陳文銳，張鵬飛，藍維旱

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210000 ）

0 引 言

在經濟快速發(fā)展的過程中，民眾的物質生活水平發(fā)生了極大的改變，需求也變得更為多樣，其中通信需求是新時代背景下民眾最為關注的重要需求之一。無線通信基站的建立是無線通信質量提升的重要保障。在建設無線通信基站時，必須要遵循基站防雷接地設計相關的一些要求與規(guī)定，國內各個通信公司在建設無線通信基站時所面對的實際情況各不相同，這就需要各個通信公司必須科學嚴格地要求與規(guī)范。引發(fā)通信中斷的原因有很多，其中雷電災害引發(fā)的通信終端會給通信公司帶來非常嚴重的損失，同時也會給民眾帶來生活和工作上的各種不便，甚至還可能引發(fā)無法估量的損失與影響。所以，分析無線通信基站電子設備防雷與接地技術，對于基站電子設備在雷電天氣保持正常運行始終具有重要價值。

1 無線通信基站概述

無線通信基站又叫基站，屬于無線電臺站的一種形式，其在被無線電覆蓋的一定區(qū)域內，利用無線通信交換的中心和移動電話終端完成信息傳遞的無線電收發(fā)。建設無線通信基站的意義是非常大，是組成我國重要信息化設備的重要內容[1]。隨著信息網絡技術的發(fā)展成熟，通信網絡朝著分組化和數據化不斷發(fā)展。在信息網絡技術快速發(fā)展的背景下，我國的通信基站也將得到寬帶化發(fā)展，同時覆蓋面積也將越來越大。建立無線通信基站主要是為了提供更大范圍的無線覆蓋，最終完成無線終端與有線通信網絡之間的連接，實現(xiàn)無線信號的穩(wěn)定傳輸。在無線通信基站中，通信信號實現(xiàn)傳輸的流程如下。

首先，在網絡技術的支持下，核心網的控制信令及數據業(yè)務等向無線通信基站進行傳輸。其次，在無線通信基站中，接收基帶信號和射頻信號等通信信號進行相對應的處理與分析，并利用射頻將分析之后的結果傳至天線上并發(fā)送出去。最后，在無線信號的支持下，終端接收無線電波后進行相應的解調，最終解調出自己可以讀懂的信號與信息[2]。

從無線通信基站傳輸信號的方向來看，有正方向與反方向兩種，上面所舉出的例子是無線通信基站正方向傳輸信號，反方向傳輸信號和正方向傳輸信號的過程基本類似。不同基站具有不同的連接方式，根據具體的連接方式，技術人員可以將其涵蓋一個扇區(qū)或涵蓋幾個扇區(qū)。這里所說的扇區(qū)是指覆蓋的范圍，對于用戶較為集中的地區(qū)，必須要控制覆蓋范圍，避免無線通信基站之間出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象[3]。從物理結構來看，無線通信基站主要由基帶模塊和射頻模塊兩部分組成。其中基帶模塊的功能有很多，如調制與解調基帶、分配無線資源、控制功率、呼叫處理以及軟切換等。

2 無線通信基站運用防雷設計與接地技術的必要性

在新形勢下，國內格局的演變速度非常快，為了保障無線通信數據的穩(wěn)定高速傳輸，無線通信基站迎來了快速建設發(fā)展的時期，這是因為無論發(fā)射信號還是接收信號都需要在無線通信基站的支持下完成。無線通信基站的價值和影響力都是十分巨大的。當前民眾認識到，在無線通信基站進行建設的過程中存在很多復雜的現(xiàn)實問題，頻繁發(fā)生的無線通信基站電擊事件并不是偶然，因此相關工作人員及社會大眾都要關注并認真對待這類問題。在新理論、新技術以及新設備不斷涌現(xiàn)的今天，相關工作人員要積極學習掌握這些最新的理論知識與技術技能，并成為無線通信基站建設過程中的活躍因素，這也促進了研究設計工作重要性的進一步提升[4]。

通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，每一個區(qū)域內都有無線基站的存在，數據的傳輸正是在這些無線通信基站的運行下實現(xiàn)完成的。通常情況下，使用移動設備來發(fā)送接收信號也是在無線通信基站的支持下實現(xiàn)的，這也說明了無線通信基站的價值非常大。無線通信基站一般都被設置在曠野等地勢比較高的地方，這在很大程度上增加了基站受到雷擊的可能性。無線通信基站一旦受到電擊就會引發(fā)短路燒毀等事故，當基站受到損傷時，無論是接收移動信號還是發(fā)送移動信號都會受到影響，民眾之間的交流不能通過移動設備來實現(xiàn)，生活與工作也都將受到影響[5]。為了避免這一問題的出現(xiàn)，相關設計工作者要積極主動開展對無線通信基站防雷的設計工作，將處理好問題作為出發(fā)點與落腳點，保質保量地開展好無線通信基站電子設備的防雷設計及接地技術工作。

