移动通信防雷知识

2024-05-03

移动通信防雷知识(精选6篇)

篇1:移动通信防雷知识

摘要:在现代化社会发展的过程中,移动通信行业凭借着微电子技术、通信电子技术的发展而不断发展起来,其移动通信基站也遍布于我国各个地区。

正因为分布范围广,因此极易受到外界恶劣环境的影响,尤其是在打雷的时候,移动通信基站必定会受到严重的影响,导致通信设备无法正常的工作,最终造成巨大的经济损失。

本文就移动通信基站中通信防雷措施进行全面的分析,以供参考。

篇2:移动通信防雷知识

提出了移动通信基站雷电防护的具体措施。

认为移动通信基站的雷电防护应作为系统工程来考虑在具体的防护技术上,应采用“分流一均压一屏蔽一接地”综合防雷技术,以防止雷电及雷电电磁脉冲危害。

并有效地解决雷电磁兼容性问题。

关键词:移动 通信基站 雷电防护 技术

1 引言

移动基站的整体防雷工程是一项要求高、难度大的综合工程,涉及多方面的因素,需要针对不同的系统分别加以保护,又要考虑多个系统的协调工作,在工程中不能造成对系统的任何影响。

移动通信基站大多都处在高山上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,极易造成雷击。

山上土少石头多,接地电阻很难降得很低,有的站达20Ω-30Ω,使雷电流的泄放造成很大困难。

也有的站地线没有形成一个环形封闭网,难以做到电位均衡。

因此多数高山移动基站均不同程度的遭受过雷击。

2 基站整体防雷

根据防雷分区的概念可以知道,不同防雷区之间的电磁强度不同,除直击区外,内部防雷区因电磁衰减而与外部防雷区的雷击电磁强度不一样。

(1)接闪器

大部分天线的防雷措施,主要是在通信铁塔上安装避雷针,这种方法经济、简单。

基站天线通常放在铁塔上,天线安装位置应在避雷针的防护范围内。

避雷针应架设在铁塔顶部,与铁塔焊接,并做好焊点防腐处理。

避雷针的架设高度按滚球法计算,滚球半径应符合所选择的防雷体系的保护等级,避雷针宜采用圆钢或钢管组成。

(2)引下线

有铁塔的基站,铁塔本身就是金属导体完全可以用作引下线,因铁塔已良好接地,塔身截面足以安全通过雷电流。

所以,只需接闪器与铁塔有良好的电气连接(焊接),并做防腐处理,即可彻底保证雷电流及时导入大地。

3 电源系统的避雷与过压保护

通信电源是通信系统的“心脏”,做好通信电源的防雷保护是做好整个通信系统防雷工作的重要内容。

对于电源系统的防护,可在该系统中加装过电压保护器,它能在极短时间内释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量,将被保护线路连入等电位系统中,使设备各端口的电位差不超过设备所能承受的冲击耐受电压,从而保护设备免遭损坏。

(1)分级保护

根据设备的不同位置和耐压水平,可将保护级别分为三级或更多。

多级防护是以各防雷区为层次,对雷电能量逐级泄放,让各级避雷器的限制电压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。

第一级保护

在变压器到机房配电屏的电缆芯线应对地加SPD,它可以对通过电缆的直击雷和高强度感应雷实施泄放,将数万甚至数十万伏的过电压限制到数千伏,应根据情况选择较大通流容量的开关型SPD。

第二级保护

考虑到从配电屏到机房配电箱的输电线路,主要是针对电源的次级防雷,也应在配电屏至机房配电箱之问的电缆芯线两端对地加装SPD,用于保护UPS、整流器等设备,它可将几千伏的过电压进一步限制到一点几千伏,可选用通流容量相对较小的限压型SPD。

第三级保护

考虑到可能有残压和高压反击,在通信设备的前端也应对地加装SPD,用于对终端设备的保护,它可将过电压限制到对后级设备没有损害的范围内。

终端设备的防护可采用抑制二极管,它有很高的电流导通能力,当受到瞬态高能量雷电冲击时,可将其两极间的高阻抗变为低阻抗。

(2)级间配合

SPD应设置在任意两个防雷区的交界处,各级SPD的电压等级和通流量等级要与各级可能承担的`雷电能量和各级设备的耐压配合。

篇3:移动通信基站防雷接地

当今移动通信技术发展迅速, 通常, 由于移动通信基站BTS天线位于室外且架设的比较高, 带电的云层会在天线上产生感应电荷。如果天线与大地之间有直流通路, 则电荷可以通过大地泄放, 而不至于积累起来, 从而也不会因感应电荷在天线与大地之间产生高电位差而引起放电。

