《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 任务3.7基站防雷与接地技术

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务3.1电波传播技术任务3.2天线技术任务3.3组网技术任务3.4干扰噪声对抗技术项目三移动通信的工程技术任务3.5直放站与塔放任务3.6移动室内覆盖技术任务3.7基站防雷与接地技术3.7基站防雷与接地技术【重点】雷电入侵移动通信基站的防护【难点】基站防雷接地系统【目标】掌握防雷接地工程规范一、雷电入侵移动通信基站的途径当移动通信基站遭受雷击时，雷电危害入侵基站途径主要有直击雷入侵和感应雷入侵。根据受雷击基站的现场勘察得出，感应雷入侵是最主要的原因，具体包括以下几个途径。（一）经过交流电源线引入;（二）经过天馈线引入;（三）经过传输光缆的加强筋引入;（四）经过基站内设备接地端口引入.（一）经过交流电源线引入目前通信基站的交流电源引入大都采用架空的方式，当电力电缆附件发生雷击时,直接暴露在电力电缆周围产生强大的电磁场，感应出雷电过电压并会沿着电力电缆进入基站，损坏机房的用电设备。因此，交流电源电力电缆进入基站前，电缆的铠装护套未接地或接地不当以及机房配电箱未加装一级防雷箱等，都是带来雷电过电压的侵害。（二）经过天馈线引入当基站铁塔遭受雷击时，铁塔上会出现很高的雷电过电压，相应地会在天馈线上感应较高的雷电过电压。若天馈线在进入基站前未接地处理或接地不当，天馈线上感应出的雷电过电压就会沿天馈线窜入基站进而损坏设备。（三）经过传输光缆的加强筋引入当有雷击发生时，露天架空敷设的传输光缆由于光缆加强筋的存在很容易感应上雷电过电压。若传输光缆进入基站前对其加强筋末端的处理不当，加强筋上感应出的雷电过电压会沿着光缆进入基站，很容易造成加强筋在机柜内部对导体拉弧放电，进而损坏通信设备。（四）经过基站内设备接地端口引入当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄流时，由于接地电阻的存在引起基站的地电位升高，会对基站内部设备产生反击的现象。若基站内设备接地不当，设备的接地线过长，便在接地线上感应出较大的感应过电压对设备进行破坏。此外，一级防雷箱的接地线过长，在泄流到大地中，使得地电位迅速抬升，击坏基站机房内通信设备，也是引发雷击的一个原因。二、防雷接地系统及工程规范移动基站防雷接地系统总体上由“一针一网两地排，三线入地三线进局”组成。（一）一针

即1根避雷针，其作用是从被保护物体上方引导雷电流通过，并安全泄入大地，防止雷电直击，减小其保护范围内的设备和建筑物遭受直击雷的概率。基站天线和机房应在避雷针的45°角保护范围之内，如图3-42所示避雷针保护基站天线和机房(1)移动基站地网的组成:按均压、等电位的原理,将工作地、保护地、防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从联合接地网上分别引入。(2)基站接地电阻值应小于5Ω，对年雷暴日小于20天的地区，接地阻值可小于10Ω。(3)基站地网由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，如图所示。（二）一网即1个联合地网，其作用是使基站内各建筑物的基础接地体和其它专设接地体互联互通形成一个公用地网，图3-43联合地网组成(4)机房地网应沿机房建筑物散水外设环形接地装置，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接地网。(5)对于利用商品房作机房的移动通信基站，应尽量找出建筑防雷接地网或其它专用地网，并就近再设一组地网，三者相互在地下焊接连通，有困难也可以在地面上可见部分焊接成一体作为机房地网。找不到原有地网时，应就近设一组地网作为机房工作地、保护地、防雷地。铁塔应与建筑物避雷带就近两处以上连通。(6)铁塔地网：当铁塔位于机房旁边时，铁塔地网应延伸到塔基四脚外1.5米远的范围，网格尺寸应不大于3m×3m，其周边为封闭式；同时还要利用塔基地桩内两根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体。铁塔地网与机房地网应每隔3－5m相互焊接连通一次，连接点不应少于两点。(7)铁塔四个脚均要接地。(8)当通信铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接连通，同时宜在机房地网四脚设置辐射式接地体，以利雷电散流。