通信机房防雷接地分解

1、通信机房防雷与接地通信机房防雷接地分解第1页主要内容富兰克林与避雷针雷击主要路径等电位连接接地电阻值 基站地网电源SPD最大通流量与接地之间关系光缆内金属构件接地处理馈线SPD是否需要安装问题馈线接地点处理标准防雷器选择通信机房防雷接地分解第2页一 富兰克林与避雷针 避雷针 创造者B Franklin 是电学先驱B富兰克林诞生三百周年。他在171月17日生于美国波士顿。在大气电学方面，他第一个发觉雷电是由电造成。他发觉闪电是一个电荷，这有很大实际用途。他知道电流可被针尖吸引，但不知道闪电是否也会被吸引。一七五二年，他进行了有名、但也是危险试验。试验在费城郊野进行，在一个行雷闪电日子，他把一只镶

2、有金属在顶部风筝放入云层去，连接风筝下端线上则系着钥匙，当行雷闪电之际，他即用手紧握钥匙，当即感觉一个轻微震动，流经拳头，然後经过身体，进入地面。他事後说，那种震动有如电池所产生一样。由此他证实了天电是一个放电现象，创造了避雷针。 图1：富兰克林放风筝进行雷电试验通信机房防雷接地分解第3页 避雷针是是一根简单安装在高层建筑物上金属针，称为接闪器，再加上引下线和接地极，就成为一套完整防护直击雷装置。200多年来避雷针有效地保护了各种建筑物和工业设施，避雷针防雷原理就在于它能接闪雷电流，并顺利地将其引导进入大地，而保护它下面或它周围建筑物不受雷击。避雷针泄放雷电流时，在其周围将产生强烈电磁幅射干扰

3、。在以前，或者说对于普通建筑物，机器，或人类，这种电磁幅射不会带来显著危害。可是到了当代社会今天，计算机和其它精密仪器设备在各行各业大量应用，情况就不一样了。通信机房防雷接地分解第4页 在这些精密仪器设备中，存在大量微电子器件，尤其是计算机芯片。在这些芯片中，集成着大量微小电子元件，它们很小，它们之间绝缘也十分微弱。它们工作在几伏低电压下。避雷针引导雷电流产生强烈电磁幅射将在这些电子器件回路中感应生成过电压，这种过电压将有极大可能性击穿集成电路芯片中元件之间绝缘，摧毁这些芯片，造成对这些精密仪器设备不可填补损坏。 通信机房防雷接地分解第5页从上世纪70年代早期美国消雷器到90年代早期半导体消雷

4、器、左右出现各类优化避雷针,以及八十年代放射源避雷针，到法国依丽（Helita）Pulsar大气高脉冲电压避雷针（Atmospheric high pulse voltage lightning conductor），到九十年代富兰克林避雷针（Franklin conductor）、圣埃尔摩避雷针（Saint Elmo lightning conductor），到现在各种型号提前放电避雷针:通信机房防雷接地分解第6页如拓海通用（TOHI）易敌雷（Indelec）（E.S.E）主动式提前放电避雷针;以及杜尔梅森卫星（Satelit）提前放电避雷针，西班牙Ingesco企业PDC系列主动式早期放电

5、避雷针，等等。 这些都属于非常躲避雷针。半导体消雷器宣传它对雷电有两种作用.一是能够中和云中电荷,二是能够限制雷电流大小.而各类优化避雷针宣传主要作用是能够改变雷电流波形陡度,减小雷电流幅值.其实这些都是人们为了市场制造出来故事。通信机房防雷接地分解第7页主动式提前放电避雷针(E.S.E）依据宣传资料介绍主要有两个作用，一是它能够“主动放电”，或“提前放电”，或“早期放电”。即这些避雷针比普通避雷针含有更加好引雷性能。二是将它提前放电时间换算成提前放电距离后，相当于增加了避雷针高度，从而能够增大保护半径。在相同接地网（极）和引下线情况下，一根等高普通金属针作接闪器与一支昂贵洋避雷针作接闪器能够

6、得到一样保护效果和保护半径。通信机房防雷接地分解第8页国际学术界对以法国为首ESE避雷针，并对其提出对应标准草案持完全否定态度。17位属于ICLP（International Conference on Lightning Protection，国际防雷保护会议）科学委员会组员科学家，签发了一个联合申明，反对ESE避雷针技术。这些科学家代表了15个国家，包含美国、日本、英国、和12个大陆欧洲国家。 通信机房防雷接地分解第9页接闪器 建筑物接闪器（国家标准GB50057-94要求接闪器由避雷针、避雷带、避雷网格）；建筑物柱内钢筋；基础接地体组成。通信机房防雷接地分解第10页二 雷击主要引入路径

