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无线基站防雷接地技术要求无线基站防雷接地技术要求 （征求意见稿） technology requirements of lightning protection and earthing for radio base stations 1 目目 录录 前 言 .iv 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 定义和缩略语 .1 3.1 定义1 3.2 缩略语5 4 一般原则.5 4.1 无线基站设备可能遭受雷击的主要端口5 4.2 基站雷击的主要因素6 4.3 各类基站所处地理环境的划分.6 4.4 基站雷电保护区的划分的参考结构.6 5 无线基站系统及设备防雷接地技术要求.7 5.1 无线基站直击雷的保护.7 5.1.1 直击雷接闪器的技术要求7 5.1.2 直击雷保护的技术要求7 5.2 天馈线保护的技术要求8 5.3 进站光缆防雷接地的技术要求8 5.4 无线基站低压配电系统雷电防护技术要求8 5.4.1 无线基站低压交流配电系统.8 5.4.2 直流拉远系统.9 5.4.3 无线基站低压交流配电系统第一级 spd 配置.9 5.5 无线基站及其辅助设备雷电防护的技术要求.9 5.6 无线基站及其辅助设备的雷电防护性能测试要求.11 5.6.1 无线基站及其辅助设备耐受混合波的雷电防护性能测试要求.11 5.6.2 无线基站及其辅助设备耐受冲击电流波的雷电防护性能测试要求.11 6 基站地网与等电位连接要求11 6.1 基站地网 .11 6.1.1 基站地网的一般要求.11 6.1.2 无线基站地网形式.12 6.1.3 接地体埋深的要求.12 6.1.4 基站地网的合格判据.13 6.1.5 典型地网示意图.13 6.2 机房内部的基本连接结构.16 6.2.1 一般原则.16 6.2.2 等电位连接.16 附录 a（规范性附录）基站内设备抗雷电能力的测试方法.17 a.1 测试方法18 a.2 试验条件18 2 a.3 试验波形18 a.4 试验方法18 a.4.1 试验前电性能检查18 a.4.2 无线基站设备耐混合波的雷电防护性能测试18 a.4.3 无线基站电源设备耐冲击电流的雷电防护性能试验22 附录 b（规范性附录）同轴电缆安装 spd 的必要性计算.23 b.1 计算步骤24 b.2 电流沿天线塔的分配因子（ ）.24 b.2.1 管式塔24 b.2.2 三脚塔25 b.2.3 四脚塔26 附录 c（资料性附录）接地.27 d.1 无线基站接地的目的27 c.2 基站地网的组成形式28 c.3 地网大小及网格数与接地电阻的关系28 c.4 地网与冲击半径及无线基站地网最佳面积大小31 c.4.1 接地网与冲击半径31 c.4.2 地网的最佳面积大小32 c.5 网格与均衡电压接触系数的关系32 c.6 功能分类接地与统一接地33 附录 d（资料性附录）无线基站雷击的四个端口.34 d.1 电源端口34 d.2 信号/控制端口34 d.3 天馈线/馈电端口.34 d.4 接地端口.35 附录 e（资料性附录）两种等电位连接的对比分析.36 e.1 典型的星形接地方式的缺点.36 e.2 网状结构的优点36 附录 f（资料性附录）基站遭受直击雷时的地电位升与雷电波形雷电流参数的确定.37 附录 g（资料性附录）开关型 spd 和限压型 spd 的选择问题.38 g.1 开关型 spd 和限压型 spd 的性能比较38 g.2 开关型 spd 和限压型 spd 的使用环境.39 g.3 最严酷时的模拟波与实际雷电波形39 g.4 基站防雷区的划分与雷电波形40 附录 h（资料性附录）低压配电系统的防护.41 h.1 什么类型的 spd 符合中国基站的环境要求41 h.2 基站用电源 spd 起火的主要原因.41 h.3 “3+1”三相电源防雷电路42 h.4 单相对称电源防雷电路42 h.5 大通流量限压型 spd 的技术经济比分析43 h.6 对于分布式基站直流拉远防护.43 3 无线基站防雷接地技术要求 1 范围 本标准规定了无线基站系统的防雷与接地的技术要求，提出了保护方法及措施。 本标准内容包括：为防止雷电（直击雷、雷电电磁场、地电位产生的二次效应）导致 无线基站内外各类设备损坏应采取的保护措施，同时从基站遭受雷击的主要因素、雷击的 引入渠道入手，对基站接地电阻与接地网的设计、基站通信设备接口的保护和技术指标、 基站接地等电位连接等提出相应的要求。 本标准适用于基站的建筑物、安装在建筑物内部的无线设备、传输系统（包括微波、 光/电传输、配线架等） 、动力/环境监控设备、供电系统（包括站点内外的供电变压器） 、配 电系统、天线、馈线以及用于安装基站天线的铁塔(杆)等。 本标准适用于无线基站系统各类站型，包括铁塔包机房、铁塔建在机房之上、铁塔在 机房旁边、采用桅杆形式的基站、小型站及各类分布式基站的防雷接地，为避免雷击造成 机房内外各类系统设备的损坏，规定了无线基站系统的防护能力及各类设备接口的抗浪涌 能力要求。 本标准内容不具体规定基站的站型及涉及到无线通信的制式，但包括了各种制式的无 线基站可能遇到的所有防雷接地技术要求。 