在干燥的气候条件下, 砂土、雪等与天线的摩擦也会产生静电, 接地有助于减少雷击破坏、静电破坏和人为噪声, 所以对于每种接地通信设备进行良好的接地是很重要的。由于接地系统的质量往往成为避免雷击事故发生的关键, 所以防雷问题往往成为BTS设备安装设计中的一个重要问题。对于山区内孤立山上的BTS, 雷击事件更为频繁, 更应该重视防雷接地系统的设计。

2 防雷接地系统的构成和基本要求

防雷接地系统是由大地、接地电极、接地引入线、地线汇流排、接地配线五部分组成的整体。其中:大地具有导电性和无限大的容电量, 是良好的公共地参考电位;接地极是与大地电气接触的金属带等, 用于使电流扩散入地;接地引线是在接地电极与室内地线汇流铜排之间起连接作用的部分;地线汇流排为汇集接地配线所用的母线铜排;接地配线是连接设备到地线汇流排的导线接地极有垂直打入地下的棒形接地极组 (用扁钢或角钢) 、钢板接地极组和水平辐射的带状接地极, 也有用这几种形式混合组成的复合式地网的。垂直打入地下, 然后用导线连接起来的方式比破土方式好。因为重填的泥土紧密性差, 接地电阻大。此外。铁塔下面的接地电阻应尽量靠近铁塔底部。

接地引线不能用扁平编织线或绞合线, 因为它们容易被腐蚀氧化, 并且有较大的电感和互感, 对泄放浪涌电流不利, 故最好采用镀锌扁铁或¢16~¢18的螺纹钢。它与避雷针和接地体的连接建议采用烧焊, 其烧焊接触缝长度应大于20cm, 以防止大电流通过时因接触面小而发热引起严重脱焊。避雷针、引下线和接地体等整个防雷接地系统, 最好采用相同的金属材料, 以防止长期的电化学反应使接地线遭受腐蚀而接地不良。尤其要避免铜与镀锌铁制件直接接触, 因为铜锌会在接触面上形成铜锌电池而很快腐蚀。当接地线从楼顶引下时, 应防止靠近其他导体或与其作平行布置, 即使其他导体接触、地也应该相隔2m以上。当接地引线必须穿金属管道时, 则必须使引下线在被穿过的导线的两端与导线相连接, 此金属也称为地线的连接线。

地线排一般分为室内接地排和室外接地排, 室内接地排通常安装BTS、电源机柜较近且与走线架同高的墙上。室外接地线通常在馈管窗外附近 (1m内) 。接地排用铜排做成。自接地排至各种设备的连接电缆 (称为接地线) 要尽量短。最后, 室内接地排通过一根单独的黑色接地线引至楼底接地极。室外接地排可用一根黑色接地线 (95mm2) 连接至楼底接地体。

防雷接地系统的要求主要体现在以下两个方面, (1) 接地电阻的要求:接地电阻主要包括:土壤电阻、土壤和地电极之间的接触电阻、地电极自身电阻、接地引下线电阻等, 由于后几种电阻很小, 一般可忽略不计, 所以接地电阻主要是指土壤电阻。降低接地电阻是实现雷电流泄流的关键, 雷电流通过单根引下线的全部电压降计算公式为其中为电压降, 单位;为雷电流, 单位:;为接地装置电阻, 单位;为单位长度的电感, 约为1.5;为引下线的长度, 单位;为雷电流的陡度, 单位。从公式可以知道在防雷接地装置中, 接地电阻阻值越小, 则瞬间内冲击接地电压降就越小, 雷电时设施的危险性就越小。不同设施对接地电阻的要求稍有差异, 移动通信基站基座≤4Ω、天馈线金属屏蔽层≤4Ω、信号避雷器≤10Ω、电源避雷器≤4Ω、安全保护地≤4Ω、通信机房≤1Ω。系统设计时要正确规划、符合规范参数。 (2) 联合接地的要求:IEC (国际电工委员会) 和ITU-T (国际电信联盟) 的相关防雷接地设计规范中都不再有单独接地, 而是建立公共地网以防雷, 即电源地、工作地、保护地等在公共地线上连成电气一体化, 以建立零电位参考电平平台。移动通信基站中, 防雷接地为针对雷击防护采用的泄流接地;工作接地为直流电源接地;保护接地为室内设备机壳接地。