7、雷电能够从基站通信设备四个接口影响移动通信基站正常工作，如图所表示： 通信机房防雷接地分解第11页1）电源端口一直是雷电保护重点，相关统计数据显示，雷击造成设备损坏90以上都是与电源端口相关接口。2）天馈端口雷电保护，标准要求SPD作为馈线能够选择保护器件（不是必须）。但对于馈线雷电保护接地却有明确要求：铁塔上架设波导馈线、同轴电缆金属外护层应分别在上、下端及进入机房入口处外侧就近接地，当馈线及同轴电缆长度大于60m时，其外护层宜在塔中间部位增加一个接地连接点,接地连接线截面为大于10mm2。 另外馈线接地线应防止从雷电引下线，尤其是从铁塔角引接。当基站采取房顶铁塔方式时，馈线入口处接地排必须

8、接在地网上，而不宜接在房顶铁塔塔基上，从而防止雷电流直接进入机房。通信机房防雷接地分解第12页3）信号及系统端口：因为基站为了实现无人值守，采取了环境监控装置3)站内传输设备与基站发射机等相连信号线，这些信号端口对于雷电抗扰度是较弱，基站经常有信号接口雷击损坏统计，而且在采取屏蔽线时一样有雷击造成信号接口雷击损坏统计，在K56内容中基站设备信号端口没有提供耐受浪涌电压（电流）指标要求，耐受能力依据没有，怎能评判是否对信号端口进行保护（当然包含电源设备耐受浪涌电压/电流指标）。4）接地端口主要是瞬间电位升对设备影响； 通信机房防雷接地分解第13页对于接地端口主要是瞬间电位升对设备影响，移动机房设

9、备直流供电普通采取两种形式：24V（直流负接地）和-48V（直流正接地），而这两种形式供电都是需要接地。当有雷击经过地网泄放时，则会造成瞬间电位抬升，这么就使得直流电源正负极瞬态电位差很大，造成设备敏感部位（整流模块和收发信机等）损坏。因为地电位抬升有时会从前端（开关电源直流输出口）引入损坏设备，也有可能从后端（用电设备如GSM直流输入口）引入损坏设备，所以应在直流电源两端分别加装防雷器，形成直流电源正、负极与地瞬态等电位。通信机房防雷接地分解第14页预防因地电位升高造成电位还击损坏设备。以往对阻性耦合，地电位升影响仅仅是理论分析上，在实际应用结果统计上，现场基站开关电源那边直流SPD雷击损坏

10、情况还极少见，下面是在其它省、某地域直流SPD击坏照片，显示了加在开关电源直流端SPD被雷电击坏情况，从击坏情况能够看出地电位升高产生能量还是相当可观。所以基站开关电源直流SPD不是可装可不装问题，在雷暴日较多、雷电强度较大地域，尤其是有铁塔基站，在开关电源直流端一定需要加装直流SPD进行保护。通信机房防雷接地分解第15页通信机房防雷接地分解第16页三、等电位连接1、基站内经常遭雷击损坏设备情况 曾遭雷击损坏设备：电源类占88%（变压器、配电箱、稳压器、整流模块、空调主板、照明系统），信号类占12%（GSM或CDMA设备关键CPU、用户板、监控、传感器、消防控制板、小微波）。 通信机房防雷接地

11、分解第17页2 基站内经常遭雷击损坏设备原因与分析这些设备损坏都是因为机房内一些设备电源线、信号线遭受雷击或有感应过电压时，使得本身电位抬高。而其它设备仍处于低电位或零电位状态，因为机房内设备经过电源线或信号线都有若干联络，这么就在设备间形成了等电位差，造成了设备绝缘及内部元器件被击穿所至。 机房设备接地方式等效图普通如图一所表示，当有雷击时，会在接地引线上产生较大电位差，这个电位差有时足以使设备损坏。 通信机房防雷接地分解第18页设备A设备B地电位抬高U=Ldi/dt+IR零电位 这个电位差，可依据下式算出：U=Ldi/dt+IR，如引线长1m，入侵雷电流为20kA(8/20us),则每米导