本标准不适用于室内覆盖无线基站设备。 1、前言部分(iec)添加到本节内 / 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据 本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件， 其最新版本适用于本标准。 yd 5098 通信局（站）防雷与接地工程设计规范 yd/t 1429 通信局（站）在用防雷系统的技术要求和检测方法 yd/t1235.1 通信局（站）低压配电系统电涌保护器技术要求 yd/t1235.2 通信局（站）低压配电系统电涌保护器测试方法 itu-t k.27 电信大楼内的连接结构和接地 itu-t k.41 电信中心内部通信接口抗雷电过电压能力 yd/t944 通信电源设备的防雷技术要求和测试方法 yd/t1542 信号网络浪涌保护器(spd)技术要求和测试方法 iec 61000-4-5 电磁兼容性 第4部分 试验和测试技术 浪涌抗扰度测试 （国标）gb/t 17626.5 4 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 增加分布式基站的术语 每个英文单词第一个字母均小写 3.1.2 落地雷闪密度 ground flash density(gfd) 在局部地区单位时间内、单位面积雷击地面平均次数。 3.1.3 雷暴日 thunderstorm day 一天中可听到一次以上的雷声则称为一个雷暴日。 3.1.4 防雷区 lightning protection zones（lpz） 将一个易遭雷击的区域，按照通信局（站）建筑物内外、通信机房及被保护设备所处 环境的不同，进行被保护区域划分，这些被保护区域称为防雷区。 3.1.5 雷电活动区 thunderstorm region 根据年平均雷暴日的多少，雷电活动区分为少雷区、中雷区、多雷区和强雷区； 少雷区为一年平均雷暴日数不超过 25 的地区； 中雷区为一年平均雷暴日数在 2540 以内的地区； 多雷区为一年平均雷暴日数在 4090 以内的地区； 强雷区为一年平均雷暴日数超过 90 的地区。 3.1.6 雷击风险评估 evaluation of lightning strike risk 根据雷击大地导致人员、财产损害程度确定防护等级、类别的一种综合计算、分析方法。 3.1.7 雷电电磁感应 electromagnetic induction of lightning 雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动 势。包括静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。 3.1.8 地电位升 earth potential rise 雷电流流入大地时，由于地网接地电阻的存在，相对于无穷远点地电位升高，即雷电 高电位引出。 3.1.9 二次效应 quadratic effect 以下情况统称为雷电作用下的二次效应： 1）当雷电电流从云中泄放到地面时，在其泄放通道周围会产生电磁感应场向外传播或 直接通过导体传导，导致在影响范围内的金属部件、电子元器件和电气装置，受到电磁脉 冲的干扰而毁坏。 2）雷电电流通过避雷针、引下线、接地网将雷电流引入大地时，由于接地网接电阻的 存在，雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和，必然引起地网地电位升高，由于雷电 高电位引出，反击雷电压加在与外部连接的缆线的线缆上，致使电源设备、信号端口损坏。 5 3.1.10 浪涌保护器 surge protective devices（spd） 通过抑制瞬态过电压以及旁路浪涌电流来保护设备的装置。它至少含有一个非线性元件。 3.1.11 限压型浪涌保护器 voltage limiting type spd 无浪涌时呈高阻状态，但随着浪涌的增大，其阻抗不断降低的 spd。常用器件有氧化 锌压敏电阻、瞬态抑制二极管等。 3.1.12 波形参数 wave parameter 1）8/20s冲击电流波形及其参数 tf =8s tt =20s 注：视在波头时间tf：冲击电流波峰值的10%到90%(见图1)间的时间间隔的1.25倍； 视在原点o1：雷电波冲击电流峰值10%和90%两点间画一直线与时间坐标轴的相交点； 视在半峰值时间tt：从雷电波冲击电流视在原点o1到电流降到半峰值时刻间的时间间隔。 图 1 8/20s 波形的电流与时间关系图 2）冲击电压波形图及其参数 容差 项目% 峰值10 波头20 波尾20 容差 项目 % 峰值3 波头30 波尾20 tf tt 0.0 0.1 0.5 0.9 1.0 a. 视在波头时间： tf = 1.25 t b. 视在波尾(或半峰值)时间为: tt t tf tt t 0.0 0.3 0.5 0.9 1.0 a. 视在波头时间： tf = 1.67t b. 视在波尾(或半峰值)时间为: tt tf =1.2s tt =50s 6 注：视在波头时间tf：雷电波冲击电压波峰值的30%到90%间的时间间隔t的1.67倍； 视在原点o1：雷电波冲击电压峰值30%和90%两点间画一直线与时间坐标轴的相交点； 视在半峰值时间tt：从雷电波冲击电流视在原点o1到电流降到半峰值时刻间的时间间隔。 