高 蕊，范學(xué)軍

（山西省通信管理局，山西 太原 030051）

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)移動(dòng)通信從第一代模擬通信發(fā)展到第二代GSM數(shù)字通信，再到現(xiàn)在的第三代移動(dòng)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模從小規(guī)模、小范圍覆蓋發(fā)展到大規(guī)模、覆蓋全國(guó)所有地市和絕大部分縣市。我國(guó)各省市每年都有新的基站建設(shè)。固定通信與移動(dòng)通信的融合，已經(jīng)成為當(dāng)今通信和信息科學(xué)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)總的發(fā)展趨勢(shì)。微電子技術(shù)是移動(dòng)通信基站的電子設(shè)備的核心，這些設(shè)備很脆弱，雷電容易對(duì)它們產(chǎn)生破壞，造成通信中斷和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，必須做好防雷工作。

1 移動(dòng)通信基站防雷接地的必要性

通常來(lái)說(shuō)，移動(dòng)通信基站的BTS天線是位于室外的，而且架設(shè)得比較高。如果帶電的云層經(jīng)過(guò)天線上方，天線上就很可能產(chǎn)生感應(yīng)電荷。如果天線與大地之間有直流通路，那么感應(yīng)電荷就會(huì)通過(guò)大地泄放，不會(huì)累積。這樣，天線和大地之間就不會(huì)因產(chǎn)生高電位差而放電。所以，通信設(shè)備的接地是很重要的。由于避免雷擊的關(guān)鍵是接地系統(tǒng)的質(zhì)量，所以可以說(shuō)，防雷是BTS設(shè)備安裝設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。

2 防雷接地系統(tǒng)的構(gòu)成

大地、接地電極、接地引入線、地線匯流排、接地配線5部分組成了防雷接地系統(tǒng)。大地具有導(dǎo)電性，而且容電量無(wú)限大。接地極放置在大地或海水中的導(dǎo)電元件組，提供直流電路的一點(diǎn)與大地之間的低阻通路，有在一定時(shí)間內(nèi)連續(xù)通過(guò)電流的能力。接地引線在接地電極與室內(nèi)地線匯流銅排之間起連接作用。匯流排是在主機(jī)板上，用來(lái)匯集所有資料，并將之傳送出去的一個(gè)中繼站。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)會(huì)透過(guò)匯流排來(lái)裝設(shè)各種介面卡，并傳輸各種資料到介面卡所連接的設(shè)備上，我們也稱(chēng)為總線。地線匯流排為匯集接地配線所用的母線銅排。接地配線用于連接設(shè)備到地線匯流排。

3 防雷接地系統(tǒng)的基本要求

一是必須要注意對(duì)接地電阻的要求。降低接地電阻是實(shí)現(xiàn)雷電流泄流的關(guān)鍵，接地電阻主要是指土壤電阻。不同設(shè)施對(duì)接地電阻的要求稍有差異，移動(dòng)通信基站基座≤4Ω，天饋線金屬屏蔽層≤4Ω，信號(hào)避雷器≤10Ω，電源避雷器≤4Ω，安全保護(hù)地≤4Ω，通信機(jī)房≤1Ω。

二是聯(lián)合接地的要求。聯(lián)合接地是使局（站）內(nèi)各建筑物的基礎(chǔ)接地體和其他專(zhuān)設(shè)接地體相互連通形成一個(gè)共用地網(wǎng)，并將電子設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、邏輯接地、屏蔽體接地、防靜電接地以及建筑物防雷接地等共用一組接地系統(tǒng)的接地方式。一般第三類(lèi)防雷建筑物的防雷接地要求是30Ω，強(qiáng)電系統(tǒng)≤10Ω，弱電接地≤4Ω，而1Ω是強(qiáng)弱電采用共同接地極時(shí)采用的。防雷接地設(shè)計(jì)中，應(yīng)建立公共地網(wǎng)以防雷，即電源地、工作地、保護(hù)地等在公共地線上連成電氣一體化，以建立零電位參考電平平臺(tái)。

4 移動(dòng)通信基站BTS接地的幾種實(shí)際情況

4.1 利用現(xiàn)有的避雷帶

當(dāng)BTS所在的大樓有較可靠的屋頂避雷帶、防雷接地及工作接地時(shí)，BTS的接地應(yīng)利用大樓現(xiàn)有的接地裝置，但必須測(cè)試其接地電阻值。如果測(cè)試結(jié)果不符合要求，應(yīng)增加接地體，使接地電阻滿足≤5Ω的要求；如果大樓的防雷接地與工作接地分設(shè)接地體，而且經(jīng)實(shí)際測(cè)試防雷接地裝置的接地電阻大于工作接地電阻時(shí)，應(yīng)增加接地體，使其阻值降到與工作接地的電阻相同或更小一些。天線、天線桿/塔、饋線及屋頂走線架與屋頂避雷帶做可靠的連接，連接點(diǎn)不能少于兩點(diǎn)。如果天線附近沒(méi)有避雷帶，則專(zhuān)設(shè)下引線沿外墻引至接地體，不要引入機(jī)房的接地排上。

4.2 大樓沒(méi)有避雷帶

當(dāng)所在大樓沒(méi)有現(xiàn)成的屋頂避雷帶時(shí)，應(yīng)架設(shè)一定數(shù)量的避雷針，使天線頂端處于避雷針的保護(hù)角之下，并同時(shí)將避雷針接地線直接引至樓下接地體。

