无线通信基站防雷设计研究

陈君

摘要：无线通信基站能否正常工作直接影响着通信的运营情况，而无线通信基站绝大多数置于露天环境中，容易受到大自然的破坏，特别是雷电的危害最大，所以需要对基站进行防雷和接地设计。本文首先介绍了无线通信基站的特点，根据其特点做了无线通信基站综合防雷设计思想，最后分析了防雷设计和接地技术的相关内容，希望能对业内人士有一定参考价值。

关键词：无线通信基站；防雷设计

前言

无线通信技术在不断发展并广泛应用的过程中，不仅使人们信息化水平得到了提高，还在很大程度上为人们的生活、学习、工作带来了便利。而无线通信基站作为信号发射、传输、中继、接收等的重要设备，因其部署通常都在街头、旷野、楼顶等位置，很容易受到雷电的袭击，在一定程度上对电信网络的正常运行造成了影响。据相关调查表示：无论是全国无线通信建设还是运营企业基站，雷击都会对这些设备造成损坏，雷电侵入到通信设备的供电系统中会引起电压过高，导致通信系统心脏被击穿，严重威胁着通信系统的接入设备，如果没有进行及时的维护，极易导致无线通信的中断。我们通常将多种雷电袭击的综合反映称为雷电袭击。在建设无线通信基站的同时需要严格做好防雷措施，达到雷电的综合治理、合理均压、联合接地等效果，从而确保基站的防雷功效足够强大。

1.无线通信基站的特点

无线通信基站具备以下几个基本特点：

1.1地理位置

城区中通常将基站设置于建筑物高且大的楼层上，而乡村和郊区等地通常设置在山区和相对开阔的地方。

1.2机房条件

不管是乡村还是城区，建设在非专用通信建筑内的建筑通常不具备防雷实施的要求，不仅包括了地网，内外部防雷装置等，都无法满足其要求。除此之外，通常机房面积较小，不利于多级防雷方案的实行。

1.3交流电源

尤其是在山区和乡村地区，绝大多数机房的交流供电都是通過户外架空来引入。

1.4通信信号

无线通信基站设备在通信线路上，也多以户外架空引入为主。

2.无线通信基站综合防雷设计思想

无线通信基站主要由电源系统、接收系统、发射系统、天线馈线系统、中继传输系统等组成的综合性系统。实施防雷主要为确保各系统问都能够正常运行，不会遭受到雷电的破坏和干扰。无线通信基站主要通过等电位连接来达到防雷的目的，通常在不同防雷区界面上来选择等电位连接的位置，而雷击所带来的能量借由接地系统导入到大地。不同的防雷区之间所产生的电磁强度也有一定的差别，除了直击区，内部防雷区容易因电磁衰减而造成雷击电磁强度同外部防雷区有所差别。所以，需要做恰当的屏蔽措施，能有效防止雷电电磁脉的进入，而穿越防雷区界面的线路也就成为了雷电侵入的主通道，因此，将穿越防雷区界面线路防雷工作做好是达到整体防雷的重中之重。当然雷电电磁脉冲进入内部防雷区的渠道除了电磁感应和线路入侵外，还有接地系统。当地网附近出现雷击时，雷电流经由接地线进入大地，而地网瞬间产生的高电位容易借助接地线冲击设备，从而导致设备的损坏。

综上可知，综合防雷包含了避雷器、避雷针、屏蔽、接地以及其他有利于将雷电流合理并安全地引入到大地的措施，综合防雷集合了分流、均压、接地、屏蔽四项技术。而部分基站并非标准的机房，属于普通建筑物或者租借的，因此难以达到接地和屏蔽的要求，若进行再次整改，加强屏蔽也难以实现。此种情况下就需要恰当的安装避雷器，通过对接地系统等角度的改善来解决雷击电磁脉冲问题。

3.无线通信基站防雷设计

对于无线通信基站来讲，雷电能够对其造成巨大的破坏，而目前科技还未达到能够自主消灭雷电的地步，所以在建设无线通信基站的过程中需要进行相应的防雷设计，充分运用雷电自身所具有的特性来达到降低雷电对设备破坏的目的。无线通信基站防雷设计主要运用的技术有雷电屏蔽技术、等电位连接技术、接口保护技术等，通过这些防雷技术能有效对无线通信基站进行综合防护。

3.1雷电屏蔽设计

运用无线通信基站电磁屏蔽功能，采用导电材料能极大地降低交变电磁场方向，减少雷电给基站带来的穿透力，从而达到雷电屏蔽的目的。雷电本身是一种十分强大的交变电流，而雷电在传输中将会产生巨大的交变电磁场，进行雷电屏蔽设计能有效运用屏蔽技术对电磁场进行屏蔽，从而确保无线通信设备能够正常运行。

3.2等电位连接设计

进行等电位连接设计主要是将无线通信基站设备置于金属类导电管道中，一旦发生雷击就会出现高电位物体，而设备外部的金属管道能有效与高电位物体形成连接。此外需要让无线通信基站装置设备和可导电物体在点位上达到一致，避免因外部电位过高而出现电击的情况。

3.3接口保护设计

无线通信基站接口角比较多，不仅包含电源、信号的接口，还包括了接地和馈线等接口，雷电能通过这些接口对基站正常运行造成影响。为减少或者避免各接口问因电压而影响运行的情况，可将各接口做防护设计，而进行防护设计能有效降低各接口之间的电位差。例如电源接口处可运用40KA的氧化锌SPD、32A的空气开关作为保护，实现一级过电压保护。

整体来讲无线通信基站防雷设计在优化原则上主要表现在两个方面：一方面是正确选用避雷塔、避雷针、避雷带，达到防止直击雷的目的，从而避免基站因直击雷而导致火灾事故的发生，使得设备无法正常运行的情况。另一方面是选用性价比高的保护装置，能有效隔住雷电波的入侵和雷电感应，从而使通信在雷雨天气也能正常运行。

结语

通常情况下无线通信基站是置于露天的环境中，而雷电的进入就极易导致通信传输出现中断的情况，甚至带来更为严重的信号传输事故，因此无线通信基站的防雷设计就格外地重要。充分运用雷电屏蔽技术、等电位连接技术、接口保护技术、绝缘配合技术、馈线接地技术、低压电缆技术等进行防雷接地设计，能有效确保通信基站的正常工作，保障无线通信设备的良好运行，提高通信传输的可靠性。