3）混合波波形参数 由信号发生器产生的在输出开路时具有1.2/50s电压脉冲，在输出短路时具有8/20s电 流脉冲波形，开路电压(uoc)脉冲和短路电流(isc)脉冲之比称为虚拟阻抗(zf)，其值等于2。 3.1.13 残压 residual voltage 当放电电流通过 spd 时，其端子间呈现的电压峰值. 3.1.14 标称导通电压 nominal start-up voltage 在施加恒定 1ma 直流电流情况下，氧化锌压敏电阻的启动电压。 3.1.15 spd 的标称放电电流 nominal discharge current(in） 表明 spd 通流能力的指标，对应于 8/20s 模拟雷电波的冲击电流。 3.1.16 最大通流容量 maximum discharge current(imax） spd 不发生实质性破坏，每线（或单模块）能通过规定次数、规定波形模拟雷电波的 最大电流峰值。最大通流容量一般大于标称放电电流的 2.5 倍。 3.1.17 二端口浪涌保护器 two-port spd 具有独立的输入输出端口的浪涌保护器。在这些端口之间插入有一个专门的串联阻抗。 3.1.18 接地网 ground grid 由一组或多组接地体在地下相互连通构成，为电气设备或金属结构提供基准电位和对 地泄放电流的通道。 3.1.19 等电位连接 equipotential bonding 将不同的电气装置、导电物体等，用接地导体或浪涌保护器以某种方式连接起来，以 减小雷电流在它们之间产生的电位差。 3.1.20 接地基准点 earthing reference point (erp) 共用接地系统和系统的等电位连接网络之间的唯一连接点。 3.1.21 总接地汇流排 main earth-terminal（met） 单点接地的星形接地系统中，系统的第一级主汇流排。 3.1.22 局部等电位汇流排 local equipotential earthing terminal board（leb） 电子信息系统设备机房内，作局部等电位连接的接地汇流排。 3.1.23 图 2 1.2/50s 波形的电压与时间关系图 7 天线塔因子 tower factor() 表示沿 rbs 天线塔流过通信导线束雷电流百分比的因子。 3.1.24 屏蔽系数 shielding factor() 表示 rbs 内由于 cbn 导体的屏蔽作用使通信回路内感应电压衰减的因子。 3.1.25 几何平均半径 geometric mean radius (r) 导体的几何平均半径是一个假想的筒形导体的半径，该导体的筒壁极薄，无内部磁通 但其外部磁链与原导体的总磁链（内部+外部）相同。 （gb1.6） 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本标准 df 英文全称 数字配线架 ebb 等电位连接带 erp 接地基准点 gps 全球定位系统 leb 局部等电位连接汇流排 lemp 雷电电磁脉冲 lps 防雷系统 lpz 防雷区 met 总接地汇流排 mov 氧化锌压敏电阻 pe 保护地 rbs 无线基站 rf 射频 rru 拉远射频单元 4 一般原则 4.1 无线基站设备可能遭受雷击的主要端口 雷电可以从无线基站通信设备四个端口影响无线基站的正常工作，由图 3 所示： 8 1）电源端口：包括站点内与供电电源连接的各种设备（如各类通信设备、变压器、配 电箱、稳压器、整流模块、空调、照明系统等）的电源端口、交直流拉远端口。 2）信号/控制端口：站点内各种设备传输信号口、监控信号口、控制信号口等。 3）天馈线及天馈馈电端口：无线基站的各类天馈信号接口，如天线、gps、北斗等。 4）接地端口：设备的接地端口。 4.2 基站雷击的主要因素 无线基站系统防雷接地采取的措施应根据以下主要因素来确定： 基站所处的地理环境，在城市、郊区、山区，或易遭受雷击的地区； 基站所处地区的年雷暴日； 雷电保护区的划分； 基站的分类（机房建筑物与铁塔的关系） ； 铁塔或桅杆； 公共建筑物或民用建筑物； 基站内所配置的设备与系统； 供电方式； 所在地的供电电压波动情况。 （破折号） 4.3 各类基站所处地理环境的划分 541 一般 无线基站防雷应根据其所处地区的地理环境影响因素(l 型、m 型、h 型、t 型)确定防护 等级，另外应考虑雷电保护区的划分、地理环境、年雷暴日、遭受雷击频次、供电电压的 稳定性、基站重要性等影响因素。 1) l 型（城市型）：闹市区、公共建筑物、专用机房且雷暴日为少雷或中雷区。 图 3 雷电的主要引入的端口 9 2) m 型（郊区型）：城市中高层孤立建筑物的楼顶机房、城郊、居民房、水塘旁以及 无专用配电变压器供电的基站，且雷暴日为中雷区及多雷区。 3) h 型（山区型）：丘陵、公路旁、农民房、水田中、易遭受雷击的机房，且雷暴日 为多雷区及强雷区（包括中雷区以上有架空电源线引入的机房） 。 4）t 型（海岛、高山型）：高山、海岛，且雷暴日为多雷区及强雷区。 4.4 基站雷电保护区的划分的参考结构 本标准所涉及的 rbs 其中一类基站参考结构用图 4 表示，从图中可以看到三个防雷区 （lpz）的划分。 