12、线上电压降为3.6kV,如接地线长度为5米则地电位抬高为18kV。 通信机房防雷接地分解第19页为了减小此电位差，可采取如图所表示方法加以改造，这时电位差，可依据下式算出：U=Ldi/dt+IR如引线长1m，入侵雷电流为20kA(8/20us),则每米导线上电压降为3.6kV，假如等电位连接点提升到a点（a至设备B之间为0.5m, a至PE之间为4.5m ），则设备A和设备B之间电位差降为原来十分之一1.8kV，此改造方法适合用于机房设备较多情况下使用。 采取右图所表示方法改造后设备间电位差会更低，效果更加好。 a设备A设备B地电位抬高U=Ldi/dt+IRa设备A设备Ba地电位抬高U=Ldi

13、/dt+IR通信机房防雷接地分解第20页3 通信用开关电源必须和电源一级SPD进行等电位连接 移动基站机房设备等电位连接，普通都忽略了一个至关主要步骤，就是开关电源与电源一级SPD之间等电位连接。因为普通从交流配电箱配送到开关电源都是三相四线形式电源，不做等电位连接等效形式如图所表示： 通信机房防雷接地分解第21页被保护设备SPDU1U2U3以上是SPD安装后残压示意图。当有雷电流时，其中：U1为从配电箱到SPD连线上残压；U2为SPD本身残压；U3为从SPD接地端子到接地汇流排间连线残压。这时，加在被保护设备上残压为：U改造前=U1+U2+U3 SPD与被保护设备等电位通信机房防雷接地分解第

14、22页为了减小加在被保护设备上残压，我们能够采取如图所表示方法，即在SPD接地端子与被保护设备接地汇流排间加一根等电位连接线。此时加在被保护设备上残压为：U改造后=U1+U2 或 U改造后= U改造前-U3当有雷电流（8/20s）时，在导线上产生电压降可按下式计算： 假如引线长1米，入侵雷电流为20kA（8/20us），则每米导线上电压降为：V= 11.44(H)20(kA)/8(s )+IR11.44(H)20(kA)/8(s )=3.6（kV） 通信机房防雷接地分解第23页4、机房内等电位连接 4.1 机房内接地汇流排改造在机房走线架上依据走线架位置新设一组环形（日字形或口字形）接地汇流排

15、，材料采取303mm铜排。要求环形接地汇流排为全封闭且电气连通。环形接地汇流排在靠近墙壁两侧用膨胀螺栓和绝缘子将其固定在墙壁上，位于走线架上两侧可用螺钉直接固定在走线架上。依据实际情况，位于走线架上接地排可竖立在走线架上，也可横放在走线架上。接地引下线应就近与环形接地汇流排可靠连接。对于公用建筑或租用民房还应将房间里柱子柱钢筋敲出，也与接地汇流排电气连通。 机房内各设备应用不锈钢螺钉就近与环形接地排可靠连接。包含交流配电箱、开关电源、GSM设备、SDH设备、DDF、环境监控设备、走线架、金属门窗等。 尤其说明：假如机房内空间位置、设备摆放情况不能完全做环形地排，可采取将局部设备做环形地排后，再

16、与其它设备电气连通。 通信机房防雷接地分解第24页4 接地电阻值原来全部通信局（站）防雷检测技术人员，尤其是来自气象局防雷中心检测人员，一提到建筑物、通信局（站）防雷接地检测，第一反应是接地电阻检测，检测合格判断是接地电阻值是否符合各类标准要求，好象只要接地电阻符合要求，那么建筑物、通信局（站）防雷接地问题就处理了，防雷检测工作就完事大吉了！。建筑物、通信局（站）地网接地电阻基本上是人们对于防雷接地合格判定唯一依据。ITU接地手册认为：为进行防雷，也难以设置人员保护所需明确接地电阻。直击雷所带来电流从几百到30万安培不等，这种电流假如经过电阻为1欧姆，理论上能产生非常危险电势。只试图到达1欧姆

17、电阻，这是不合理。有经验表明，假如接地电阻为10欧姆，对大楼、变压器、传输线路、塔和其它外露构件防雷保护就变得非常可靠。本标准是年3月6日颁布，其实作为标准主要起草人，当初作为另外一个标准主要起草人，已经完成了YD5098-2005通信局（站）防雷接地工程设计规范报批稿，即使YD5098-2005条款在这以后有所改变，但标准内容及关键没有任何改变，在新标准中已经将通信局（站）接地合格判定依据从接地电阻值变换为另外一个方式。 通信机房防雷接地分解第25页比如：对于综合通信大楼、数据通信局或者市话局其地网应利用建筑体基础部分混凝土内钢筋和围绕建筑体四面敷设环形接地体（由垂直和水平接地体组成）及与之