3 移动通信基站BTS接地的几种实际情况

3.1 利用现有的避雷带

当BTS所在大楼有较可靠的屋顶避雷带、防雷接地及工作接地时, BTS的接地应利用大楼现有的接地装置, 但必须测试其接地电阻值。如果测试结果不符合要求。应增加接地体, 使接地电阻满足≤5Ω的要求, 如果大楼的防雷接地与工作接地分设接地体, 而且经实际测试防雷接地装置的接地电阻大于工作接地电阻时, 应增加接地体, 使其阻值降到与工作接地的电阻相同或更小一些。天线、天线杆/塔、馈线及屋顶走线架与屋顶避雷带做可靠的连接, 连接点不能少于两点。如果天线附近没有避雷带, 则专设下引线沿外墙引至接地体, 不要引入机房的接地排上。

3.2 大楼没有避雷带

当所在大楼没有现成的屋顶避雷带时, 应架设一定数量的避雷针, 使天线顶端处于避雷针的保护角之下, 并同时将避雷针接地线直接引至楼下接地体。

3.3 BTS设有天线铁塔

当BTS设有铁塔时常采用三合一 (即联合接地) 系统。这种情况, 一般都把整个机房设计在铁塔的避雷保护范围内, 机房顶可以不设避雷带, 但机房四周可以仍需埋设一闭合接地环, 使机房的地电位均衡分布和缩短接地引线。这个闭合接地环与铁塔的均压接地环在地下连接在一起。铁塔的塔脚也应该互相连接起来, 然后再多点与均压环相连。天线的同轴电缆必须安装在铁塔体内, 以防止大电流贯穿同轴线。接地时需用大截面导体, 才能达到电阻低, 热量高、引线电感小、趋肤效应也小的要求。

4 移动通信基站的防雷与接地

4.1 供电系统的防雷与接地

(1) 移动通信基站的交流供电应采用三相五线制供电方式。

(2) 移动通信基站宜设置专用电力变压器, 电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆, 穿钢管埋地, 并引入移动通信基站, 电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。

(3) 当电力变压器设在站外时, 对于低处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω/m的暴露地区的架空高压电力线路, 宜在其上方架设避雷线, 其长度不宜小于500m。电力线应在避雷线地25°角保护范围内, 避雷线 (除终端杆外) 应每杆做一次接地。

为确保安全, 宜在避雷线终端杆的前一杆上, 增装一组氧化锌避雷器。

(4) 当电力变压器设在站内时, 其高压电力线应采用电力电缆从地下进站, 电缆长度不宜小于200m, 电力电缆与架空电力电缆连接处三根相线应加装氧化锌避雷器, 电缆两端金属外护层应就近接地。

(5) 移动通信基站交流电力变压器高压侧三根线, 应分别就近对地加装氧化锌避雷器, 电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器, 变压器的机壳、低压侧的交流零线, 以及变压器相连的电力电缆的金属外护层, 应就近接地。出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器。

(6) 进入移动通信基站的低压电力电缆, 宜从地下引入机房, 其长度不宜小于50m。电力电缆在进入机房交流屏处, 应加装避雷器, 从屏内引出的零线不做重复接地。

(7) 移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分、避雷器的接地端, 均应做保护接地, 严禁作接零保护。

(8) 移动通信基站的直流工作地, 应丛室内接地汇集线上就近引接, 接地线截面积应满足最大负荷的要求, 一般为35~95mm2, 材料为多股铜线。

(9) 移动通信基站电源设备应满足相关标准、规范中关于耐雷电冲击指标的要求, 交流屏、整流器应设有分级防护装置。

(10) 电源避雷器和天馈线避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准、规范的要求。

4.2 铁塔的防雷与接地

(1) 移动通信基站铁塔应有完善的防直雷击及二次感应雷的防雷装置。

(2) 移动通信基站铁塔采用太阳能灯塔。对于使用交流电馈电的航空标志灯, 其电源线应采用具有金属外护层的电缆, 电缆的金属护外套应在塔顶几进机房入口处的外侧就近接地。灯塔控制线及电源线的每根相线, 均应在机房入口处分别对地加装避雷器, 零线应直接接地。

4.3 天馈线系统的防雷与接地

(1) 移动通信基站天线应在接闪器的保护范围内, 接闪器应设置专门雷电流引下线, 材料宜采用40×40mm的镀锌扁钢。

(2) 基站同轴电缆馈线的金属外护套, 应在上部、下部和走线架进机方入口处就近接地, 在机房入口处的接地, 应就近与地网引出的接地线妥善连通。当铁塔高度大于或等于60m, 同轴电缆馈线的金属外护套层还应在铁塔中部增加一处接地。

(3) 同轴电缆馈线进入机房后, 与通信设备连接处应安装馈线避雷器, 以防止自天馈线引入的感应雷。馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上, 选择馈线避雷器时, 应考虑阻抗、衰耗、工作频段等指标与通信设备相适应。

4.4 其他设备的防雷与接地

(1) 移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及抑制而次感应雷的防雷装置 (避雷网、避雷网和连接器等)