1）lpz0（包括 lpz0a lpz0b）处于 lpz0 区的设备包括：包括天线塔、天线、外部架 空 缆线、各类室外馈电线缆、低压配电变压器、接地系统。 2）lpz1 处于 lpz1 区的设备包括：包括 rbs 站房、埋地缆线、内部缆线。 3）lpz2 处于 lpz2 区的设备包括：包括机柜及其内部设备。 注：防雷区的图示内容，并不代表 iec 建议中关于雷电保护区的划分的所有内容都被本标准所接纳。 图 4 rbs 防雷区的划分的参考结构 10 5 无线基站系统及设备防雷接地技术要求 5.1 无线基站直击雷的保护 5.1.1 直击雷接闪器的技术要求 根据建筑物的形式（专用机房、公共建筑物、民用建筑物） 、基站的分类、铁塔、桅杆 直击雷防护有三种方法：避雷针、避雷带、避雷网格： 1）避雷针：宜采用热镀锌圆钢或钢管焊接制成，其高度应符合 gb50057 附录四保护范 围计算要求，其直径应不小于下列各值： 针长1m以下：圆钢为12mm；钢管为20mm。 针长12m： 圆钢为16mm；钢管为25mm。 2）避雷网和避雷带：宜采用热镀锌圆钢或扁钢，避雷带应采用圆钢，圆钢直径应不小 于 8mm，扁钢截面积应不小于 160 mm2。避雷网网格应不大于 5m5m 或 6m4m。并应保证 其每个交叉处的焊接点可靠电气连通。 5.1.2 直击雷保护的技术要求（必须改成应） 1）设有铁塔、桅杆或增高架的无线基站应采用避雷针保护方式； 2) 铁塔的金属构件在电气连接的情况下，不宜设置专门的避雷针引下线，雷电流通过 避雷针、塔身和塔脚入地； 3）非金属天线塔杆应采用避雷针及其引下线保护方式； 4）基站设在公共建筑物或民房时，宜采用避雷带和避雷网格进行保护，不宜再设独立 的避雷针，屋顶天线应利用抱杆自身的避雷针进行保护。 5）引下线应采用截面积不小于 95 mm2的多股铜线或截面积不小于 4 mm40 mm 的热 镀锌扁钢。 6）按本标准提出的方法实施直击雷防护时，也宜对无线基站的邻近区域实施雷击防护， 无论这些雷击是击中大地或是击中入户服务设施。 7）天线应置于避雷针保护范围内，天线与抱杆应电气连通，抱杆应接地（） 。 5.2 天馈线保护的技术要求 1）所有缆线（同轴电缆、射频拉长电缆等）的屏蔽层应分别在天线处、离塔（杆）处 以及机房入口处外侧就近接地；如果机房入口与塔（杆）之间距离小于2m，可以取消离塔 （杆）处的馈线接地；当铁塔上的馈线或其它同轴电缆长度大于60m时，宜在铁塔中部增加 一个接地点，室外接地排应直接与地网就近连接。（下次会议更深层次讨论） 2）自天线塔引入机房的所有电缆，应从同一窗口进入，并与安装在窗口处的接地排做 等电位连接。波导和同轴电缆的外屏蔽层应就近与接地排相连。接地排应就近与接地网连 接。 3）当基站采用房顶铁塔的方式时，馈线入口处的接地排应就近接至地网上，不应接至 房顶的塔基。 4）室外和室内基站设备的天馈端口，以及有源天线的交直流端口、控制线端口应采取 雷电防护措施，其耐雷击指标应符合表 2 的相关要求。 5）有源天线电缆在机房内部设备端应提供相应的防雷保护措施，如加装 spd，其雷电 防护性能技术要求见表 2。 comment chqg1: 增加资料性附录 11 5.3 进站光缆防雷接地的技术要求 1）进入基站的光缆，其内部所有金属加强芯和金属护层应在光接头盒或 odf 子架内与 直接引自地网的接地排可靠电气连通，接地线采用不少于 16 mm2的多股铜线。 2） 当光缆采用架空方式引入无线基站时，可采取两种保护方式：一种是将悬挂光缆的 钢绞线通过加绝缘子将光缆的金属构件断开不接地；另一种是将钢绞线直接接入基站地网。 3）在光缆采用埋地进入无线基站前，光缆的金属构件应在接头盒内部直接断开，并在 接头盒内将引入机房侧的光缆金属构件就近与地网电气连通。 4）光缆进入机房后，如果有光缆接头盒，则光缆金属加强芯和金属护层在接头盒内接 地，然后再引到光端机或综合柜中。 5）如果光缆进入基站后直接进入综合柜，应将光缆金属加强芯和金属护层直接接在与 机架绝缘的专用接地排上，并用不少于 16 mm2的多股铜线引到站内第一级汇流排接地。 5.4 无线基站低压配电系统雷电防护技术要求 5.4.1 无线基站低压交流配电系统 1）雷电防护原则是多级保护、逐级限压，将雷电过电压限制在设备能承受的范围内。 3）无线基站低压交流配电系统用 spd 应符合 yd5098-2005、yd/t1235.1-2002 和 yd/t1235.2-2002 的要求。 4）低压交流配电系统用第一级防雷箱应安装在总配电箱旁（由通信运营企业配置）具 体配置要求参见附录。在无线基站，第二级(c 级)应设在开关电源设备内部，其最大通流 容量不小于 40ka（由通信设备制造商提供） ，两级保护器的退耦距离应大于 5m。 5）进入机房的电力电缆应埋地引入，如果架空引入，则应将第一级 spd 最大通流量增 大一个等级。 6） 对于有铁塔的无线基站应将第一级 spd 最大通流量增大一个等级。 5.4.2 直流拉远系统 1）直流拉远的电源线应采用屏蔽线缆，并且屏蔽层应参照 5.2 节要求进行接地。 2） 直流馈电线上下两端应采用相应的防雷保护措施，如采用两端口 1+1 直流 spd，其 技术要求参考表 4。 3）为室外设备供电的直流馈电线应在直流配电箱处采用相应的防雷保护措施，如安装 直流 spd，其技术要求参考表 4。 