18、相连电缆屏蔽层和各类管线相互焊接组成。在标准中没有提及综合通信大楼地网接地电阻问题，这里仅对地网组成提出了明确要求，但其地网接地电阻值被认为能够忽略。中讯邮电设计院在1998年以来对全国各个运行商通信局（站）改造时，这一观点得到了广泛应用。在我们咨询改造得通信局（站）普通都是将原有局站内建筑物地网及机房进行连接，组成环形地网。接地电阻值没有检测过、也不考虑局方提供接地电阻值（仅仅作为参考），防雷接地改造后局（站）经过多年统计，基本上没有雷击发生设备击坏统计。 总而言之，因为通信局（站）联合接地利用建筑物其钢筋混凝土基础已经是能够取得可得到最低接地电阻值以及设备在此条件下可能得到接地电阻值。伴随

19、技术进步，工程设计实践应用逐步深入，尤其是模拟技术与数字技术发展、铜线与光纤技术演变引发差异，原来模拟技术因为实线引发局间电位问题，已经得到处理。所以标准中没有再提及交换设备对接地电阻值要求，标准条文是严格，既对全部建筑物地网进行环形连接方式组成最大面积，来代替对接地电阻值大小要求。通信机房防雷接地分解第26页世界各个国家对于基站接地电阻都有明确要求，世界著名移动通信设备生产商也在标准中明文要求了接地电阻值，按照原YD5068-1998移动通信防雷接地设计规范要求，基站接地电阻要求为5，接地电阻5要求是否能满足基站防雷需要，接地电阻5要求在大地电阻率较高地域是否能够到达呢？。经过中讯邮电咨询设

20、计院对这个问题长达10几年时间，最早研究结果发表在广东全国微波站防雷会议上一篇微波站地网优化设计问题考虑与接地电阻测量论文，该文改变人们固有传统观念，并被当初多个省微波局列为规范，做为处理接地电阻问题方法，以后我们和广东移动合作移动通信基站地网优化设计及新型综合防雷接地处理方案，以及与广东移动通信有限责任企业江门分企业移动通信基站防雷接地科学研究合作项目先后在项目中得到应用，结果证实该论点是正确，而且在其它省基站也得到了广泛得应用。新标准基本上对基站接地电阻是这么处理：当基站所在地域大地电阻率较低时，基站地网接地电阻普通小于10，当采取环形接地时，地网面积普通应大于100m2；当基站土壤电阻率

21、大于1000m时，可不对基站接地电阻给予限制，但要求其地网等效半径应大于等于20m，并在地网四角加以10m20m辐射型接地体。地网环形接地体周围能够依据地形、地理情况决定其形状。通信机房防雷接地分解第27页 五基站地网5.1 基站地网组成移动基站地网由机房地网、铁塔地网或者由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，基站地网应充分利用机房建筑基础（含地桩）、铁塔基础内主钢筋和地下其它金属设施作为接地体一部分。 1）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

22、通。2）铁塔地网：当铁塔位于机房旁边时，应采取40mmx4mm热镀锌扁钢将铁塔地基四角塔脚内部金属构件焊接连通组成铁塔地网，其地网网格尺寸不应大于3m3m，其周围为封闭式，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。 3）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连接焊通，普通宜在两处连通焊接连通，以相互组成一个周围封闭地网。通信机房防雷接地分解第28页5.2 基站不一样构筑物地网形式1）

23、铁塔建在机房上地网 当铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应与楼（房）顶避雷带就近不少于两处焊接连通，机房铁塔除利用建筑物框架结构建筑四角柱内钢筋作为雷电引下线外，且在铁塔避雷针上设置专门雷电引下线（若铁塔金属构件电气连续可靠，铁塔避雷针能够不设置专门雷电引下线），在天线铁塔避雷针引下线所接垂直接地体周围施放液状长期有效降阻剂，这么有利于增加雷电流泄流能力。接地系统除利用建筑物本身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设置20米左右水平接地体作为辐射式接地体，以利散流。机房内接地排分为一侧单独设置或者两侧各一个接地排方式。通信机房防雷接地分解第29页通信机房防雷接地分解第30页2）铁

