研究移动通信基站接地系统的构成和雷电防护措施

袁玖仁

（中国铁塔股份有限公司湘潭市分公司，湖南 湘潭 411100）

我国移动通信行业不断进步，在发展过程中需要明确不同产业的发展要求，提升整体覆盖率。通信基站设备受到雷击损坏的概率也加大。如果移动通信信号覆盖效果发生较大变化，则可能是基站设备存在故障，调查可知其中70%以上是由于雷电过电压侵入导致的。良好的电源系统是通信基站正常运行的关键，因此在防雷过程中，通信基站电源系统的防护很重要。

1 防雷接地系统的基本要求

1.1 接地电阻的要求

接地电阻是实现电流泄流的关键所在，在电阻值确定的过程中，针对土壤参数和接地电阻值的变化等，需要进行通信基站基座的合理设定。根据设施的不同应用情况，电阻的合理设定是关键，在接地设计中，对参数设计有严格的要求，在通信基站设计中，需要掌握参数值，通信基站基座≤4 Ω，天馈线金属屏蔽层≤4 Ω，信号避雷器≤10 Ω，电源避雷器≤4 Ω，安全保护地≤4 Ω，通信机房≤1 Ω。综合接地设计指的是基础接地体和其他接地体相互连通后形成的一个公共地网。根据电子设备的工作接地设计和逻辑接地系统等可知，在整个设计中需要了解建筑物防雷接地设计的具体要求，确保有效性。防雷接地系统设计模式有突出的作用，在整个过程中需要明确的是接地网的类型，此外在防雷设计以及电源地和其他工作面等，有效进行预设，形成一体化的管理方式，进而实现零电位平台的有序建设，促进进步。

1.2 天线防护处理

通信基站的天线需要收发电磁波，工作人员要做好特定区域的强度测定工作。雷击电磁场强度变化大，则可能出现错码和误动等现象，结合《数据中心设计规范》（GB 50174—2017）要求，磁场干扰强度不可超过800 A/m，在实际情况中，天线所处的磁场强度超过要求后，会出现永久性损坏，需引起关注。

屏蔽措施有两种，其一是天线内侧屏蔽，在铁塔上下包裹钢片进行接地处理，此类方式适应范围广。其二是采用避雷系统进行屏蔽预设，将避雷针和铁塔进行冲击电压调整，合理敷设，下线的设计也很重要，避雷针底部采用钢板屏蔽，专用引下线采用钢管屏蔽，可以实现接地处理[1]。

1.3 接地装置设置

在系统设计的过程中，由于接地网的预设存在差异，所以在接地网瞬间电位差预设的过程中应做好关键数据分析。假设雷电冲击波比较大，交流电源送进来后，雷电的瞬间电压提升。设备中电路板分别和电源、通信系统以及外壳等连接，在区域高电压设计的过程中合理实施雷电防护。如果采用的是共用的接地设计方式，在电阻高电压预设的过程中，需要同时进行各系统接地线处理，不同的设备接地系统存在不同的类型问题，在预设过程中需要提供对应的连接电阻值，显示接地系统连接。一般情况下功能性接地电阻属于工频接地电阻，电子系统的功能性接地设计超过最高电流，在高频条件下，接地阻力的预设很重要，一般情况下，如果频率值提升，推测阻抗力增加[2]。

2 基站电源系统的雷电电压防护

电源系统本身比较稳定，在运行过程中，如果系统正常，雷电会造成巨大危害，对通信基站造成的危害因素进行分析得知，基站遭受到雷击后，数据随之变化，要求结合参数变化进行防护。考虑到信息产业行业标准的通信系统要求，需合理选择防雷开关型。在电源系统中，如果存在雷电侵入波，则需要沿着电力电缆侵入路线实施，其中A级SPD相对比C级SPD先动作，合理操作后达到保护的目的。采用行波理论模式进行分析，在电缆中的传播速度控制很关键。B级和C级SPD属于限压型，响应时间大约是25 ns，但是兼顾到实际响应时间误差和具体动作等，需要进行线缆长度确定。结合信息产业部的行业指标可知，上一级的SPD和次级的SPD采用的是限压型，两者之间的电缆线间隔超过5 m。在机房变压器应用中，不同的防雷预设方式起到重要的作用，依据低压埋地电缆设计形式可知，必须注意的是内部环境分析，尤其是在城区建设的过程中，基础建设是关键，在电缆埋设的过程中，本身影响因素、变量因素多，在城区建设中需要掌握基础站点建设的流程和要求。在埋设的过程中城区建设合并关键，电缆预设方式存在很多的困难，架空输电线路的过程中，普通的电缆更换为铠装电缆，在应用中可以对接线两端实施处理。以变压器实际处理作为基础，在变压器处理中，高压变化大，电力公司在整体管理中掌握雷电负载情况，只有实施合理防护，才能提升优势。在放电管间隙保护的过程中，和交流配电箱并列安装[3]。基站机房内部两级防雷示意图中电表箱、交流配电箱和交流配电单元等相互联系，详细的预设流程如图1所示。