(2) 机房顶部的各种金属设施, 均应分别与屋顶避雷带就近连通。机房顶部的彩灯应安装在避雷带下方。

(3) 机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应做保护接地。保护接地引线一般宜采用截面积不小于35mm2的多股铜导线。

5 结束语

篇4:通信机房的防雷与接地浅析

【摘 要】对于通信机房和设备,防雷与接地是一项系统工程,要多方面的预防,才能构建起完整的防护体系。由于雷击现象时常发生,对通信机房和设备造成损坏,因此在通信机房的防雷设计中一定要遵守层层防护、分层防护、全面考虑的原则。本文主要阐述雷电危害主要形式,防雷系统以及通信机房防雷接地的方法。

【关键词】雷电;通信机房;防雷;接地

一、 雷电的危害形式

雷电是一种强烈的大气放电现象,自古就是威胁人类生命财产的自然现象。近些年来,随着建筑智能化的迅速发展,建筑物内信息系统的防雷保护问题日益受到关注并已成为整个建筑物防雷设计的一个重要组成部分,对防雷问题也提出了更高、更苛刻的要求。直到今天,接地仍然是应用最广泛的并且无法替代的电气安全措施之一。

通信机房配备着信息系统和各种电子设备,其过电压耐受能力是有限的。当雷电侵入波从户外的电源线、信号线和各种金属管道侵入建筑物后,很容易使室内的电子设备损坏或造成永久性损伤,从而造成经济损失。雷电对通信设备具有很强的破坏性,在破坏形式上主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击等,尤以感应雷为常见。

(一)直击雷,指雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以直接击中设备和架空线(如电力线、通信电缆、光缆等)。

(二)感应雷,分为静电感应及电磁感应。静电感应是当带电雷云(一般带负电)出现在设备上空时,由于静电感应作用,设备上束缚了大量的相反电荷。一旦雷云发生放电,其负电荷瞬间消失,此时设备上大量正电荷以雷电波的形式入地,引起设备损坏。电磁感应是当雷电放电时,产生强交变电磁场,在这个场中的设备会感应出很高的电压,导致损坏。对于建筑物内的各种金属环路或电子设备而言,电磁感应分量大于静电感应分量。

(三)雷电侵人波也称为线路来波。当雷云之间或雷云对地放电时,在附近的金属管线上产生感应过电压(包括静电感应和电磁感应两个分量,但对于长距离线路而言,静电感应过电压分量远大于电磁感应过电压分量)。该感应过电压也会以行波的方式窜入室内,造成电子设备的损坏。

(四)地电压反击,是指雷击建筑物或其近区时,造成其附近设备的接地点地电位的升高,使设备外壳与设备的导电部分间产生高过电压(也称为反击过电压),而导致设备的损坏。

二、通信机房的防雷系统

(一)直击雷保护系统。一定高度的金属导体会使大气电场畸变,这样雷云就容易向该导体放电,且能量越大的雷就越容易被金属导体吸引。接闪器防雷就是因为将雷电引向自身而防止了被保护物被雷电击中。然后通过引下线将接闪器接闪的雷电流安全地导引入地。引下线一般不得少于两根,并应沿建筑物四周对称均匀的布置。

(二)感应雷保护系统。感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,其形成的几率很高,且由于通信楼引出的各种缆线较多,加之楼内设备大都采用了高集成度的微电子电路,故感应雷对建通信楼内的电气设备,尤其是低压电子设备威胁巨大,所以说通信楼防雷主要是防压感应雷。

(三)建立联合接地系统,形成等电位防雷体系。所谓联合接地,从功能来看,即将电子设备的工作接地、保护接地、逻辑接地、屏蔽体接地、防静电接地以及建筑物防雷接地等共用一组接地系统的接地方式。从建筑物的施工来看,即将建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好接地的法拉第笼,将通信机房内各部分的交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接,各点形成等电位,消除感应过电压产生的因素。处在防雷区的计算机机房内的所有设备,均应做等电位联结。从等电位的角度出发,地网只是一个电位基准点,不是绝对的零电位点。电位均衡联结,就是使导体良好的导电性联结,使它们达到电位相等,为雷电提供低阻抗通道,以使它迅速泄流入地。

三、通信机房的接地措施

(一)接地系统

各种防雷的措施防护原理都是在雷击发生的瞬间内迅速响应,保证设备、大地、建筑物及其附属设备之间搭接构成一等电位体,从而避免过电压的损坏。实现均压等电位的关键就是整个机房的接地系统,所以接地系统在系统防雷中非常重要。