24、塔四角包含机房地网 移动通信机房为框架结构建筑，机房包含在铁塔四角之内，铁塔避雷针应专门设404热镀锌扁钢作为雷电引下线（若铁塔金属构件电气连续可靠，铁塔避雷针能够不设置专门雷电引下线），接地系统应利用建筑物本身基础和铁塔四角外设环形地网为其接地装置，接地网面积最小应大于1515mm。若土壤电阻率大于1000m时采在原地网基础上加附加辐射形接地体，即在地网四个角向外辐射20m左右水平接地体，在水平接地体终端附加垂直接地体，其水平接地体四面采取长期有效降阻剂处理。机房接地排分为一侧单独设置或者两侧各一个接地排。通信机房防雷接地分解第31页通信机房防雷接地分解第32页3）铁塔建在机房旁边地网 将机

25、房、铁塔、变压器地网相互独立地网相互连通组成一个联合地网，假如土壤电阻率较高地域，再在铁塔地网远离机房一侧铁塔两角采取辐射型接地体，并在辐射型水平接地体周围采取液状长期有效降阻剂处理。通信机房防雷接地分解第33页4）自立式铁塔或者通信杆塔地网 自立式铁塔普通采取塔基基础内金属作为接地体，自立式铁塔接地系统应和建筑物接地以及避雷带相连，宜围绕机房做一个地网，其地网应与自立式铁塔地两端相连。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。通信机房防雷接地分解第34页5）利用办公楼、大型建筑作为机房

26、地网 机房建在办公楼、大型建筑地网，应充分利用建筑物本身各类与地组成回路金属管道（如消防水管），并与大楼顶避雷带上或者在大楼顶避雷网预留接地端屡次连接，在条件允许情况下，应将机房内几根柱子内钢筋与大楼顶避雷带上或者在大楼顶避雷网预留接地端相互连在一起作为基站接地。通信机房防雷接地分解第35页6）土壤电阻率较高、有引外接地时铁塔建在机房旁边时地网、杆塔建在机房旁边时经典地网设计通信机房防雷接地分解第36页6 电源SPD最大通流量与接地之间关系因为基站防雷接地对于接地电阻值放宽了要求，基站接地电阻值不是那么主要了，但基站防雷接地系统确是必须！。接地网最正确面积大小确是非常主要。一个接地地网面积不论

27、有多大，在工频时，是能够把接地体表面近似地看成等位面，故接地网全部面积都能得到利用。不过，许多根接地体在地中组成网状接地体，在冲击电流作用下，当土壤电阻率和介电系数一定时，接地网冲击等效半径就是一个常数，而冲击等效半径要比接地网面积等值半径小得多，即在冲击电流情况下，仅仅利用接地网很小一块面积。在工频时，接地电阻之所以和接地网面积平方根成反比，是因为接地网上电位比较均匀，全部接地体都起着散流作用，接地网得到充分利用缘故。但在雷电流作用下，情况就不一样了。因为接地体电感作用，接地网电位展现不均匀性，离开雷电流引入点愈远地方，接地体上电位就愈低，甚至电位为零，其改变规律按指数曲线衰减，只有雷电流引

28、入点附近一块接地网才起着散流作用，而且散流程度与这一块面积上电位分布成正比。通信机房防雷接地分解第37页雷击电流经过接地系统流入大地，接地网提供了泄流渠道，接地电阻增加，自然还击地电位提升，由地电位施加在电源配电线上对地电压或者地对线电压增加了。因为电流幅值很大，在接地体周围形成强大电场，土壤展现电阻率，也受到电场强度影响，伴随电场强度增加，也就是伴随电流密度增加，土壤电阻率随之降低，接地体周围电场强度到达一定数值时，电压和电流不是直线关系，而展现非线性，等效于接地电阻减小。地网接地电阻与引外线路耐雷水平成反比，依据基站所在地域土壤电阻率情况，在条件允许情况下，尽可能地降低基站地网接地电阻，这

29、是提升线路耐雷水平基础。地网设计时，在大地电阻率较高情况下，采取对地网优化设计方式，表面上忽略了地网接地电阻值大小要求，其实接地电阻值不可防止增加了，从而造成地网地电位升高，由此提升SPD最大通流容量量级是必须。 通信机房防雷接地分解第38页7 光缆内金属构件接地处理进入基站光缆，其内部金属构件加强芯和光缆PVC塑料内金属护层接地非常主要，按照ITU K25光缆接地有两种方式，一是将光缆金属构件直接接地，另外是将光缆金属构件断开不接地。在基站采取方式是前者。因为光缆普通都是架空引入机房，长距离架空光缆可能将雷电引入机房，悬挂光缆钢绞线普通能够经过加绝缘子将光缆金属构件断开不接地或钢绞线直接接入

