移動通信基站的防雷與接地課件

移動通信基站的防雷與接地

信息產(chǎn)業(yè)部通信產(chǎn)品防雷性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心2010.093/15/20231中訊郵電咨詢設(shè)計院防護中心簡介地網(wǎng)等電位連接天饋線的接地保護過電壓保護

移動基站專用變壓器的防雷問題

3/15/20232中訊郵電咨詢設(shè)計院防護中心簡介中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司（原信息產(chǎn)業(yè)部郵電設(shè)計院）是制定中華人民共和國通信行業(yè)防雷接地標準的唯一編制單位。2000年以來主持制定了信息產(chǎn)業(yè)部通信防雷防護的標準6項。其中，YD5098－2005《通信局站防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范》是信息產(chǎn)業(yè)部兩個強制性標準之一。YD/T1429－2006《通信局（站）在用防雷系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測方法》是通信局（站）防雷系統(tǒng)在線檢測的依據(jù)。我中心是國內(nèi)唯一一家專業(yè)從事的通信局（站）防雷接地設(shè)計單位。我中心是工信部指定的通信行業(yè)防雷器件檢測單位。我院在與中國聯(lián)通合并以后，保障聯(lián)通公司通信網(wǎng)絡(luò)的運營安全就是我們的本職工作。我中心是聯(lián)通集團在通信局（站）防雷接地方面的支撐單位。3/15/20233地網(wǎng)1.1租賃機房地網(wǎng)老標準：要求在租賃房下新設(shè)人工地網(wǎng)和建筑基礎(chǔ)連通，并將工作地、保護地分別從地網(wǎng)引上到機房，工作地和防雷地的引接點距離在5米以上。新標準：新標準將租賃機房分成了大型公共建筑和普通民用建筑物，而且不再有工作地排、保護地排的區(qū)分，整個機房只有一個地（電位參考點）。具體要求如下：6.3.5移動基站建在辦公樓或大型公用建筑上時，機房的接地引入線可以從機房樓柱鋼筋、樓頂避雷帶或鄰近的預(yù)留接地端引接。7.3.1新建的公共建筑物、辦公大樓宜直接利用建筑物的建筑地網(wǎng)接地。7.3.2民用建筑物可利用建筑物梁、柱的主鋼筋作引接地點，或?qū)⒈芾讕c鋼筋相連后做接地點。對設(shè)計規(guī)范、連續(xù)完整的避雷帶，可直接做接地引入點。7.3.3建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差的民用建筑物，沒有合格的避雷帶或建筑物是磚混結(jié)構(gòu)時，必須在樓下設(shè)置接地網(wǎng)，新設(shè)地網(wǎng)應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)鋼筋相連，并引至樓上接地匯流排。3/15/202352、土建機房地網(wǎng)（1）應(yīng)采用聯(lián)合地網(wǎng)，其主地網(wǎng)主要由機房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)組成，或由機房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)組成，且聯(lián)為一體。（2）機房地網(wǎng)由機房建筑基礎(chǔ)（含地樁）和外圍環(huán)形接地體組成。環(huán)形接地體應(yīng)沿機房建筑物散水點外敷設(shè)，并與機房建筑物基礎(chǔ)橫豎梁內(nèi)兩根以上主鋼筋焊接連通。機房建筑物基礎(chǔ)有地樁時，應(yīng)將各地樁主鋼筋與環(huán)形接地體焊接連通。（3）鐵塔地網(wǎng)應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,將鐵塔四個塔腳地基內(nèi)的金屬構(gòu)件焊接連通，鐵塔地網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于3m×3m。（4）鐵塔位于機房旁邊時，應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，在地下將鐵塔地網(wǎng)與機房外環(huán)形接地體焊接連通。鐵塔地網(wǎng)與機房地網(wǎng)之間可每隔3m～5m相互焊接連通一次，且連接點不應(yīng)少于兩點。機房被包圍在鐵塔四腳內(nèi)時，鐵塔地網(wǎng)與機房的基礎(chǔ)地網(wǎng)應(yīng)聯(lián)為一體，外設(shè)環(huán)形接地體應(yīng)在鐵塔地網(wǎng)外敷設(shè)，并與鐵塔地網(wǎng)多點焊接連通。地網(wǎng)3/15/20236（5）專用電力變壓器設(shè)置在機房外，且距地網(wǎng)邊緣30m以內(nèi)時，應(yīng)用水平接地體與地網(wǎng)焊接連通。距地網(wǎng)邊緣大于30m時，可不與地網(wǎng)連通。優(yōu)點：－形成聯(lián)合地網(wǎng)，減小反擊過電壓，保護變壓器安全；－將原TT供電系統(tǒng)變成了TN－S系統(tǒng)；－改善了變壓器地網(wǎng)，有利于變壓器的防雷保護。（6）埋設(shè)輻射形水平接地體時，可根據(jù)周圍的地形環(huán)境確定接地體的走向、埋深、長度和根數(shù)。（7）移動基站使用鋼管塔時，應(yīng)從鋼管塔基礎(chǔ)敷設(shè)不少于兩根輻射形水平接地體，水平接地體應(yīng)根據(jù)周圍的地形環(huán)境，向遠離機房的方向敷設(shè)。鋼管塔的地網(wǎng)應(yīng)和機房地網(wǎng)在兩側(cè)用水平接地體可靠連通。地網(wǎng)3/15/202374建在普通民用建筑物上基站的地網(wǎng)要求民用建筑物有各種類型，實施接地改造時應(yīng)根據(jù)機房的具體情況確定方案。其地網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)綜合考慮建筑鋼筋結(jié)構(gòu)情況、周圍環(huán)境等實際因素，并結(jié)合經(jīng)濟有效的原則。一般的，建在普通民房上的基站可新設(shè)簡易地網(wǎng)，并與原有基礎(chǔ)焊接為一體，例如：在樓房機房的一側(cè)地下，根據(jù)環(huán)境條件，可設(shè)一組接地體，并與建筑基礎(chǔ)地網(wǎng)連接，再使用40X4熱度鋅扁鋼與鐵塔、機房接地排等連接。如果租用民房的建筑鋼筋基礎(chǔ)較差，為了保險起見，應(yīng)考慮利用周圍較好的接地體或者自己建設(shè)較好的專用地網(wǎng)。