(二)接地系统的组成

(1)接地体,即埋人地中并直接与大地接触的金属导体,也就是通常所称的地网。

(2)接地总汇集线,是建筑物内各种接地线汇接的地方,可以理解为建筑物内的总接地排。

(3)接地引入线,是建筑物内接地总汇集线与接地体之间的连接线。

(4)接地排,是从接地总汇集线上接出到建筑物各层或各房间中的接地装置,各机房内通信设备的接地,都接到机房的接地排上。

(5)直击雷防雷保护装置,一般由安装在楼顶的避雷针(或避雷带、避雷网)以及雷电流的引下线组成,雷电流引下线可以是多根的,还要将外墙体的建筑钢筋(或金属结构)与直击雷避雷装置良好的连接在一起。

(三)对接地系统的要求

(1)接地的阻值应尽可能的小。

(2)满足等电位连接要求,机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用一组接地装置。有无线发射的,要求机房地网、铁塔地网、配电变压器地网等连接成一个统一的地网。作用是防止通信局站内雷击发生时不同的接地体之间产生地电位反击。地电位反击很可能导致通信设备的一些接口引人过大的雷击过电压和过电流,即使接口部分有合理设计的防雷电路,通信设备也不能有效防止这种情况下的设备遭受雷击损坏。

(3)线路屏蔽必须良好接地。对传输线路采取屏蔽措施,是降低感应雷击破坏的有效方法。机房内综合布线的金属护管的屏蔽接地必须在兩端有效接地,系统设计与设备最大限度地减少感应雷击侵入的渠道。

四、结束语

综上所述,建设好防雷接地系统对保障通信机房和设备的安全是非常重要的,通信机房和设备在通信行业中具有重要的地位,是保证通信畅通的关键,所以必须加强防雷接地系统的建设,保证通信设备的安全运行。

参考文献:

[1]吴薛红,濮天伟,廖德利.防雷与接地技术[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]虞昊.现代防雷技术基础[M].清华大学出版社.2006.

篇5:浙江移动防雷方案

地址:松江区车墩镇莘莘学子创业园区 北闵路39号 邮编:201611

电话: +86-21-57606288,57605779 传真: +86-21-57605560 http://

中国移动通信浙江省分公司 基站雷击预防保护方案

前言

浙江省杭州是雷暴多发区,年平均雷暴日数40.6天。雷击是移动通信基站故障的主要原因,每年因雷击造成的直接和间接损失非常巨大,从雷击事故的资料分析来看,雷击主要途径是交流进线。如果能在雷暴发生前将交流进线切断,将能大大减轻雷击造成的损失。

在雷雨云来临时,大气电场强度会发生变化,通过监测雷雨云中强电荷的极性、强度、分布及其发展演变,对雷电灾害发生时间、方位、强度、移向等进行提前预测是可能的。结合气象卫星、天气雷达、闪电定位仪等监测设备,对雷电发生、发展进行监测与预警。

雷暴发生大气电场变化图

雷电侦测网络的建立 杭州市气象局从2007年起用两年时间建设基本覆盖全杭州市的大气电场监测网,共计约25个监测点,目前共分为2期的中心平台和25个监测站已经建成,雷电预警应用已开发完毕正在进行试运行中。

杭州市大气电场监测网规划图

雷电预警服务网络拓扑图

移动基站防雷交流供电控制器的功能设计

通信模块、交流检测模块、控制模块等组成。

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软件解决方案

将杭州市分割成3x3Km或4x4Km的几千个雷电预警单元,根据大气电场监测网的数据每时间段实时计算到每个预警单元。计算的内容包括平均电场强度、最大落差、极大值、预警等级、变化趋势等。

每时间段的计算结果生成文件,用FTP方式通过专网或互联网发送到移动公司机房,用专用软件加载到数据库中,同时对基站的供电系统进行远程控制。

硬件解决方案

移动通讯行业的特殊性,对供电可靠性的要求越来越高。在雷电多发季节,为了保证供电的可靠性,我们可以采用两路电源供电的方式来保证基站设备的供电。

如下图所示,在系统中我们一般采用如下接线方式:

UPS

在我们的双电源切换装置(ATS)中具有RS485接口,允许连接开放式结构的网络,它应用ModBus通讯协议,借助于计算机,在接收到动作指令时,能提供一个简单实用的对移动基站双电源切换管理办法,实现双电源监控的遥控功能。也就是当我们的雷电预警系统监测到本地有强电流发生,计算机会发出一个雷电预警信号,使我们的ATS自动切换到备用UPS电源,以保护我们的系统免遭雷击。

篇6:通信基站综合防雷方案

一、施工方案

企业标准《基站防雷与接地设计规范》中4.3条规定通信机房及通信基站应采用系统的综合防雷措施,包括直击雷的防护、联合接地、等电位连接、电磁屏蔽、雷电分流和雷电过电压保护等措施。

