積不小于95mm2的絕緣多股銅導(dǎo)線或截面積不小于40mmX4mm的熱鍍鋅扁鋼，長度不宜超過30m，沿機房外墻以最短途徑與機房的聯(lián)合地網(wǎng)相焊接。若機房接地端子難以發(fā)掘，應(yīng)妥善與鄰近雷電流引下線的根部連通。 同軸電纜天饋線在進入機房前，應(yīng)以要求的最小曲率半徑繞一圈或數(shù)圈，以增加對雷電流的高頻阻抗。 為防止感應(yīng)電流進入同軸電纜天饋線的內(nèi)導(dǎo)體，在其進入機房后的1m范圍內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)天饋線避雷器，

21、避雷器的接地端子應(yīng)就近引接到饋線窗附近的室外37 接地銅排上，引接線采用不小于35mm2的絕緣多股銅導(dǎo)線，嚴禁與室內(nèi)金屬設(shè)施電氣連通。 建議安裝天饋線避雷器。據(jù)調(diào)查，安裝天饋線避雷器的系統(tǒng)還沒有發(fā)生收發(fā)信機被雷擊損壞的事故，其它系統(tǒng)由于未安裝天饋線避雷器都曾遭受雷擊。 選擇天饋線避雷器時應(yīng)確保其傳輸能力(最大功率)、阻抗、插入損耗、工作頻段等指標與通信設(shè)備相適應(yīng)。 天饋線避雷器的安裝要確保接頭處可靠連接，以免影響防雷效果，造成系統(tǒng)日常工作時的一些無38 名干擾。因避雷器存在0.5dB左右的插入損耗，故在系統(tǒng)設(shè)計時，要采用高增益天線和低損耗電纜來補償。 (2) 電力線的防雷與接地 基站的交流供電

22、系統(tǒng)包括高壓線路、變壓器、低壓線路以及交直流配電設(shè)備。由于架空高壓或低壓線路距離較長，往往易遭受雷擊，無論是感應(yīng)雷或直擊雷，都會在其上造成極高的縱向電壓。由此帶來的雷害輕則燒斷電源熔絲，引起開關(guān)跳閘，中斷電源；重則損壞電力變壓器、交流配電屏、穩(wěn)壓器、整流器，甚至移動通信各系統(tǒng)的電源板。據(jù)調(diào)查，有40%的雷害事故是由電力線引入的，有些資料統(tǒng)計高達80%，39 這足以說明電力線是一條重要的引雷途徑。 雖然有些城區(qū)基站的供電線路會有一段改為電力電纜從地下入局，但雷電仍可以從幾公里以外的架空線路上引入基站而誘發(fā)雷害事故。所以對供電系統(tǒng)（包括高壓線路、變壓器、低壓線路以及交直流配電設(shè)備等）要采取多級保護

23、、層層設(shè)防的嚴格措施。 基站交流電力變壓器高壓側(cè)的三根相線應(yīng)分別就近對地加裝氧化鋅避雷器。電力變壓器低壓側(cè)的三根相線應(yīng)分別就近對地加裝無間隙氧化鋅避雷器。變壓器的機殼、低壓側(cè)的交流零線以及與變壓器相連的電力電纜的金屬外護層應(yīng)就近接地。出入基站的所有電40 力線均應(yīng)在出口處加裝避雷器。 進入基站的低壓電力電纜宜采用有金屬護套或絕緣護套的電纜，并經(jīng)鋼管由地下引入基站，其長度不應(yīng)小于50米。電纜金屬護套或鋼管兩端（變壓器處和大樓入口處）應(yīng)就近可靠接地。 電力電纜在進入基站配電房后，在交流配電屏輸入端應(yīng)加裝電源浪涌抑制器。電源浪涌抑制器的接地引線要盡量短，采用不小于35mm2的絕緣多股銅導(dǎo)線。 (3)