5.4.3 无线基站低压交流配电系统第一级 spd 配置 表 1 无线基站低压交流配电系统第一级 spd 配置 不同环境影响因素下的技术指标 技术指标 技术参数 l 型m 型h 型t 型 12 标称放电电流(ka)25304050 通流容量（ka）6080100120 防雷器分类限压型限压型限压型限压型 8/20s、20ka 残压(v)1600170017001000 保护方式一端口一端口一端口两端口 保护模式 3+13+13+1 3+1 两级串联 最大运行电压(v)320385 spd 内部保护要求热熔保护、过流保护 状态指示 应具有劣化指示、损坏告警、保险跳闸告警（箱式） 、遥 信、雷电计数等功能 5.5 无线基站及其辅助设备雷电防护的技术要求 1）无线基站设备端口都应具备相应的浪涌保护措施，其防护性能技术要求见表 2。 表 2 无线基站设备耐受混合波的雷电防护性能技术要求 耐受混合波雷电防护性能指标 条件要求 设备 设备端口 室内（浪涌）判据室外（抗雷电水平） 判据 电源口共模 2kvb参见表 4c e1 口共模 2kvb 3ka c 信号及控制端口 1kv b 3ka c bbu 端口 gps 端口 /5ka c 电源口 / 参见表 4c 控制端口 /3ka c 分 布 式 基 站 rru 端口 rf（射频）端口 /5ka c 电源端口共模 2kvb参见表 4 c rf/gps 馈线端口 /5ka c 基站设备 信号及控制端口 1kv b 3ka c 控制端口 /3ka c 智能天线端口 rf(射频)端口 /5ka c 判据a：设备应能够承受住规定量级的测试且没有损坏以及出现其它的紊乱（例如软件无法正常运行或故障保 护部件的误动作） ，且在测试后设备在规定的限制范围内能够运行正常。在测试期间不要求设备能够正常运行。 判据b：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的降低，但是应能够自动恢复； 判据c：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的丧失或者eut复位，但设备应在无人工干预的情况下 能够自动恢复； 判据d：完成测试后，设备应不会出现着火的危险。如果出现任何损坏，应被限制在设备内一个很小的区域内。 13 2）无线基站辅助设备端口都应具备相应的浪涌保护措施，其应用在不同环境下的防护 要求参考表 3。 表 3 无线基站辅助设备耐受混合波的雷电防护性能技术要求 耐受混合波雷电防护性能指标 条件要求 辅助设备 设备端口 l 型m 型h 型 判据 电源口 1kv2kv2kv b 传输设备 e1 口 1kv2kv2kv c 电源口 2kv-1ka4kv-2ka4kv-2ka b 监控设备 信号端口 1.5kv-0.75ka2.5kv-1.25ka2.5kv-1.25ka c 判据a：设备应能够承受住规定量级的测试且没有损坏以及出现其它的紊乱（例如软件无法正常运行或故障保 护部件的误动作） ，且在测试后设备在规定的限制范围内能够运行正常。在测试期间不要求设备能够正常运行。 判据b：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的降低，但是应能够自动恢复；不允许系统复位 判据c：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的丧失或者eut复位，但设备应在无人工干预的情况下 能够自动恢复；允许复位，允许有人工干预。 判据d：完成测试后，设备应不会出现着火的危险。如果出现任何损坏，应被限制在设备内一个很小的区域内。 注：设备本身需要满足l型环境指标要求；对于m型和h型应用环境，可以通过外置防雷器实现（由通信运营企 业配置） 。 3）无线基站电源端口雷电防护的技术要求参见表 4。 表 4 无线基站电源端口耐冲击电流波的雷电防护性能技术要求 不同环境因素下的雷电耐受能力水平 端口类型 l 型m 型h 型 判据 交流端口20ka20ka20kac 室外直流电源端口*1 15kab 15kab 20kabc 对外供电直流电源端口*115kab15kab20kabc 判据a：设备应能够承受住规定量级的测试且没有损坏以及出现其它的紊乱（例如软件无法正常运行或故障保 护部件的误动作） ，且在测试后设备在规定的限制范围内能够运行正常。在测试期间不要求设备能够正常运行。 判据b：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的降低，但是应能够自动恢复； 判据c：试验全过程中，eut的功能或性能允许出现暂时的丧失或者eut复位，但设备应在无人工干预的情况下 能够自动恢复； 判据d：完成测试后，设备应不会出现着火的危险。如果出现任何损坏，应被限制在设备内一个很小的区域内。 注：a 分布式基站直流电源端口。 b 为标称放电电流（标称放电电流20ka时，残压小于250v）。当另加防雷器时，参见附录。 （再考虑 如何编写） 5.6 无线基站及其辅助设备的雷电防护性能测试要求 5.6.1 无线基站及其辅助设备耐受混合波的雷电防护性能测试要求 无线基站设备耐混合波的试验，均要求用 1.2/50s -8/20s 的混合波进行测试，试 验要求在 eut 各个相应功能的线路端口上进行，试验应在正、反极性上各冲击 5 次，每两 次试验的间隔时间不小于 60s，具体测试方法见附录 a，技术指标见表 2 和表 3，表格中所 有指标均为共模指标。 