因此通信机房及通信基站的综合防雷电受到了高度的重视,为了最大限度的抑制雷电危害,结合中国通信企业标准QB-W-011-2007《基站防雷与接地技术规范》及信息产业部颁发的YD/T 50982005《通信局(站)防雷接地工程设计规范》,并遵照《河北基站防雷与接地整治技术要求》的指导意见,我公司对邯郸所属通信机房的雷电防护提出了以下整改方案:

1、外部雷电的防护措施

1)接闪器:铁塔可以作为机房最好的接闪装置,铁塔顶端要加装限流接闪器(避雷针),天线应在接闪器保护半径之内。现有基站情况基本符合规范要求,方案预算中故没有考虑。

2)引下线:铁塔接闪器应通过引下线与联合地网做良好的连接,采用40mmx4mm的热镀锌扁钢将避雷针引下线接至铁塔远离机房侧与铁塔地网相连接。以尽可能的减小雷电流泄放对机房造成的损害。

为保证良好的电气连通,扁钢与扁钢(包括角钢)搭接长度为扁钢宽度的2倍,焊接时要做到三面焊接,焊接要实,不得虚焊。焊接部位扁钢应作三层防腐处理,具体操作方式为先涂沥青,然后绕一层麻布,再涂一层沥青。

3)接地地网:YD5098-2005中6.1.1条规定基站使用联合接地,通信基站地网应由机房地网、铁塔地网组成,或由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成。当电力变压器设置在机房内时,可共用机房地网;当铁塔建于机房屋顶时,铁塔地网与机房地网合为一个地网。

a.铁塔地网:

铁塔地网应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,将铁塔四个塔角地基内的金属构件焊接连通,铁塔地网的网格尺寸不应大于3m×3m,铁塔位于机房旁边时,应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通。铁塔地网与机房地网之间可每隔3-5米相互焊接连通一次。且连接点不应少于两点。

b.变压器地网:

当电力变压器设置在距机房地网边缘30m以内时,变压器地网与机房地网或铁塔地网之间,应每隔3~5m相互焊接连通一次(至少有两处连通),以相互组成一个周边封闭的地网。如变压器距机房地网边缘30m以外时单独敷设变压器地网

c.机房地网:

机房地网由机房基础接地体(含地桩)和外围环形接地体组成。环形接地体应沿机房建筑物散水点外敷设,并与机房基础接地体横竖梁内两根以上主钢筋焊接连通。机房基础接地体有地桩时,应将地桩主钢筋与环形接地体焊接连通。

d.实施方案:

在机房周围敷设新的人工辅助地网,采用热镀锌角钢和扁钢作为接地体,通过电焊焊接的方式实现连接。同时将新建地网与原基础地网做连接处理,实现联合地网。

Ⅰ:破除地面;

了解地下情况,选择开挖线路。信息和施工必须准确、迅速。避免影响工作。

Ⅱ:开挖沟槽;

沟槽开挖深度为70厘米,宽为40厘米,地网整体成闭合环形。Ⅲ:敷设接地体和接地引出线;

地网分别引至电源机房、通信机房。并与等电位汇流排可靠连接。敷设垂直接地体时应避开地下管线,其间距不小于接地体长度的2倍,在施工空间充足的地方可以放宽,其接地效果成正比。敷设水平接地体时应与相关管线保持安全距离,计算方法依据《建筑物防雷设计规范》中公式确定。敷设接地引出线时应做好防机械损伤的措施。并尽量实现隐蔽、美观的原则。

Ⅳ:焊接与固定;

焊接方式采用电焊或热熔焊接,焊接过程中应保证用电安全、防火防烫伤等的安全措施。固定应可靠坚固。

Ⅴ:防腐处理;

对每个焊点进行可靠细致的防腐处理。Ⅵ:掩埋接地体和沟槽;

掩埋接地体时应保证掩埋的土壤坚实,采用夯实的方法保证接地体与土壤的良好接触。并保证雨季时地面不下陷。

Ⅶ:地网检测和接地电阻测量;

对整个工程施工工艺进行检测和测量。并记录地网接地电阻值,与设计目标比较后作出判断。合格后进行第八个步骤的工作。不合格则要进行整改。

Ⅷ:地面恢复;

恢复地面优于施工前,保证现场垃圾的清理和卫生。保证地面恢复的美观。

Ⅸ:撤离施工现场。

与负责人共同验收并告知施工概况,得到认可后方可撤离现场,并保证撤离后的现场不影响建设方工作。

在土壤电阻率较高的地区,宜敷设多根辐射型水平接地体(简称辐射型接地体,下同)。在碎石多岩地区其外型也可根据地形设置。环形接地体每边长一般为10~20m。辐射型接地体的长度宜20~30m,其走向为联合地网向外辐射方向,它也可在铁塔地网上敷设,在辐射型接地体终端附加垂直接地体。