24、 中繼線的防雷與接地 基站與移動通信交換局之間的中繼一般采用微41 波、光纜、電纜三種傳播方式。采用光纜和電纜作為中繼線的基站，其雷擊感應(yīng)的過電壓機理與電源線相同，也容易由此引入雷害。由于與中繼線相連的終端設(shè)備的耐過壓水平大大低于電源設(shè)備，造成中繼接口設(shè)備、PCM設(shè)備、光傳輸設(shè)備、交換設(shè)備等損壞的雷害事故屢見不鮮。 有條件時，出入基站機房的中繼線最好采用有金屬屏蔽層的光（電）纜全線直埋或沒有金屬屏蔽層的光（電）纜穿金屬管直埋進基站。 如果沒有條件采用全線直埋，光（電）纜在進入基站前應(yīng)有一段直埋。直埋的實際長度應(yīng)不小于50米，42 其深度為70cm。埋地光（電）纜的金屬屏蔽層或金屬管至少在兩端（

25、機房入口處和光（電）纜入地處）接地，且要作防銹處理。光纜金屬加強芯也一并接地。其余架空的中繼線也應(yīng)采取保護措施，架空用的金屬吊掛線和光（電）纜的金屬護套及其金屬加強芯在每個桿塔處同時接地?，F(xiàn)在一般地，在山區(qū)的基站，雷害嚴重，考慮光（電）纜有一段直埋。在城區(qū)，開挖直埋不太現(xiàn)實。 電纜內(nèi)芯線在設(shè)備連接之前，應(yīng)加裝相應(yīng)的信號避雷器，避雷器和電纜內(nèi)的空閑線對對地應(yīng)作保護接地。在雷害嚴重的地區(qū)也可采取防雷型光(電)纜或無43 金屬光纜。 3、機房的防雷與接地 機房應(yīng)有防直擊雷的保護措施。機房屋頂應(yīng)設(shè)避雷網(wǎng)，其網(wǎng)格尺寸不大于3m3m，并與屋頂避雷帶按3m間距一一焊接連通。機房房頂四角應(yīng)設(shè)雷電流引下線，該引

26、下線可用40mm4mm鍍鋅扁鋼，其上端與避雷帶、下端與地網(wǎng)焊接連通。機房屋頂上其他金屬設(shè)施分別就近與避雷帶焊接連通。機房內(nèi)走線架、吊頂鐵架、機架或機殼、金屬通風(fēng)管道、金屬門窗等均應(yīng)作保護接地。保護接地引線一般宜采用截面積不小于35mm2的多股銅導(dǎo)線。44 事實上，正確地進行接地并與土壤保持充分的接觸，對于雷電保護系統(tǒng)能夠有效地發(fā)揮作用是很重要的。接地電阻并不需要很低，更重要的是地下金屬接地體的分布必須能夠容許雷電放電電流擴散而不引起損壞。妥善的雷電保護接地，有以下的一些特點： a)接地線與接地體的連接點應(yīng)在地平面80cm以下，離墻基不小于4m左右，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。 b)雷擊避雷系統(tǒng)時

27、，從受雷尖端到建筑物周圍的土壤之間有大量電流通過。因此，從傳導(dǎo)電流最有利的方式考慮，接地體應(yīng)該設(shè)置在建筑物的外墻或墻角附近，以避免雷擊電流流入建筑物下面。但有時也可45 能需要將避雷引下線和接地體設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)下面。 4、接地裝置 （1）接地體的配置要求 設(shè)備接地的基本原則，是要對人為環(huán)境中能成為危險狀態(tài)的情況采取安全措施。而現(xiàn)代的接地和搭接系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成為低阻抗的，以抑制通信和電子系統(tǒng)的噪聲，并對瞬態(tài)電壓提供保護。接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規(guī)格要求如下： 鋼管50mm,壁厚不應(yīng)小于3.5mm。 角鋼不應(yīng)小于50mmx50mmx5mm。46 扁鋼 不應(yīng)小于40mmx4mm。 垂直接地體長度宜為1