14 5.6.2 无线基站及其辅助设备耐受冲击电流波的雷电防护性能测试要求 无线基站及其辅助设备的耐受冲击电流波试验，均要求用 8/20s 的冲击电流波进行测 试，试验要求在 eut 各个相应功能的线路端口上进行，试验应在正、反极性上各冲击 5 次， 每两次试验的间隔时间不小于 60s，具体测试方法见附录 a，技术指标要求见表 4，表格中 所有指标均为共模指标。 6 基站地网与等电位连接要求 6.1 基站地网 6.1.1 基站地网的一般要求 1）无线基站的地网设计应考虑基站构筑物的形式、地理位置、周边环境、地质条件、 土壤组成、地形等因素，根据地网的雷电有效冲击半径、地网周边边界、基站所处地理环 境与地形等因素确定地网的边界及形状。 2）无线基站地网由机房地网、铁塔地网或由机房地网、铁塔地网、变压器地网组成一 个环形地网，并应将机房建筑基础（含地桩） 、铁塔基础内的主钢筋和地下其它金属设施作 为接地体的一部分。 3）为了减小地网的接地电阻值，可采用扩大基站地网面积的方式：在地网外围再增设 一圈环形接地装置，环形接地装置宜以水平接地体为主、四角垂直接地体为辅组成，水平 接地体周边为封闭式，环形接地装置与地网之间应在四角用热镀锌扁钢焊接连通；并在机 房铁塔四角设置辐射型水平接地体，延伸水平接地体的长度宜限制在 10m20m 以内。 4）机房地网：机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置，同时还应利用机房 建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网。当机房建筑物基础有地桩时，应 将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通。 5）铁塔地网：当铁塔位于机房旁边时，宜采用 40mm4mm 的热镀锌扁钢将四塔脚内部 金属构件焊接连通组成铁塔地网，地网网格尺寸宜不大于 3m3m，铁塔地网与机房地网之 间应每隔 3m5m 相互焊接连通，连接点不应少于两点。 6）变压器地网：当电力变压器设置在机房内时，可共用机房及铁塔地网组成的联合地 网；当电力变压器设置在机房外，且距机房地网边缘大于 30m 时，宜设独立地网；若电力 变压器设置距机房地网边缘 30m 以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间应至少两 处焊接连通，以相互组成一个周边封闭的地网。 6.1.2 无线基站地网形式 1) 铁塔建在机房上的地网 当铁塔位于机房屋顶时，机房铁塔应利用建筑物框架结构内的钢筋作为雷电引下线。接 地系统除利用建筑物自身的基础还需要外设环形地网为其接地装置，同时应在机房地网四 角向外设置 20m 左右的水平接地体作为辐射式接地体。 2）铁塔四角包含机房的地网 移动通信机房为框架结构建筑，机房包含在铁塔四角之内，接地系统应利用建筑物自身 15 的基础和铁塔四角外设的环形地网为其接地装置，接地网的面积最小应大于 10m10m。若 大地电阻率大于 1000m 时，应增加地网面积，并在地网的四个角向外辐射 20m 左右的 水平接地体，在水平接地体终端附加垂直接地体。 3）铁塔建在机房旁边的地网 应将机房、铁塔、变压器的地网相互连通组成一个联合地网，如果大地电阻率大于 1000m 的地区，应在铁塔地网远离机房一侧的铁塔两角采用辐射型接地体。 4）自立式铁塔或者通信杆塔的地网 自立式铁塔应采用塔基基础内的金属作为接地体，并应与和建筑物的接地以及避雷带相 连。且应围绕机房做一个地网，其地网应与自立式铁塔地至少两点相连。 当使用通信杆塔时，宜围绕杆塔 3m 远范围设置封闭环形（矩形）接地体，并与杆塔地 基钢板四角可靠焊接连通。杆塔地网应与机房地网每隔 3m5m 相互焊接连通一次。 自立式铁塔或者通信杆塔地网的四个角分别向外辐射 20m 左右的水平接地体，在水平接 地体终端附加垂直接地体。 5）利用办公楼、大型建筑作为机房地网 机房建在办公楼、大型建筑的地网，应充分利用建筑物自身各类与地构成回路的金属管 道（如消防水管） ，并与大楼顶避雷带上或者在大楼顶的避雷网预留的接地端多点连接，在 条件允许的情况下，宜利用建筑物内墙钢筋与大楼顶避雷带上或者在大楼顶的避雷网预留 的接地端相互连在一起作为基站的接地。 6.1.3 接地体埋深的要求 1）接地体埋深一般不小于 0.7m(接地体上端距地面)，在土壤较薄的石山或碎石多岩地 区应根据具体情况决定接地体埋深。 2）接地系统中的垂直接地体，宜采用长度不小于 2.5m（也可根据埋设地网的土质及地 理情况决定垂直接地体的长度）的热镀锌钢材、铜材、铜包钢，垂直接地体间距应大于 5m，具体数量可以根据地网大小、地理环境情况来确定，地网四角的连接处应埋设垂直接 地体。 3）在大地土壤电阻率大于 1000m 的地区，当一般做法的地网接地电阻值难以满足 要求时，宜采取向外延伸的辐射形接地体、以及外引接地等方式。 4)为了控制地电位梯度或限制注入与无线基站相连的金属服务设施的电流，宜补充附加 的接地体。