4.3 BTS設(shè)有天線鐵塔

當(dāng)BTS設(shè)有鐵塔時(shí)，常采用三合一（即聯(lián)合接地）系統(tǒng)。一般都把整個(gè)機(jī)房設(shè)計(jì)在鐵塔的避雷保護(hù)范圍之內(nèi)，機(jī)房頂可以不設(shè)避雷帶，但機(jī)房四周仍需埋設(shè)一閉合接地環(huán)。天線的同軸電纜必須安裝在鐵塔體內(nèi)，以防止大電流貫穿同軸線。接地時(shí)需用大截面導(dǎo)體，才能達(dá)到電阻低、熱量高、引線電感小、趨膚效應(yīng)也小的要求。

5 移動(dòng)通信基站的防雷與接地

5.1 供電系統(tǒng)的防雷與接地

第一，由于供電傳輸線路長(zhǎng)、架空傳輸，并且試驗(yàn)證明雷電波的最大能量的諧波分量分布在工頻附近，所以雷電波極易從供電線路耦合進(jìn)入，且耦合度很高。因此，電源線路上的防雷與接地就尤為重要。

第二，移動(dòng)通信基站的交流供電系統(tǒng)應(yīng)采用三相五線制供電方式。進(jìn)入移動(dòng)通信基站前或電力變壓器高壓側(cè)的供電線路應(yīng)會(huì)同當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)妥善處理。進(jìn)入移動(dòng)通信基站的低壓電力電纜宜從地下引入機(jī)房。

第三，普通基站供電線路的防雷處理。考慮電源避雷器殘壓的影響，移動(dòng)通信基站的220/380V應(yīng)進(jìn)行多級(jí)過(guò)電壓防護(hù)。①當(dāng)220/380 V供電線路進(jìn)入基站時(shí)，首先在進(jìn)站后的第一配電處進(jìn)行第一級(jí)避雷保護(hù)，技術(shù)參數(shù)要求：響應(yīng)時(shí)間≤25 ns；雷電通流量≥100 kA（雷電沖擊電流波為8/20 us）；殘壓峰值≤2.6 kV（放電電流為5 kA等級(jí)）；損壞告警指示、監(jiān)控觸點(diǎn)；為防止避雷器件損壞而造成短路故障，避雷器輸入端應(yīng)設(shè)空氣開(kāi)關(guān)，容量≥80 A。為便于觀察和統(tǒng)計(jì)雷擊發(fā)生的情況，應(yīng)安裝雷擊計(jì)數(shù)裝置。②在機(jī)房?jī)?nèi)配電箱的輸入端加裝相應(yīng)的第二級(jí)電源避雷器，技術(shù)參數(shù)要求：響應(yīng)時(shí)間≤25 ns；雷電通流量≥40 kA（雷電沖擊電流波為8/20 us）；殘壓峰值≤1.3 kV（放電電流為5 kA等級(jí)）；損壞告警指示、監(jiān)控觸點(diǎn)；為防止避雷器件損壞而造成短路故障，避雷器輸入端應(yīng)設(shè)空氣開(kāi)關(guān)，容量≥80 A。③在第一級(jí)和第二級(jí)電源避雷器之間的供電線路應(yīng)有10 m以上的間距，間距達(dá)不到時(shí)，應(yīng)加裝退耦器件；站內(nèi)只有一處配電時(shí)，宜優(yōu)先選用兩級(jí)合一的復(fù)合型避雷器。④移動(dòng)通信基站使用高頻開(kāi)關(guān)電源時(shí)，應(yīng)選用裝有電源避雷器的產(chǎn)品，其直流配電輸出端應(yīng)依據(jù)基站實(shí)際需要，選擇性地加裝直流電源避雷器。

第四，電源避雷器的接地：①對(duì)于第一級(jí)避雷器，如果供電線路為T(mén)N-S三相五線或單相三線制，則應(yīng)將PE線作為避雷器接地線；如供電為T(mén)N-C三相四線或單相二線制，應(yīng)改為T(mén)N-C-S局部三相五線或局部單相三線制，將N線重復(fù)接地，再?gòu)慕拥攸c(diǎn)并接一條新的PE線，同時(shí)作為電源避雷器的接地線。②機(jī)房?jī)?nèi)的交流配電箱處應(yīng)實(shí)行三相五線制或單相三線制，或是如上條所述的局部三相五線，其中的PE線接配電箱及電源第二級(jí)避雷器接地線；不是三相五線或單相三線時(shí)，應(yīng)從機(jī)房地網(wǎng)匯集排單獨(dú)引出地線作為PE地線。③直流避雷器的接地線可直接接機(jī)房接地匯集排。④電源避雷器的接地線應(yīng)盡量短、粗，可根據(jù)長(zhǎng)短選擇16～35 mm2多股銅線，連接必須可靠。

注意：如果供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)過(guò)大、需要加裝穩(wěn)壓器時(shí)，宜裝在第二級(jí)電源避雷器之前。

5.2 機(jī)房?jī)?nèi)的地線布置

第一，機(jī)房?jī)?nèi)的工作接地、保護(hù)接地、走線架、避雷器等可共用一個(gè)室內(nèi)接地匯集排。各接地線宜短、直。

第二，有條件的基站可建設(shè)成環(huán)狀的接地匯集排，并通過(guò)至少兩條接地引入線，從相距大于5 m的機(jī)房地網(wǎng)引接點(diǎn)引出。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)等時(shí)代前沿科技的發(fā)展，移動(dòng)通信基站的設(shè)備也在不斷革新，接地技術(shù)也在不斷完善，這給移動(dòng)通信基站的相關(guān)工作人員提出了更高的要求。因此，在實(shí)際的工程中，我們要潛心研究，充分認(rèn)識(shí)雷電可能入侵的途徑，從而采取更為切實(shí)有效的綜合防護(hù)措施，真正防止雷擊事故的發(fā)生，為移動(dòng)通信事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。