30、基站地网方式泄放雷电流。但光缆只有进入基站后，才能将光缆钢芯和金属护层接地。假如有光缆接头盒，则光缆钢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，光缆钢芯和金属护层接地不良话，最多在光缆接头盒附近对地发生放电现象。假如光缆进入基站后直接进入综合柜，按照要求将光缆钢芯和金属护层直接接在专用接地端上，并用不少于16平方毫米多股铜线引到站内第一级汇流排接地。但因为光缆钢芯轻易接地，而光缆金属护层在施工时往往不注意，没有或接地不良，引发光缆钢芯和金属护层之间电位差，雷击时光缆金属护层在雷电作用下，对光缆钢芯接地端放电，轻者金属护层在雷电作用下，拉弧产生与接地端放电，重者致使光缆塑料外层燃烧

31、。燃烧后果非常严重，图1是西南地域光缆塑料外层燃烧后严重后果，光缆燃烧后造成馈线燃烧情况。通信机房防雷接地分解第39页通信机房防雷接地分解第40页8 馈线SPD是否需要安装问题ITU K.56无线通信基站雷电防护是ITU-T K系列标准中相关移动通信基站防雷接地技术性标准，最终修订版本于颁布，该提议提供了天线塔同轴电缆内外导体间是否安装 SPD计算方法，其中雷电流峰值取自首次雷击，而di/dt取自后续雷击，此时条件最严酷。馈线电缆横向电压计算以下式： 式中， Ic：临界雷电流 kA zt：馈线单位长度转移阻抗 /m :：天线塔因子 无量钢 L：同轴电缆长度 m rc：同轴电缆几何平均半径 mm

32、 rall：导体束中全部导体几何平均半径之和 mm通信机房防雷接地分解第41页横向电压与接至电缆设备界面耐受能力比较，假如横向电压大于设备界面耐受能力，则必须安装SPD,假如横向电压小于设备耐受能力则无须安装SPD。经过对管式塔、三角塔、四角塔计算，馈线电缆横向电压范围为0.0060.050kV。不一样雷暴区馈线电缆横向电压以下表：这些计算结果表明，全部数据都低于ITU所讨论无线设备耐受能力, 在这最严酷计算条件下，计算结果能够明确表明，移动通信基站天馈线普通不需要安装SPD进行保护。假如基站采取微波中继方式，微波电缆采取是多芯同种电缆（电源、控制、信号），应在机房内微波机直流端口加装保护器。

33、因为雷击铁塔时，电缆馈线上电源线电位上升，其上升幅度为地网电压与塔身电压之和，而机房内部电源系统电位上升幅度为地网电压，二者之间压差可能造成微波设备损坏。通信机房防雷接地分解第42页9 馈线接地点处理标准基站馈线因为在避雷针保护下，依据雷电保护区划分，直击雷不可能直接击到造馈线上，数十米馈线为了等电位连接、就近接地泄流需要，普通要求铁塔上敷设同轴电缆金属外护层及馈线应分别在天线处、离塔处以及机房入口处外侧就近接地；当馈线及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，室外走线架始末两端均应接地。依据电磁兼容原理，馈线在机房入口处外侧需要就近接地，而且同轴线接地引线应在机房外直接与地

34、网连接接地方式。对于铁塔在机房附近情况由上图所表示。但对于建在机房上面铁塔，馈线塔下接地点就非常主要了。通信机房防雷接地分解第43页通信机房防雷接地分解第44页从雷电流分配模型能够看出，当雷击避雷针情况，95% 以上雷电涌电流流经大楼立柱、墙壁。避雷针引线中雷电流仅仅是百分之几百分比。而且入侵大楼雷电流几乎全部集中在外墙，大楼内柱子中电流仅占百分之几以下。大楼内雷电流几乎全是沿纵向柱子入侵，除房顶外，横向电流极少。那么避雷针引线中雷电流仅仅是百分之几百分比，对于铁塔保护馈线系统电磁场感应电流更小可怜！。通信机房防雷接地分解第45页计算结果表明，当直击雷雷电流是100kA时，流经每个铁塔四角塔体