这些附加接地体宜沿环形地极敷设垂直金属接地体和从塔基向外敷设水平辐射 的导体或从塔基向外敷设水平辐射的导体。 6.1.4 基站地网的合格判据 基站地网的接地电阻值宜不大于 10。大地电阻率大于 1000m 的地区，应采取优 化设计的方式，以地网面积的大小为依据判定基站地网是否合格，地网冲击半径应大于 10m，地网四角还应辅以 1020m 的热镀锌扁钢作辐射型接地，以提供更好的雷电流散流 通道（参见附录 d） 。 6.1.5 典型地网示意图 铁塔。 。 。典型地网示意图见图 5 comment chqg2: 有避雷针引下 16 示意图见图 6； 示意图见图 7。 图 5 铁塔包含机房地网示意图 图 6 铁塔建在机房之上时地网示意图 17 图 7 铁塔建在机房旁边时地网示意图 图 8 杆塔建在机房旁边时地网示意图 18 图 9 小型基站地网示意图 6.2 机房内部的基本连接结构 6.2.1 一般原则 1）接地参考点是基站内的唯一公共连接点，接地参考点可以从建筑物各层任何一点取 定，无须以建筑物埋在地下的地网引接作为接地参考点。 2）无线基站防雷的基础是接地，但是接地不能代替其他防雷措施，在基站防雷接地中 等电位的连接非常重要。 6.2.2 等电位连接 6.2.2.1 常态（稳态） 、瞬态接地方式与等电位连接 1）等电位连接分为两类:常态（稳态）等电位连接,通过接地线将系统间、设备间，不 同金属构筑物之间直接连接形成常态(稳态)等电位， 基站常态等电位连接解决可以直接搭 接的金属构件问题。 2）瞬态等电位接地方式与等电位连接是将电源、信号线、馈线通过 spd 与地连接，平 时是断开的、呈现高阻，有雷电过电压时呈现低阻，使雷电流通过接地系统泄放。 6.2.2.2 基站接地与等电位连接方式 1）无线基站机房应采用网状连接。采用网状连接时，应在机房内沿走线架或墙壁设置 环形接地汇集线，材料采用 30mm3mm 铜排（也可选用 40mm4mm 镀锌扁钢） ，环形接地汇 19 集线靠近墙壁时用安装挂卡等将其固定在墙壁上，靠近走线架时可用安装挂卡等将其固定 在走线架上。环形接地汇集线可以根据机房内设备布置成“口”字形以及可能的扩容情况 布置为“日”字形或者“目”字形。环形接地汇集线与地网应采用镀锌扁钢或截面积不小 于 95 mm2的多股铜线在机房四边（多点）连接。连接方法如图 10 所示。 2）采用星形连接时，基站的总接地汇流排，应设在配电箱和第一级电源 spd 附近，开 关电源、收发信机以及其它设备的接地线均由总接地汇流排引接。如设备机架与总汇流排 相距较远时，可以采用两级汇流排，此时第一级电源 spd、交流配电箱及光纤加强芯和金 属护层的接地线，应从总接地汇流排接地；站内其它设备从第二级汇流排接地。两个接地 汇流排应用截面积为 70 mm2以上的多股铜缆相连。连接方法如图 11 所示。 图 10 基站采用网状等电位连接方式接地示意图 图 11 基站采用星形等电位连接方式接地示意图 6.2.2.36.2.2.3 机房内部的基本连接结构与接地 1)无线基站机房设备的等电位连接，第一级 spd 与开关电源内部第二级 spd 级间宜大于 5 米。第一级防雷器应设置在配电箱旁边，总的接地参考点应设置在附近，第一级 spd 的 20 接地线应就近接在配电箱附近的接地排上。 2）接地参考点的设立 当采用星形接地方式时，接地参考点应设在配电箱附近的接地排上，采用环形接地方式 时，环形接地排是接地参考点，所有设备应就近接地。 3) 开关电源内部 spd 的接地线 在接地排和接地线在走线架上方时，开关电源用的 spd 的应安装在开关电源上方。在通 信大楼有地沟的情况下，spd 位置应安装在开关电源下方。 4）机房内各设备宜采用 4 mm235 mm2多股铜导线就近与环形接地汇集线可靠连接。 5）基站机房内各种小型设备及信号 spd 的接地线，线径应根据设备的额定功率确定， 一般应在 2.5 mm24mm2的范围之内选择 21 附录附录 a a ( (规范性附录规范性附录) ) 基站内设备抗雷电能力的测试方法基站内设备抗雷电能力的测试方法 a.1 测试方法 除非标准中另有规定，对于无线基站设备防雷性能测试均应在正常工作(供电)状态下 进行，对于必要的辅助设备也应与主设备一起作为一个整体进行试验。 a.2 试验条件 温度1535 相对湿度4575 气压 86 kpa106kpa a.3 试验波形 1）无线基站设备的浪涌抗扰度测试采用1.2/50us-8/20us混合波试验波形, 混合波信号 发生器内阻参考iec61000-4-5标准规定进行设置。 2）无线基站设备的雷电防护性能测试采用8/20s冲击电流试验波形，其容许偏差为： 峰值 10 视在波头时间 10 视在半峰值时间 10 a.4 试验方法 a.4.1 试验前电性能检查 1）将所有必要的辅助设备与被测主设备进行正常的连接，确信连接正确、可靠后对设 备进行供电试运行。 2）当稳定运行后，对设备的指示灯状态、工作状态显示和各接口电平一一进行检验， 确认一切正常后，对设备断电，准备下一步雷击测试。 a.4.2 无线基站设备耐混合波的雷电防护性能测试 a.4.2.1无线基站交流电源端口的雷击抗扰度试验 1）根据使用电源的供电要求(单相、三相)选择如图a.1所示的测试接线方式。 