图1 基站机房内部两级防雷示意图

移动通信基站天线、机房布置在宾馆、饭店等建筑内，利用该建筑实施综合接地处理。移动通信机房内的各种接地线路有效应用从形式上分为不同类别，机房地网由建筑物基础和外围环形等组成，机房基础接地处理很重要，需要将地桩主钢筋与环形接地体焊接连通。一般情况下，在当前钢管预设的阶段，需要确定的壁厚以及深度等，在各个过程中需要注意的是垂直接地系统的预设，长度设计是重点，一般情况下在2倍左右，在地域网设计中，进行整合性分析[4]。

结合通信局电源系统的数据测定结果可知，一般情况下采用10 kV高压模式引入，在专用的变压器设计中，移动通信机房内的有效预设形式实现的是共网建设，在形式设计中，从阶段性角度入手，确保接地线路的稳定。此外在环形设计中，沿着机房建筑进行敷设垂，在钢筋焊接的过程中，机房接触接地处理具备地桩，能符合焊接要求[5]。

在防护设计中基站接地系统的合理处理也是关键，一般情况下，移动通信站采用的是金属部件和钢管接地模式，需要进行接地系统的及时更新、合理防护。在当前基础上，需要创建另外一个接地系统，两个接地焊盘为一体，确保可靠的移动通信基站接地。

在实施阶段，需要注意的是明确基站天线、机房布置等方面情况，在建筑物内，可以充分利用现有网络系统，实现接地处理。如果基站不能充分利用，则在建筑物接地设计中。

必须注意的是组成分析，在各个建设过程中掌握接地线路的类型，实现有效处理。在移动通信机房内以各类接地设计形式作为基础，不共母线的设计形式，可以从外围环形方面入手，合理进行接地分析。环形接地体的设计主要是沿着散水点进行敷设，在机房基础接地的横竖系统设计中，沿着建筑物散水点进行，机房的基础设计形式实现的是整体连接，依据主钢筋和环形接地焊接情况等，在接地处理中，水平方向的预设是关键，一般不＜40 mm×4 mm热镀锌，在埋设过程中进行深度调整，一般情况下，垂直的长度大约壁厚度不＜3.5 mm，垂直接地设计的过程中，确定热镀锌角钢，在钢管设计中，一般在2倍左右，地网的四角处设计必须接近地体。一般情况下在雷电防护体系设计中，考虑到防护机制的实际情况，在钢管使用的过程中，低压电缆进入机房前必须埋地敷设，埋地长度不宜＜15 m，即A级SPD和B级SPD之间的电缆长度＞15 m。低压埋地电缆应选用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地引入机房，在后续设计中，考虑到实际管理因素和电力电缆的穿钢管埋设情况等，在两端确定进度，一般情况下，机电网络和房地网是连接的，在特别的区域内，基站设计一直是重点。在建筑物内，雷电流入到大地后，需要确保电压的平衡和稳定，避免出现过电压的现象，在建筑物内确定屏蔽点，确保建筑本身有良好的接地，在内部防护设计中，通信系统设备通过电流的内部电力电压进行保护，在测量电位的阶段，需要合理实施布线选择，确保过流合理性，只有合理预设，才能符合要求。

3 结语

近些年来，计算机系统以及其他尖端技术的不断发展，在移动通信基站的管控过程中，需要明确雷电防护的内容和要求，为了避免雷击事故的出现，在整个过程中需要研究入侵雷电的类型，采取合适的保护措施，避免对行业发展造成制约。接地系统的合理化预设比较重要，在防护和管控阶段，具备完善的保护作用，在防护处理过程中，工作人员创新和落实，确保防护指导的合理性。