35、钢结构雷电流，假设是均匀分配情况，即25kA/每塔体结构，此时由雷电电磁场在馈线感应电流不超出1kA。在4.5节对管式塔、三角塔、四角塔计算，馈线电缆横向电压范围仅为0.0060.050kV。尚若对于建在机房上面铁塔，馈线塔下接地点，假如不是直接接在地网上，而是接在铁塔塔体一角话，雷电流分布就大不一样了，原本经过铁塔塔体、建筑物柱子钢筋流入大地25kA/每塔体雷电流，就分为两过渠道，雷电流一是经过建筑物柱子钢筋流入大地，二是由雷电电磁场在馈线不超出1kA感应电流加上由塔体、塔角分流到馈线、设备外壳、接地线流入大地雷电流，变为数千安、甚至10kA以上，即增加了雷电流流入基站机房渠道与量级。江门基

36、站主要是铁塔建在机房上面机房，在防雷接地改造中，将接在铁塔角馈线接地线改为了直接接入地网方式。通信机房防雷接地分解第46页10、 SPD分类及功效要求 10.1浪涌保护器 浪涌保护器（Surge Protective Devices简称SPD）在通信局（站）是用于各类通信系统对各种雷电电流、操作过电压等进行保护器件。SPD能够分为： 1）开关型（间隙型）SPD（ Switching type SPD） 安装在普通建筑物外, （按照IEC 1312-3要求，普通用在LPZ0B- LPZ1区）用于电源系统SPD，开关型SPD由放电间隙、石墨等材料组成，或者由间隙和限压型器件组合SPD。 2） 限压

37、型SPD Voltage limiting type SPD 安装在防雷区建筑物内SPD，可疏导8/20s模拟雷电冲击电流。限压型SPD普通由氧化锌压敏电阻（MOV）或半导体放电管（SAD）等元器件组成，在通信局（站）推荐使用限压型SPD。 另外由MOV与滤波器、半导体放电管（SAD）与MOV等电路能够组成混合型SPD。通信机房防雷接地分解第47页9.2 在通信局（站）不允许使用SPD类型 10.2.1 开关型（间隙型）及其组合型 标准中提及了开关型及开关组合型电涌保护器不应在通信局(站)低压配电系统中使用，其主要依据是：其一：在中华人民共和国通信行业标准YD1235.1-通信局(站)低压配电

38、系统用电涌保护器技术要求、YD1235.2-通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法、YD5098-通信局站防雷接地设计规范）标准中均已要求其不宜在除N-PE以外其它保护模式下使用，而从当前通信局(站)低压配电系统使用情况来看，诸如因为其在通信局(站)使用中存在工频续流造成通信局(站)燃烧事故和因为其响应时间配合失调造成被保护设备雷击事故等问题很多，实践证实其科学性、安全性、可靠性和稳定性都是无法同限压型电涌保护器相提并论；而从当前通信局(站)低压配电系统使用情况来看，诸如因为其在通信局(站)使用中存在工频续流造成通信局(站)燃烧事故和因为其响应时间配合失调造成被保护设备雷击事故等问题很多

39、，实践证实其科学性、安全性、可靠性和稳定性都是无法同限压型浪涌保护器相提并论；直击雷雷击通信局(站)并侵入到0B区域是极小概率事件，即使发生，开关型以及开关组合型SPD使通信局(站)不造雷害几率也是极小，开关型以及开关组合型SPD有以下问题：残压高达4000V,两级保护器之间去耦距离要求大于15米移动通信基站机房太小，第一级（B级）、C级两级保护器之间距离，难以满足去耦距离要求,动作时间较慢S级,间隙型保护器雷击电流放电时，电极电弧可瞬间产生7000度高温，间隙型保护器灭弧腔中会排出高速电离气体，爆炸式气体伴随火花产生巨大冲击力。从残压、退耦距离、火花气体、响应时间等原因来看，间隙型在通信局站

40、使用将危及通信系统安全运行。通信机房防雷接地分解第48页 在雷电强度较大地域使用间隙型或组合型雷电电流保护器情况看：第一级（B）级使用10/350S间隙型保护器造成大量基站通信设备大规模受到雷电损坏（假如安装8/20S限压型100kA保护器这类情况是不可能出现）；间隙型与限压型能量配合之间存在火花放电盲点，致使间隙型不动作，造成第二级（C级）保护器承受较高雷电流，C级保护器被雷电击坏；间隙型雷电电流型保护器对雷电响应时间过慢，致使全部雷电流经过C级限压型保护器，造成C级保护器被雷电击坏；间隙型残压过高、两级（B级、C级）去耦距离不足，保障不了通信设备安全运行；爆炸式气体伴随火花产生巨大冲击力将