对于通信机房无论是考虑防雷地还是工作地,在机房的周围都应该做一个独立地网,然后于铁塔地网,变压器地网连接,实现共地。如图:

2、电源系统的雷电防护措施

由于电力线大多架空铺设,受雷击或感应的机会相当大,电源系统发生的雷击事故也较多,除此之外,很多基站供电系统属于TT系统,电网电压波动大。因此电源系统防雷及过压保护是首要解决的问题。

1)高压部分的防护:国家对高压系统的防雷保护有专门的规定,归属电力部门负责。应加装10KV 高压氧化锌避雷器,变压器接地地阻值达到规范要求。

2)电源引入部分的防护:电力线应选用具有铠装层的电力电缆或护套电缆穿钢管埋地引入机房,电缆金属铠装层和钢管应在两端就近可靠接地。电缆长度不宜小于50m,深度70㎝。当变压器或电力线路终端杆离机房较近时,可将电缆环绕机房或空旷区域迂回埋设。电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器。如下图:

实例图片

3)室内电源部分的防护:国家标准明文规定要求在低压电力线进入交流屏前安装可靠的防雷器件,由于雷击的强度与设备耐压水平悬殊,并涉及具体需防护雷电的级别和能量的配合。IEC经过实践证明只有分级保护才能达到要求。根据设备的不同位置和耐压水平,可将保护级别分为三级或更多。

a.第一级防雷保护在基站电源总进线开关处对地并联电源防雷器,QB-W-011-2007中6.8.4条规定浪涌保护器选用参考YD5098-2005的规定,根据YD5098-2005中9.2.4条规定为防止变压器高压侧某一相堆变压器外壳短路,导致用户侧相线对地产生持续高电力差,建议采用“3+1”模式

防雷装置。即3个保护器分别有三根相线对中线安装,在加上一个NPE保护器,连接中线和地线。这样可以进行相-相、相-中、相-地、中-地的全面保护。YD5098-2005中9.3款规定郊区和山区基站应选择最大通流量 100KA以上的限压型电源一级防雷器,并具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、保险跳闸、遥信等功能。直接用25mm2铜缆垂直接地至均压环,达到最大感应雷 防护标准。

防雷箱接地线直接接在防 雷专用接地排上,接地线采用 35平方BVR铜缆,连接处采用 铜鼻子压接,压接铜鼻子使用 规格相符的液压铅,或沾锡处 理。如图一、三:

图一:电源一级防雷箱

b.第二级防雷保护安装基站开关电源处,YD5098-2005中9.3款规定所有基站交流二级防雷应选择最大通流量在40KA以上的限压型防雷器。通过开关电源可靠接地,同时具有遥控监测触点和损坏指示示窗。插拔模块组合可以进行不断电的更换操作,标准DIN导轨安装。

同时YD5098-2005中9.2.2条规定基站内的第一级和第二级浪涌保护器的安装点达到不小于5米的技术要求距离,在基站不具备线路施工条件时,需安装专用退耦器,配合防雷器工作,协调两级防雷器的能量分配。

YD5098-2005中9.3.4.4条规定直流电源部分在直流电源输出侧安装直流防雷器,作为电源系统浪涌过电压防护的第三级,抑制前级较高的残压队后端弱电设备的干扰。通过直流配电屏接地,或者直接安装在基站设备和传输设备的电源输入端。主要保护通信主设备、综合传输设备的直流供电,不受因雷电电磁场在电源传输线路发生电磁感应所产生的过电压,并实现L-PE、N-PE的等电位连接。如图二:

图二:直流电源防雷

图三:防雷器专用接地排

3、天馈线部分的雷电防护措施

国家规范和行业标准中规定,基站天线必须在接闪器的保护范围之内,由于通信基站的工作环境比较恶劣,基本都是无人值守基站,根据基站设备的实际情况,选择馈线避雷器,安装在走线架上、主馈线与下跳线之间的7/16DIN介面处,可靠接地。良好的接地是保证防雷器工作的基础。

QB-W-011-2007中6.3.1条规定必须做好三点接地,即馈线上部(馈线顶端与天线介面处)、下部(馈线在铁塔下部折弯前离塔处)和经走线架进机房入口处都要用截面积不小于10mm2的多股铜线可靠接地。室外走线架始末两端均应接地。对于超过60米长的馈线要在铁塔中部增加一个接地点。