(9)当电力变压器设置在机房地网边缘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。(10)在不了解大楼设计、施工情况时,不能利用机房内建筑钢筋作接地引入。(11)在可能的情况下，接地网应与大楼水管、排污管等可靠连接。(12)接地系统所有焊点均应作好防锈处理。即2个接地排：避雷排、工作保护地排。1、在大楼接地系统可靠的前提下，天线支撑抱柱、馈线走线架等各种金属设施，应就近分别与屋顶避雷带可靠连通，否则，均应连接至室外避雷排。为安全考虑，楼顶抱杆的防雷接地应尽可能使用40mm（宽）×4mm（厚）的热镀锌扁钢。2、机房内走线架、槽钢、配电箱、电池架等均应与工作保护地排连接。3、接地排的铜排应有足够的孔洞，为防止氧化，铜排需镀铬或镀锡。避雷排应靠近馈线窗用绝缘子安装于墙面，位置不得高于此处馈线接地点。（三）两地排即3个接地引下线：避雷针接地引下线、避雷地排接地引下线、保护地排接地引下线正确入地。1、避雷针接地引下线：通过40mm（宽）×4mm（厚）的热镀锌扁钢将避雷针接地引下线连接到联合地网上，要求远离机房侧、远离馈线爬梯，沿铁塔角向下敷设。2、避雷地排引下线接地点和工作保护地排引下线接地点要远离塔角，3个接地引下线入地点在地网上相互距离尽量间隔5m以上。3、避雷地排接地引下线和工作保护地排引下线的入地连接点必须与地网可靠焊接，与地排可靠连接。4、接地引下线长度不宜超过30m，并应作防腐、绝缘处理，并不得在暖气地沟内布放，埋设时应避开污水管道和水沟。5、接地线宜短、直，不要有回弯或向上拐弯。（四）三线入地即3类引入线：电力线、馈线、光缆正确引入机房。1、基站电力线（1）电力线引入在条件允许情况下采用直埋方式（穿管或采用铠装电缆），直埋长度不少于15米，钢管或电缆金属护套两端应就近可靠接地。（2）设备电源线、控制线应采用绝缘阻燃软电缆，零线应直接接地。（3）在基站交流电源进线处和开关电源交流引入端之间安装多级SPD，实现多级防护，逐级限压，达到供电线防雷的目的。（五）三线进局2、传输线（1）传输线的加强芯在终端杆处必须接地。（2）传输线进出机房必须采用直埋的方式，埋设必须规范。（3）传输光缆进机房前，统一采用在馈线窗口处切断光缆加强芯及金属屏蔽层，将光缆加强芯及金属屏蔽层断开处的远端接至避雷地排，进机房端的光缆加强芯及金属屏蔽层不再接地。（五）三线进局3、天馈线（1）架设有独立铁塔的馈线应采用截面积不小于10mm2的多股铜线分别在天线处、离塔处、馈线窗入口处就近接地；（2）当馈线长度大于60m时，在铁塔中部增加一个接地点。（3）馈线接地线的馈线端要高于接地排端，馈线与接地线接头朝下，接头紧密，走线要朝下。（4）接地线与馈线的连接处一定要做好防水处理。（5）馈线接地处水平走线时要求有明显的回水弯，地线最低点要低于接地点10厘米。垂直走线不要求有回水弯。（6）要求在机房入口馈线头处安装避雷器，避雷器的接地线采用≥10mm2的多股铜芯导线接至集线器，集线器采用≥35mm2的多股铜芯导线接至避雷地排。（五）三线进局雷击放电是影响通信服务可靠性的重要因素，也得到了大家的广泛关注，探讨科学有效的雷击防护十分重要。针对移动通信基站建设采取一些防雷接地措施，避免基站遭受雷击影响与破坏，但每年仍有部分基站遭受雷击损坏。科学有效防雷是一项复杂的系统工程，在现有的防护基础上，采取适当的保护设备措施增强防雷的能力。三、防雷技术新探索传统防雷技术一般采用并联式防雷，常用的保护器件在保护中的损坏均呈短路状态,将出现保护网络的失效导致系统的“失效”状态。为了避免这种情况，保护器件需要有巨大的能量吸收能力，需要巨大的成本（最大雷击能量为200KA），通用的并联型保护设备，检测的残压为系统要求的残压值，而在工程安装中不可避免的出现引线和接地线过长，且线路残压很高，导致线路和保护设备串联后的总残压远远大于系统残压，从而出现“保护器不动作或者即使动作也发生设备损坏”。1、传统防雷技术（1）采用串联式网络串联式防护是防雷技术发展方向，在串联网络防护中，反射网络不需要吸收能量，不存在因为雷击能量过大而损坏，只出现串联的负载过大的损坏情况，这可以根据不同的负载选择不同的负载容量避免；同保护设备呈串联关系，雷击电压也因等效阻抗的串联关系分压，绝大部分浪涌电压分配在保护网络上，使被保护设备上很小浪涌电压，实现保护可以阻断双向浪涌电压，实现两c侧网络的保护。2、防雷技术新探索2、防雷技术新探索（2）系统整体防护在整体防护的基础上，对整个网络进行全面分析,找出网络间、设备间、端口间的关系，从而实现系统全面的防护，该防护主要在端口防护的基础上解决了网络间的传导抑制问题，目前主流的发展趋势是实施分离式接地技术”和“途