地網(wǎng)3/15/202395地網(wǎng)施工注意事項

1、接地體的焊接要求：地網(wǎng)接地體之間的連接，應(yīng)采用電焊或氣焊連接，不宜采用螺釘連接或鉚接。當角鋼與扁鋼連接時，角鋼的一個面要與扁鋼的正面采用電焊搭焊接，搭焊長度為扁鋼寬邊的2倍；角鋼或扁鋼與圓鋼焊接時，圓鋼宜與扁鋼、角鋼的平面貼焊，焊接長度為圓鋼直徑的10倍；扁鋼與扁鋼之間的焊接應(yīng)采用雙面搭接焊，搭焊長度為扁鋼寬度的2倍。2、埋深要求：接地體埋深宜不小于0.7m(接地體上端距地面的距離)。在土壤較薄的石山或碎石多巖地區(qū)可根據(jù)具體情況決定接地體埋深，在雨水沖刷下接地體不應(yīng)暴露于地表。接地體應(yīng)埋設(shè)在機房散水點外。3、地網(wǎng)溝回填要求：回填土宜篩除石塊等雜質(zhì)后填入溝內(nèi)，有條件的地區(qū)應(yīng)在回填后澆水，待溝面下降后重新回填至平面并夯實。地網(wǎng)3/15/202310等電位連接1等電位連接的基本方式

移動基站等電位連接方式有兩種，一種是網(wǎng)狀連接（環(huán)形匯集線），一種是星形連接。對于位于山區(qū)或者郊區(qū)易遭受雷擊的自建基站，最好是采用網(wǎng)狀連接，網(wǎng)狀連接的均壓等電位效果更好。而在城區(qū)的租賃基站，一般采取星形連接。

3/15/202311等電位連接3/15/202313

采用星形連接時，基站的總接地匯流排，應(yīng)設(shè)在配電箱和第一級電源SPD附近，開關(guān)電源以及其它設(shè)備的接地排母線均由總接地匯流排引接。如設(shè)備機架與總匯流排相距較遠時，可以采用兩級匯流排，此時第一級電源SPD、交流配電箱及光纖加強芯和金屬護層的接地線，應(yīng)從總接地匯流排接地；站內(nèi)其它設(shè)備從第二級匯流排接地。兩個接地匯流排應(yīng)用截面積為70mm2以上的多股銅纜相連。連接方法如下圖所示：

等電位連接3/15/2023142星形連接系統(tǒng)接地排設(shè)置位置問題的說明

星形連接系統(tǒng)中地排位置設(shè)置不合理是造成基站設(shè)備損壞的主要原因之一。YD5098-2005標準規(guī)定，SPD的連接線和接地線的長度應(yīng)小于1.5m，而作為易遭受雷擊的基站而言，我們一般要求這個距離小于1米。因此實際接地排要安裝在防雷器和交流配電箱的旁邊,而且此接地排必須作第一級匯流排與地網(wǎng)連接,即此接地排為機房內(nèi)唯一的零參考點。機房內(nèi)主地排距離配電箱和第一級電源過電壓保護器較遠，導(dǎo)致保護器接地線過長。根據(jù)相關(guān)試驗，如引線長1m，入侵的雷電流為20kA（8/20s），則每米導(dǎo)線上的電壓降為3.6kV，即使入侵的雷電流為5k（8/20s），則每米導(dǎo)線上的電壓降也能達到1.2kV。因此如果接地線過長，雷擊時接地線上殘壓就會很大，使第一級保護器無法起到保護作用。下面是幾種改造實例:等電位連接3/15/202315類型2:

配電箱和室內(nèi)總匯流排分別在機房的兩側(cè)，需要新設(shè)地排，防雷器安裝在配電箱和新設(shè)地排的旁邊，并且要保證機房只有一個零電位參考點。室內(nèi)匯流排的接地根據(jù)均壓等電位的原則就近與避雷帶或者接地引上扁鋼連接。此外，在條件允許的情況下，還可以敲開機房內(nèi)樓柱與柱內(nèi)鋼筋焊連。

等電位連接3/15/202317

光纜加強芯及其金屬外護層未做好接地處理，相當部分基站的光纜金屬加強芯及其金屬外護層未按標準要求在ODF光配線箱內(nèi)進行有效的接地，致使部分基站遭受雷擊而使ODF架內(nèi)發(fā)生拉弧跳火，可能損害尾纖，嚴重時還可能造成機房火災(zāi)。要求光纜加強芯連接板或者連接端子單獨用16mm2多股銅線連接到主地排。光纜加強芯打火等電位連接3光纜金屬加強芯及外護層接地的問題

3/15/2023183/15/202319過電壓保護移動基站采取分級保護、逐級限壓的保護措施（B+C級）。在使用分級保護時，各級浪涌保護器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件，以確保各級浪涌保護器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅SPD與氧化鋅SPD之間退耦距離（電纜長度）應(yīng)不小于5m?；蛘咴黾?～10uH的退耦器件。根據(jù)我國目前的實際情況，交流配電系統(tǒng)的限壓型浪涌保護器最大持續(xù)運行電壓大于等于385V，應(yīng)采用3＋1模式的保護器。在電源SPD的引接線上，應(yīng)串接保護空開（或保險絲），防止SPD故障時引起系統(tǒng)供電中斷。保護空開（或保險絲）的標稱電流不應(yīng)大于前級供電線路空開（或保險絲）的1/1.6倍。保護空開應(yīng)使用質(zhì)量可靠、符合防雷要求的產(chǎn)品。嚴禁將C級40kA模塊型SPD進行并聯(lián)組合作為80kA或120kA的SPD使用。間隙型或間隙組合型保護器不得在通信局（站）使用。1基站SPD的使用要求

3/15/202321過電壓保護3/15/202322必須采用“3＋1”的保護模式；

必須串接空開或者熔斷器，防止火災(zāi)；氧化鋅的最大持續(xù)運行電壓宜選擇385V；漏電流應(yīng)盡量小，超過20μA應(yīng)更換。過電壓保護3/15/202323天饋線的接地

目的：由天饋線進入的雷電流會引起移動發(fā)射機入地雷電流增大、地電位升高，使無線發(fā)射機與傳輸、電源等相關(guān)設(shè)備間產(chǎn)生較大的電位差，造成雷害故障。采用饋線分流接地措施，可以減少進入機房的雷電流。一般天饋線的外護層應(yīng)在鐵塔的上部、下部和進入機房的入口處，分別做接地處理，如果鐵塔高度超過60米，還應(yīng)在鐵塔中部增加一處接地，經(jīng)過逐級放電使進入機房的雷電流達到最小。在鐵塔上做接地時，可在接地點旁就近設(shè)置一個匯流排，并與塔身連通，然后將饋線外護層用銅纜連到匯流排上。實際工程中出現(xiàn)問題比較多的是機房入口處的饋線接地，按規(guī)范要求，將機房入口處的室外匯流排應(yīng)與地網(wǎng)直接連通，但實際工程中有部分基站將室外排連接到鐵塔塔腳和室外走線架上，導(dǎo)致進入機房的雷電流比較大，很多基站的雷害事故均與此相關(guān)。3/15/202325解決室外匯流排防盜的方案

方案一：用熱鍍鋅扁鋼或者鐵排代替銅排，就近與基站地網(wǎng)連接，安裝位置及要點可參考常規(guī)作法。注意做好銅鼻和鐵連接處的防腐。天饋線的接地

3/15/202326（4）按照《通信局（站）防雷與接地設(shè)計規(guī)范》（YD5098-2005）