同时为便于馈线及其它同轴电缆金属外护层在机房入口处妥善接地,宜在机房入口处设置馈线接地排,馈线接地排应采用截面积80mm×4mm的热镀锌扁钢,并采用40mm×4mm的热镀锌扁钢就近与机房地网作可靠连接。

室外走线架始末两端均应作接地。在机房馈线口处的接地应单独引接地线至地网,不能与馈线接地排相连,也不能与馈线接地排合用接地线。

机房入口处的馈线接地线应接至馈线接地排,馈线接地线的走向应由天线朝机房方向。对于水平敷设距离较长的馈线和其它同轴电缆金属外护层应在水平拐角处就近接地。

馈线接地排也可以设置在馈线口的室内侧,但必须确保馈线接地排与包括走线架在内的其它金属体和墙体绝缘,馈线接地排与地网的连接方式不变。如图:

馈线室外接地排

跳线处一点接地

4、光缆部分的雷电防护措施

光纤由于其传输信号的特殊性,最好埋地进入机房长度不小于30-50米,但目前基本是架空到基站,且线路较长,其加强筋很容易传导雷电过电压。

对于光纤的加强筋加设独立地排和连接线,独立地排与机壳采取绝缘处理,将地线引到馈线地排上,接地线采用35mm2BVR多股铜缆。综合柜的地排采用35mm2BVR多股铜缆接到接地汇集线上。

机房设有环形等电位排时,可直接将地线接到铜排上,采用 35mm2BVR多股铜缆。如图:

光纤加强筋接地

5、基站内等电位连接

现有通信机房的等电位连接方式为星型S型结构,见图,依据最新的前沿技术分析得知,这种结构是不利于地电位反击情况下的防护措施。因此等电位连接网络需要整改,由星型结构转变成网型结构,见图

图1星型网型接地方式对比图

整改方案:

在通信机房的配线架上通过挂钩敷设环形结构的等电位连接带。通过BVR铜缆作为等电位连接导体与机房内的所有设备(通信、光端机、列头柜、监控、电源柜等)进行可靠连接。并对等电位连接网络实现两点可靠

接地。

1)选定等电位连接带的敷设位置

原则是所有设备的工作地、保护地应以最短的距离连接到等电位连接带上,所有连接导体必须敷设科学合理、美观整齐。

2)敷设等电位连接带主体

在配线架上通过挂钩敷设等电位连接带。通过绝缘端子实现等电位连接带主体的独立性。

3)等电位连接带主体接地

通过等截面的接地引入线与等电位连接主体相连,实现其接地。接地需满足对称两点接地的要求。并保证连接点的接触电阻小于0.003欧姆。

4)实现设备与等电位连接排的连接

第一步对设备的保护地线或工作地线实施跨接,保证正常运行。第二步拆除原有保护地线或工作地线。第三步把前期做好的等电位连接导体安装、固定到设备和等电位连接排间。第四步拆除跨接线。第五步整理线路并贴线路指示标签。

按上述步骤完成所有设备的等电位连接。并保证设备的可靠接地。并保证标签的正确性和线路美观性。

5)测试连接点的接地电阻

通过等电位测试仪,测量各节点的电气连接情况。保证接触电阻小于0.003欧姆。

6、空调室外机的防护

据 QB-W-011-2007 《中国通信企业标准 》之规定,空调室外机电源线应采用三相五线电力电缆或把空调外机外壳与机房外部的环形接地体做电气联接。严禁将室外机外壳与避雷带、雷电引下线、塔体或室外接地排相连。因此室外机机壳的接地通过40x4mm的热镀锌扁钢与机房地网就近连接实现,焊接处扁钢应作好防腐处理,布线应美观、牢固。

7、机房内办公系统和其他系统的防护(可选项)

综合通信机房作为通信办公楼的唯一机房,机房内不但包括通信设备,还设置了许多的办公集成网络,通信计费系统等。进出机房的电源线、信号线相对较多,为了考虑整体防护的安全性,应对其他系统给与相应的雷电防护。

●对综合办公网络柜的交换机等供电进行防护,选用ZYMS-20电源精细保护防雷插座。

●对于进出机房的网络信号线应对24口、16口交换机进行防护采用防雷器型号为ZYMSS RJ45F-E100/5-24。

8、综合布线

隐患:由于没有科学的布线,电源线在雷电发生时容易感应过电压损坏后端的设备,也叫二次雷击。

建议对机房内的线路进行合理的规划和整改。整改措施:

交流电源线、直流电源线、射频线、地线、通信电缆、控制线等应分开敷设,严禁互相交叉、缠绕或捆扎在同一线束内;同时,所有的接地线缆应避免与电源线、光缆等其他线缆近距离并排敷设。接地线沿墙敷设时应穿PVC管。如图:

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