22 2）接受试验的设备应在正常运行30分钟后进行，要求其负载是阻性的，且能保障负载 回路的电流不小于2a。 3）试验过程中设备正常上电工作。 4）试验要求对设备进行正、反极性各5次重复性测试，要求每两次试验的间隔时间为1 分钟。 5）通过对图1中倒换开关s1和s2的各自不同倒换位置组合，实现对eut的横向保护和纵 向保护模式的相应测试。 三相 交流 供电 网络 去 耦 网 络 1.2/50s-8/20s 混合波浪涌信号发生器 耦合网络 l1 n pe n pe l1 参考接地 l2 l3l3 l2 s1 1234 eut 电 源 口 其 它 接 口 其 它 接 口 辅助 设备 辅助 设备 s2 pe1 a) 三相交流试验接线 注：当 s11 时，则 s22、3、4； 当 s1 pe 时，则 s21、2、3、4 23 a.4.2.2无线基站环境监控及各类传输设备耐混合波的雷电防护性能试验 1) 测试接线方式如图a.2所示； 2) 接受试验的设备应在正常运行30分钟后进行； 3) 试验过程中设备始终处在正常工作状态下； 4) 试验要求对图示中各个接口分别进行试验，试验要求在正、反极性上各重复进行5 次，每两次试验的间隔时间为1分钟； 5) 通过对图2中倒换开关s1和s2的各自不同倒换位置组合，实现对eut的横向保护(不包 括天溃口)和纵向保护模式的相应测试。 单相交 流/直 流供电 网络 去 耦 网 络 eut 1.2/50s-8/20s 混合波浪涌信号发生器 耦合网络 l(v+) n(v-) pe n(v-) pe l(v+) 电 源 口 其 它 接 口 其 它 接 口 辅助 设备 辅助 设备 参考接地 b)单相交流/直流试验接线 图 a.1 无线基站电源设备耐混合波的雷电防护性能试验 s1s2 注：当 s1 pe 时，则 s21、2； 当 s1 1 时，则 s22。 112pe 24 图 a.2 环境监控设备信号口的雷击抗扰度测试方框图 去 耦 网 络 供 电 设 备 信号 口 a 信号 口 b 信号 口 c 信号 口 d 电源口 耦合网络 a b c d 1 a b c d 1 pe eut 注：(1)信号口 a、b、c、d 可以为各类不同信号口，如天馈口、网口、e1口、串口、传感器口等。 (2)横向保护：s1和 s2分别对应接向：a 与 a；b 与 b； 1 与 1的线间测试。 纵向保护：当 s1pe 时，则 s2a、b、1、a、d、1 去耦网络及保护 辅助设备 辅助设备辅助设备 1.2/50s- 8/20s 混 合波浪 涌信号 发生器 去 耦 网 络 供 电 设 备 信号 口 a 信号 口 b 信号 口 c 信号 口 d 电源口 耦合 网络 1.2/50s- 8/20s 混 合波浪 涌信号 发生器 a b c d 1 a b c d 1 pe eut 注：(1)信号口 a、b、c、d 可以为各类不同传输信号口。 (2)横向保护：s1与 s2分别对应接向：a 与 a；b 与 b； 1 与 1的线间测试。 纵向保护：当 s1pe 时，则 s2a、b、1、a、d、1 去耦网络及保护 辅助设备 r40 辅助设备辅助设备 s1 s2 s1 s2 25 a.4.3 无线基站电源设备耐冲击电流的雷电防护性能试验 1) 根据所使用电源的供电要求(单相、三相)选择如下图a.5所示的测试接线方式。 2) 接受试验的设备应在正常运行30分钟后进行。 3) 试验过程中设备始终处在正常工作状态下。 4) 试验要求对图示中各个接口分别进行试验，试验要求在正、反极性上各重复进行 5次，每两次试验的间隔时间为1分钟。 去 耦 网 络 及 保 护 辅 助 设 备 eut 辅助 设备 辅助 设备 耦合网络 1.2/50s-8/20s 混合波浪涌信号发生器 r 注：r= 40 图 a4 平衡线信号口的雷击抗扰度测试方框图 图 a3 非平衡线信号口的雷击抗扰度测试方框图 rrr 26 三相 交流 供电 网络 去 耦 网 络 8/20s 冲击电流发生器 l1 n pe n pe l1 参考接地 l2 l3l3 l2 s1 1234 eut 电 源 口 其 它 接 口 其 它 接 口 辅助 设备 辅助 设备 s2 pe1 a) 三相交流试验接线 注：当 s11 时，则 s22、3、4； 当 s1 pe 时，则 s21、2、3、4 单相交 流/直 流供电 网络 去 耦 网 络 eut 8/20s 冲击电流发生器 l(v+) n(v-) pe n(v-) pe l(v+) 电 源 口 其 它 接 口 其 它 接 口 辅助 设备 辅助 设备 参考接地 b)单相交流/直流试验接线 图 a.5 无线基站电源设备耐冲击电流的雷电防护性能试验 s1s2 注：当 s1 pe 时，则 s21、2； 当 s1 1 时，则 s22。 112pe 27 附附录录 b b （规范性附录）（规范性附录） 同轴电缆安装同轴电缆安装 spdspd 的必要性计算的必要性计算 b.1 计算步骤 是否在来自天线塔同轴电缆的内外导体间安装 spd 可由下列步骤确定： 1）确定沿天线塔流经电缆束雷电流的百分比用天线塔因子“”表示。 2）由组成电缆束的“n”条导体分配总的雷电流。同轴电缆的分流正比于几何平均半径 （gmr）。同时应兼顾束中的所有导体，如波导、同轴电缆、电力电缆、引下线和走线架上 的接地线（如果它们是沿着天线塔电气连通的话）。