41、防雷箱箱体冲开；间隙型不能满足全部雷电频谱保护要求，本身安全都不能保障。 所以通信局(站)防雷所考虑主要任务是经过选择符合标准等级(如通流容量为：150kA、120kA、100kA、80kA)限压型电涌保护器进行感应雷防护，从通信局站实际运行情况来看，对于防雷工程设计施工符合YD5098标准通信局（站），限压型电涌保护器是当前最正确和最合理选择。 通信机房防雷接地分解第49页 10.2.2 C级防雷模块并联大通流量防雷器不能使用 标准表中还提及了第一级大通流容量防雷箱不得用“C级防雷模块”并联组装制作。这主要是基于以下两个原因： 1）“C级防雷模块”普通用在开关电源内部，而且模块能够插拔，模块

42、为氧化锌压敏电阻型，而氧化锌压敏电阻是一个非线性电阻，其等效阻抗会随外加电压不一样而显著改变，表现出非常强非线性伏-安特征。当用压敏电阻进行并联组合时，均流技术是非常关键和复杂，它不是对器件进行简单参数筛选，而是要在全工作区间上逐一进行伏-安特征匹配。通常，压敏电阻动作电压（直流参考电压）容差范围是标称电压正负10%，再加上伏安特征分散性，假如不在全工作区间上进行伏-安特征分选和匹配，仅进行简单并联组合，在雷电流冲击下，动作电压低链路首先动作，引发弱点击穿，造成该链路中压敏电阻率先非预期劣化或失效，显然此时并联后通流量并不会有显著提升。压敏电阻非线性越强，这种不均匀性就越大。另外，电感在高频大

43、电流下电压降很大，所以并联技术另一个关键技术就是每一链路等阻抗设计。通信机房防雷接地分解第50页 2）“C级防雷模块”过流、过热保护技术是建立在40kA以下通流容量基础之上，这同空气开关分断能力概念是一样，超出了阈值就无法谈可靠性了。另外，就是在通流容量40kA以下，从实际应用情况看，仍有较多国内外企业模块式SPD过流、过热保护是不可靠，造成了不少设备损坏和机房燃烧事故。而用“C级防雷模块”并联组合而成B级防雷器，因为其内部用于组合防雷模块存在特征各异、均流失调等情况，极易造成其过流、过热保护功效配合紊乱，最终发生失效短路事故。总而言之，对非线性器件进行并联组合，一定要建立在严格专业测量、试验

44、、筛选、匹配和检验等技术基础之上。若不具备这类技术伎俩，而是采取简单并联组合，非但不能显著提升通流容量，而且会带来燃烧等问题。所以第一级大通流容量防雷箱采取“C级防雷模块”并联组装制作是不科学。通信机房防雷接地分解第51页 10.3 SDP功效要求 电源SPD模块及避雷箱功效既满足了SPD普通性能需要，又考虑了环境集中监控对SPD性能监控要求。电源用SPD应符合以下要求： 10.3.1 工程选取限压型SPD时，必须考虑通信局（站）供电电源不稳定等原因。对SPD标称导通电压、标称放电电流、冲击通流容量、限制电压、残压等参数，应依据工程详细情况进行选择。 10.3.2通信局（站）采取电源用第一级模

45、块式SPD，应含有以下功效： 1） SPD模块损坏告警； 2） 遥信； 3） SPD劣化指示； 4） 热容和过流保护； 5） 雷电记数。通信机房防雷接地分解第52页10.3.3 通信局（站）采取电源用第一级箱式SPD，应依据通信局（站）详细情况选择，且含有以下功效： 1）SPD劣化指示； 2）SPD损坏告警； 3）热容和过流保护； 4）保险跳闸告警； 5）遥信； 6）雷电记数。通信机房防雷接地分解第53页11 各类通信局站供电方式要求 通信局（站）供电方式应采取TN系统，TN系统能够分为TNS系统，字母S含义是PE线和N线普通在中性点接地后，配电单独设置不再接触（图1）；TNCS系统，字母C含义是电源至建筑物一段线路中PE线和N线（中性线）是合为一根PEN线。字母S含义是PEN线进入建筑物后即分为PE线和N线并不再接触（图2）；TNC系统，字母C含义是电源中PE线和N线自始至终适用一根PEN线（图3）。通信局（站）最惯用是TNS系统和TNCS系统。 图1 TNS系统 图2 TNCS系统图3 TNC系统 图4 TT系统通信机房防雷接地分解第54页12不一样供电方式对安装SPD要求