28、.52.5m，垂直接地體間距為其自身長度的1.52倍。若遇到土壤電阻率不均勻的地方，下層的土壤電阻率低，可以適當(dāng)加長。當(dāng)垂直接地體埋設(shè)有困難時，可設(shè)多根環(huán)形水平接地體，彼此間隔為11.5m，且應(yīng)每隔35m相互焊接連通一次。 （2）地網(wǎng) 通常，移動通信系統(tǒng)的基站接地系統(tǒng)均應(yīng)按照均壓等電位的理論改造或設(shè)計，將機房地、鐵塔地、交流變壓器地共同組成一個聯(lián)合接地的大地網(wǎng)，見圖9。47 聯(lián)合接地是使基站的所有構(gòu)件在一個統(tǒng)一的電位上，避免由不同接地系統(tǒng)引入的電位差，從而可以確保通信設(shè)備和人身的安全?；镜鼐W(wǎng)應(yīng)充分利用機房建筑物的基礎(chǔ)（含地樁）、鐵塔基礎(chǔ)內(nèi)的主鋼筋和地下其他金屬設(shè)施作為接地體的一部分。當(dāng)鐵塔設(shè)

29、在機房房頂，電力變壓器設(shè)在機房樓內(nèi)時，其地網(wǎng)可合用機房地網(wǎng)。 機房地網(wǎng)：機房地網(wǎng)沿機房建筑物散水點以外設(shè)環(huán)形接地裝置，同時還應(yīng)利用機房建筑物基礎(chǔ)橫豎梁內(nèi)兩根以上主鋼筋共同組成機房地網(wǎng)。當(dāng)機房建筑物基礎(chǔ)有地樁時，應(yīng)將地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋與機房地48 網(wǎng)焊接連通。當(dāng)機房設(shè)有防靜電地板時，應(yīng)在地板下圍繞機房敷設(shè)閉合的環(huán)形接地線，其材料為銅導(dǎo)線，截面積應(yīng)不小于50mm2,并從接地匯集線上引出不少于二根截面積為5075mm2的銅質(zhì)接地線與引線排的南、北或東、西側(cè)連通。 鐵塔地網(wǎng)：當(dāng)通信鐵塔位于機房旁邊時，鐵塔地網(wǎng)應(yīng)延伸到塔基四腳外1.5m遠的范圍，網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于3mx3m，其周邊為封閉式，同時還要利用

30、塔基地樁內(nèi)兩根以上主鋼筋作為鐵塔地網(wǎng)的垂直接地體，鐵塔地網(wǎng)與機房地網(wǎng)之間應(yīng)每隔35m相互連通一次，連接點不應(yīng)少于兩點。當(dāng)通信鐵塔位于機房屋頂時，鐵塔 49 四腳應(yīng)與樓頂避雷帶就近不少于兩處焊接連通，同時宜在機房地網(wǎng)四腳設(shè)置輻射式接地體，以利雷電流散流。 變壓器地網(wǎng)：當(dāng)電力變壓器設(shè)置在機房內(nèi)時，其地網(wǎng)可合用機房及鐵塔地網(wǎng)組成的聯(lián)合地網(wǎng)；當(dāng)電力變壓器設(shè)置在機房外，且距機房地網(wǎng)邊緣30m以內(nèi)時，變壓器地網(wǎng)與機房地網(wǎng)或鐵塔地網(wǎng)之間，應(yīng)每隔35m相互焊接連通一次（至少有兩處連通），以相互組成一個周邊封閉的地網(wǎng)。 聯(lián)合接地主要解決雷擊對通信設(shè)備和工作人員的安全問題；有效的防止反擊、側(cè)閃等現(xiàn)象的發(fā)生，使50

