无线通信基站防雷设计与接地技术运用研究

2019-01-15张凌志

通信电源技术 2019年7期

张凌志

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江杭州 310000）

0 引言

随着我国社会经济水平的不断提高，人们日益增长的物质需求对各个行业提出了新的要求，其中包括无线通信技术的发展。目前，我国无线通信发展十分迅猛，在很多领域得到了广泛使用，提高了人们的工作效率，方便了人们的学习生活。无线通信基站是一种十分重要的设备，主要是对信号进行发射、传输、中继和接收。基站一般会设置在楼顶或者环境比较空旷的地方，因此很容易受到自然环境的威胁，如雷电的袭击，对电信网络正常运行产生一定的影响。无线通信基站建设过程中，需要使用严格的防雷措施和接地技术，使无线通信基站达到更好的防雷效果。

1 无线通信基站防雷设计

对于无线通信基站设备，雷电会对其造成很大的破坏。由于利用目前的科学技术无法消灭雷电，所以建设无线通信基站的过程中要做好防雷工作。可以充分利用雷电自身的特点，减少其对无线通信基站以及通信设备造成的破坏。无线通信基站防雷设计过程中，要特别注意选择与基站相适应的避雷针或者避雷带，以有效防止被雷击。同时，要选择和基站相适应的、相对比较经济适用的浪涌保护装置，以避免因雷电造成的通信中断问题。实际操作中，无线基站防雷技术多种多样，主要防雷技术具体如下。

1.1 雷电屏蔽设计

雷电屏蔽设计是使用无线通信基站中电磁屏蔽的特点，通过导电材料减少交变电磁场方向，以有效降低雷电对基站的穿透能力。雷电作为一种电流特别大的交变电，能够在流动中自然形成一个很强的电磁场。对雷电进行屏蔽设计，就是充分使用屏蔽这种先进技术，屏蔽雷电产生的交变电磁场，从而让雷电无法对通信设备的正常运行造成影响。

1.2 等电位连接设计

等电位连接设计是把基站设备放在一个金属管道中，雷击后就会产生高电位物体，此时金属管道作为基站设备的外壳能够和高电位物体进行连接，从而让基站装置设备和能够导电的一些物质的电位相同，有效避免因外部电压较高而出现电击现象，进而有效保障无线通信基站的正常运行。

1.3 接口保护设计

无线通信基站建设的过程中会有很多接口，其中包括电源接口、信号接口及接地接口等。发生雷电时，雷电能够通过通信基站的接口对基站的正常运行产生不利影响。因此，要对各个接口的电压运行情况进行消除或者有效降低，即对基站各个接口做好防护措施。接口防护设计时，可以将接口之间的电位差和中线间的电位差进行减弱。例如，对于基站的电源接口，采用相应的空气开关对其进行保护，从而对整体电压的稳定产生积极作用[1]。

2 无线通信基站接地分析

建设无线通信基站的过程中，要做好无线通信基站的接地设计。接地设计中，需要使用线缆接地对通信基站形成相对较小的接地电阻，以有效避免因雷击而产生的高电压对线缆造成的破坏。

2.1 基站铁塔上安装馈线接地

在基站铁塔上对馈线进行布置和设计，需要在通信基站的上端和下端以及进入机房进口的地方，使用就近原则进行接地。同时，机房入口地方的接地需要采用就近原则和接地线网做好连通工作。例如，铁塔的高度在60 m以上时，屏蔽层应当在铁塔中间位置增加一个基站铁塔本身的连接点，在室外走线架开始的一侧和结尾一侧，能够与接地线、避雷带等相关装置做好连接工作[2]。

2.2 基站房顶设置轻型楼顶塔的防雷接地

一般无线通信基站都会设置在环境比较空旷的地方，包括居民楼、写字楼及高层建筑的楼顶，铁塔则在机房的顶部。铁塔的四角是和楼顶的避雷带接地端进行连接，还能够和楼顶的避雷网预留接地端进行焊接连通。此外，还可以在机房的四角处设计辐射式的接地体，以对雷电进行有效分流，从而减少雷电对基站造成的破坏。具体地，通信铁塔接地网需要和塔基四角之间的距离保持在1.5 m以内，网格的边长则应该小于3 m，网格的面积应该小于9 m。需注意，塔基的四角设计是一种封闭的情况，选择塔基地桩的过程中，要有两根以上的主钢筋来支撑铁塔。铁塔所在的位置和通信基站机房地网之间保持3～5 m进行一次焊接连通，且连接点要大于2个。

2.3 基站低压电缆引入时的接地设计

根据相关法律法规对接地技术要求的具体规定，无线通信基站在建设的过程中，对于交流供电系统要采用对基站专门的电力变压器，采用三相五线制的供电方法。基站用电负荷容量的功率20 kW即可。由于基站的用电负荷特别小，所以无线基站没有必要使用变压器，而是将低压电缆直接引入到基站。现实操作中，低压电缆在引入无线通信基站的过程中，要依照电缆长度对其进行划分，百米以内和百米以外所选择的电缆规格是不同的。低压电缆要求整体都埋在地下，对于埋地长度和深度也有一定的要求，长度一般要求不少于15 m，深度要大于70 cm。同时，电缆走线是要具有很好的洞察能力，要设置一些好辨认且明显的标识。电缆能够设置在建筑物的强电井中，也能设置在机房的内部走线架上。需注意，如果电缆在建筑物的外围，就应当使用PVC管把电缆保护起来；穿墙时，要做好相关工作，如装好保护套、做好防水防火措施，以避免电缆损坏[3]。