3 無線通信基站電子設備的防雷設計

3.1 雷電屏蔽設計

雷電是一種強交變電流，這種電流在流動過程中會形成超強電磁場。輸電線雷擊過程如圖1所示。屏蔽技術是借助基站對電磁具有屏蔽功能，利用導電材料盡量減弱電磁場強度，進而將弱雷電的穿透破壞能力降至最低，確保無線通信基站電子設備的運行不受到危害和影響[6]。由于金屬網或金屬罩具有良好的屏蔽功能，因此在房內設備、基站機房、信號電纜以及電力電纜上會對其進行運用。

圖1 輸電線雷擊過程

3.2 等電位連接設計

該設計是將基站電子設備置于金屬材質的管道內，一旦遭受雷擊就會產生高電位。金屬材質的管道作為基站電子設備的保護殼可以與高電位物體進行連接，確?；狙b置設備與一些可以導電物質的電位一致，避免外部電壓高而導致出現(xiàn)電擊現(xiàn)象，為無線通信基站運行的安全性與穩(wěn)定性提供了保障。等電位連接設計如2所示。

圖2 等電位連接設計

3.3 接口保護設計

在建設無線通信基站的過程中有大量的接口，如信號接口、電源接口以及接地接口等。一旦出現(xiàn)雷電天氣，雷電就會通過無線通信基站內存在的接口來影響基站的正常運行，所以工作人員要消除或盡可能降低每一個接口的電壓，對基站內的各個接口啟動有效的防護措施。針對接口進行防護設計時，工作人員要確保將接口之間所存在的電位差及中線間存在的電位差降至最低。無線通信基站內存在很多電源接口，工作人員可以通過空氣開關的方式來對其實施保護，這樣有利于保證整體電壓的穩(wěn)定性。

4 無線通信基站電子設備的接地技術分析

4.1 將饋線安裝于基站鐵塔上接地

在基站鐵塔上布置和設計饋線時，必須要在通信基站的上方、下方以及機房入口位置以就近原則完成接地。當鐵塔高于60 m時，需要在鐵塔的中間位置加設一個能和基站鐵塔進行連接的連接點，而室外走線架的起始端與結束端要連接避雷針、地網以及接地線等設備[7]。

4.2 基站房頂設置輕型樓頂塔的防雷接地

無線通信基站通常都會設置在較為空曠的環(huán)境之中。鐵塔一般都在機房頂部，其四角與樓頂避雷帶的接地端連接在一起，也可以與樓頂避雷網預留的接地端焊接連通在一起。此外，在機房的四角還可以設計成輻射式接地體，有效分流雷電，進而降低基站遭受雷電破壞的可能性。通信鐵塔的接地網與塔基四角的距離要控制在1.5 m之內，網格邊長和網格面積要分別控制在3 m和9 m2之內[8]。需要強調的是，塔基四角設計屬于封閉式設計，在對塔基地樁進行選擇的過程中，需要選擇至少兩個柱鋼筋來對鐵塔進行支撐。鐵塔與通信基站機房地網要在相隔3～5 m的位置進行焊接連通，連接點必須要多于兩個[9]。

4.3 基站引入低壓電纜時的接地設計

相關法律法規(guī)針對接地技術進行了明確規(guī)定并提出了具體要求，在建設無線通信基站時，要注意交流電供電系統(tǒng)必須使用專門的基站電力變壓器，運用三相五線制供電方法。通常情況下，無線通信基站所使用的電負荷容量功率是20 kW，用電負荷并不大，在無線基站內并不需要應用變壓器，只要直接在基站內引入低壓電纜即可。在具體操作中，無線通信基站引入低壓電纜時要結合電纜的實際長度來對其具體劃分，長度不同，所選用的電纜規(guī)格也存在差異性。低壓電纜需要整體埋入地下，埋地的深度與長度也有相應的要求。通常情況下，埋地深度要超過70 cm，而埋地長度要大于15 m[10]。與此同時，電纜走線過程中，要設置明顯的標識。在建筑物的強電井中可以設置電纜，在機房的內部走線架上也可以設置電纜，但如果將電纜置于建筑物外圍則需要用PVC管來保護電纜，電纜需要穿墻時必須要做好相應的防護工作，避免損壞電纜。

5 結 論

如今，我國經濟及科技的發(fā)展形勢較好，這將是民眾生活質量提高的重要保障。信息網絡技術的發(fā)展豐富了民眾的生活，提高了民眾的工作質量及工作效率。在科技快速發(fā)展的背景下，信息網絡技術的擁有得到了普及，各行各業(yè)都在信息網絡技術的支持下得到了快速發(fā)展。對于無線通信基站來說，只有妥善解決因雷電原因而造成的不利影響，才能保證無線通信基站價值的充分發(fā)揮，而防雷接地技術的研發(fā)與應用可有效解決這一問題，滿足人們對通信的需求。防雷接地技術的應用有效解決了很多無線通信基站面臨的現(xiàn)實問題，接下來，相關技術人員還要不斷開展研究工作，為我國通信行業(yè)的發(fā)展保駕護航。