31、采用聯(lián)合接地。由接地線及地網(wǎng)設(shè)置不當(dāng)引起的雷害事故得到了改善，下面就天線鐵塔、架空線和機房防雷與接地的措施作些說明。 圖9 聯(lián)合接地的大地網(wǎng) （一）垂 直 接 地 體鐵 塔 地 網(wǎng)機 房 地 網(wǎng)變 壓 器 地 網(wǎng)水 平 接 地 體51圖10 聯(lián)合接地的大地網(wǎng) （二）52 五、電源浪涌抑制器的選用 1、 電源浪涌基本數(shù)據(jù) （1）、雷電流波形：是非周期的微秒級瞬態(tài)電流，通常用“波頭時間/波長時間”時間。波頭時間：雷電流從始點到峰值時間。波長時間：雷電流從始點經(jīng)峰值下降到半峰值時間。 模擬雷電沖擊電流有8/20us，10/350us二種模擬雷電流沖擊波。8/20us模擬感應(yīng)雷電流沖擊波，10/350

32、us模擬直擊雷電流沖擊波。 53圖11 8/20us，10/350us二種模擬雷電流沖擊波 54 （2）、雷電流上升陡度（di/dt）max （3）、雷電流峰值 2、電源浪涌保護器的選擇原則 應(yīng)具有高通流容量，殘壓低，響應(yīng)速度快，帶浪涌識別，便于維護等優(yōu)點。 （1）、在配電變壓器、配電室、電力室界面選用電源 SPD 的工程要求： a)建在城市，地處中雷區(qū)（或雖然處于少雷區(qū)，但根據(jù)歷年雷擊統(tǒng)計，若時有雷擊事故發(fā)生）的通信55 基站配電變壓器低壓側(cè)或低壓電纜引入配電室或配電屏終端入口處，應(yīng)具有標稱放電電流不小于20kA的限壓型SPD ；低壓電纜引入電力室后，在配電屏終端入口處，應(yīng)具有標稱放電電流為

33、15kA的限壓型SPD 。 b)建在城市，地處多雷區(qū)、強雷區(qū)，通信基站為孤立、高大建筑物的機樓，配電變壓器低壓側(cè)或低壓電纜引入配電室或配電屏終端入口處，應(yīng)具有標稱放電電流不小于40kA的限壓型SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端入口處，應(yīng)具有標稱放電電流為15kA的限壓型SPD。 c)建在郊區(qū)或山區(qū)，地處中雷區(qū)以上的通信基56 站，配電變壓器低壓側(cè)或低壓電纜引入配電室或配電屏終端入口處，應(yīng)安裝沖擊通流容量大于60kA的限壓型SPD或具有標稱放電電流不小于15kA的開關(guān)型SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端入口處應(yīng)具有標稱放電電流為限壓型15kA的SPD；其中SPD的工作電壓應(yīng)按當(dāng)?shù)氐碾娏╇婋?/p>

34、壓最大值選擇。d)建在高山，地處多雷區(qū)以上的微波站、移動通信基站，配電變壓器低壓側(cè)或低壓電纜引入配電室或配電屏終端入口處，應(yīng)安裝沖擊通流容量大于100kA的限壓型SPD或具有標稱放電電流不小于25kA的開關(guān)型SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端入口57 處應(yīng)具有標稱放電電流為15kA的SPD，其中SPD的工作電壓應(yīng)按當(dāng)?shù)氐碾娏╇婋妷鹤畲笾颠x擇。 （2）、無專用變壓器配電屏選用電源 SPD 的工程要求： a)無專用配電變壓器供電的移動通信基站低壓電纜應(yīng)從公共的配電變壓器全程埋地引入機房，且在配電屏終端入口處，相線應(yīng)分別對中性線、中性線對地加裝限壓型SPD或者相線應(yīng)分別對中性線加裝限壓型SPD、中性線對地間應(yīng)采用間隙型組成的SPD。地處中雷區(qū)的基站應(yīng)安裝標稱放電電流不小于20kA的限壓型SPD；地處多雷區(qū)、強雷區(qū)的基站應(yīng)安裝標稱放58 電電流不小于40kA的限壓型SPD。若采用架空電源線引入時，地處中雷區(qū)以上的基站，在配電屏終端入口處，應(yīng)安裝沖擊通流容量大于100kA的