无线通信基站防雷设计与接地技术运用研究

贾龙广

（杭州友华通信工程设计有限公司，杭州 310000）

无线基站作为实现移动通信、数据传输的基础设施，在当今各个区域都起到非常关键的作用。无线通信基站可以实现移动设备的信号发射与接收、数据传输、中继等功能，为了保证信号质量，多数基站都会设置在楼顶、街头、旷野等地势较高的场景，这也提高了基站的电击率。雷击问题会直接造成无线基站受损，受到雷击之后基站设备内部电压会骤然升高，造成短路、烧毁等事故，对移动信号质量、人们生命安全以及运营商的固定资产造成严重影响，如果不采取相关措施，会频繁造成信号中断、设备损坏等后果，影响用户服务质量。因此需要做好基站的防雷设计，并合理应用接地技术。

1 无线通信基站防雷设计

1.1 接口保护

无线通信基站内部结构十分复杂，作为一种技术性较高的通信基础设备，在基站设计当中都留有很多的接口，包括电源接口（提供动力）、信号接口（传输信号）、接地接口（防止雷击）、馈线接口（连接设备）等。这些接口都发挥着十分重要的作用，但是这些接口位置也是容易遭到雷击的部位，如果接口受到雷击会直接影响基站正常工作。所以需要加强接口保护工作，减少各个接口之间的电位差，实施一级过电压保护。

1.2 等电位连接

从本质上说，如果导体两端形成了电位差就会让电流传递，所以想要降低雷电对基站的影响，需要利用电位差原理，采用等电位连接手段。在实际操作过程中，需要将基站接地线统一用电器连接起来，此时基站就是一个等电位体。等电位体连接基站的开关装置、导电体，这样即使受到了雷电影响也不会产生明显的电位差，保证基站的防雷性能符合标准。

1.3 雷电屏蔽

雷电屏蔽技术利用了基站电磁屏蔽作用，采用导电材料对交变电磁场进行控制，从而降低雷电对基站的穿透力，避免相关设备被雷电击毁。雷电可以划分为热雷电、锋雷电、地形雷电，并且电流、电压非常大。并且这些雷电周围会直接生成强大的电磁场，磁场与电流量成正比，所以在雷电传递中会产生非常大的交变磁场。这就需要采用雷电屏蔽技术降低雷电的影响力，选择符合基站雷电屏蔽要求的屏蔽器即可满足要求，降低雷电对通信设备的负面影响。还需要选择较为经济实惠的浪涌装置，避免雷电感应以及雷电波影响造成通信中断。

2 接地技术在无线通信基站中的应用

2.1 铁塔馈线接地

越高的位置发生雷击的几率就越高，由于基站塔桅常位于较高位置，且高出周围建筑物，因此避雷装置也需要安装在铁塔的最高处。因此，铁塔馈线接地的作用就是在高处引导雷击，这样雷电会直接击中避雷装置，电流、电压会沿馈线接地线经防雷地网传输到大地，减少雷击对通信设施的影响。在实施过程中，对沿铁塔敷设的馈线要进行馈线屏蔽层接地，接地线连接至铁塔地网及机房室外防雷地网，以实现线缆接地的作用。馈线与信号塔之间需保持一定距离，避免二者距离过近而造成电磁干扰影响通信信号。

2.2 高层顶塔防雷接地

通常情况下，楼房顶塔基站都会设置在写字楼、居民楼、酒店等高层建筑当中，塔桅常位于建筑物顶部。基站塔桅需要与楼顶避雷带接地焊接连接以及与楼顶避雷网预留接地端口连接，还可以与建筑工程自然接地体连接（建筑金属管道、钢筋等），这样即可将雷电电流分流，减少对基站的负面影响。在实际应用当中，可以将铁塔接地网延伸到塔基四角的1.5m远距离，网格尺寸通常不大于3*3m，将塔基四角设置为封闭形式，选择塔基地桩两根（及以上）柱钢筋作为垂直接地体，铁塔延伸部分可以和基站机房地网之间相隔4m左右相互焊接，连接点为2个（及以上）。

2.3 低压电缆引入接地设计

根据行业相关技术标准与要求，无线通信基站交流供电系统中可以使用专门的变压器，是一种三相五线制的供电方式，基站用电负荷较低，通常只有20kW，所以基站往往不配备变压器，直接连接低压电缆即可运行。在电缆接地设计当中，所接入基站的低压电缆规格需要按照长度等级划分，其主要表现在：（1）100m以内采用ZR-RVVZZ-5*25；（2）100m以上选择ZR-RRVVZZ-5*25。所有的低压电缆都要完全的埋入到地下，深埋长度要＞15m，深埋深度要≥0.7m，铠装电缆金属防护层就近和地网连接，电缆走线要避免出现交叉、缠绕，确保可以直观观察到连接点和接入点，同一根电线还需要做好标识，电缆可以直接敷设在建筑物的强电井中，也可以沿机房走线架走线。如果电缆设计在建筑外部，则要采用PVC管保护，线缆穿墙需要采用保护套、防火材料，避免线缆长期使用被损毁、损坏。再者，变压器地网要与机房地网、铁塔地网保持一定距离再焊接，确保能够和周围地网形成封闭模式。

3 结束语

总行所述，无线通信基站作为传输/接受无线信号的重要设备，由于是露天建设因此容易遭到雷击影响，轻则中断信号、重则损坏设备，这就需要做好基站的防雷设计工作，综合采用接地技术，从而确保基站可以正常工作，减少运维成本，保证通信服务质量。