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【摘 要】文章首先讨论了我国无线通信基站概况,对基站的现有状况进行了必要的分析,而又有针对性地提出了基站防雷工作实践要点,对基站防雷工作有着一定的指导意义。
【关键字】基站;防雷;实践;要点
目前我国通信领域发展迅速,在2011年一年中,中国电信基站数量已经超过20万个,中国移动在年底基站数量超过46万个,而联通也不甘落后,已经建立起超过30万个基站。在这样的发展规模之下,基站防雷工作被放到了一个新的高度上。
1 我国无线通信基站概况
经济和科技的飞速发展,使得我国无线通信基站的数量随之飞升。与此同时,整个社会对于无线数据传输的需求也空前高涨,众多运营商将数据传输流量打包赠送给用户,同时更为先进的移动终端逐渐普及。所有这些,都加剧着我国无线通信基站的工作量,也提升着其地位和重要性。
鉴于目前无线通信基站的重要性,有必要对其安全工作进行重新的审视,而这个审视过程中,防雷工作占据了一个十分重要的方面。目前无论是何种基站,通常都安装有室外天线,并且为了达到较好的信号传输效果,这些天线通常都选择安装在铁塔或者是位置突出的建筑物上。这种安置天线的方式虽然大大增加了信号的强度,但同时也加剧了天线遭遇雷击的可能性。尤其在通信铁塔接闪的过程中,整个基站的电磁环境都会变得恶劣,加之基站内部存放的本身就是精密仪器,耐压能力十分有限,因此更容易遭到雷电损毁。
通过展开针对通信基站防雷设施的检测工作,并综合有关调查以及基站一线工作维护人员的的反馈情况,可以发现在实际的避雷工作中还是存在有一些问题。
首先是基站避雷针的安装问题,在实际的工作中,没有对避雷针以及天线之间的相对距离和位置进行合理的设计,导致在接闪过程中,天馈线的电磁感应异常,电压过高,从而损坏基站存放设备。
其次,整个避雷系统中的接地方案并不成熟,有待改进。从避雷系统整体来看,天线铁塔和机房的接地系统常常分立,并且接地并不规范,这直接为避雷器以及等电位连接带来弊端,并且对于电阻的控制也难以到位。同时,对于一些应当进行接地设置的地方,没有必要的接地处理,比如供电线路在进入基站前,金属保护外管有否接地等,都直接关系着基站的安全。
2 基站防雷工作实践要点
根据目前工作中出现的众多问题,有必要提出针对性的改进建议:
2.1 完善整个基站防雷设计
想要基站获得比较好的防雷效果,首先需要对设计工作充分重视。需要根据基站所处地理位置的气象条件、海拔高度、周边环境、供电方式以及建筑物特征等方面因素来对整个防雷工作进行综合设计,其主要设计目标应当包括供电网络布局的设计、接地点的设计、地网的布局、避雷器的安置等方面。必须确保整个接地系统能够将绝大部分雷电流导入大地,并且杜绝相应电流产生的电磁影响,提高整个基站的抗雷电能力。
此外,随着基站设备的不断的更新升级,对雷电的抵抗能力也会因为这些内部设施的变化而有所改变,甚至是供电线路的布局也会改变,因此,每次变化,都应当根据新的防雷需求,参照以往的防雷系统设置来确定新的系统,保证基站对雷击的抵御能力。
2.2 避雷针的设定
在整个基站的制高点或突出位置安装避雷针,是有效避免直击雷危害的重要途径。在设置避雷针的过程中,应当特别注意让整个基站处于避雷针所形成的椎体中,使用40mm×4mm的热镀锌扁钢作为专门的避雷针雷电引下线,当避雷针安装在铁塔上的时候,如果塔身导电性能良好,也可以使用塔身作为接地导线,但是应当注意其与大地的衔接状态。在计算避雷范围的时候,应当严格遵照滚球算法进行计算,通常采用滚球半径45m运算。此外,设定避雷针的时候还应当严格控制避雷针和基站天线之间的距离,通常不应小于3m。
2.3 电力系统保护
电源是基站工作的必要保证,同时也是雷电袭击的主要方向之一。基站作为正常用电单位之一,通常也采用架空明线铺设方式引入电力,这种铺设方式容易产生电磁耦合进而导致线路雷击事故的发生。对此,应当首先坚持低压供电,且变压设备距离基站应大于15m。同时,在实际工作中,比较推荐分级保护的方式抵御雷电袭击,逐级将雷电流进行释放,消除其危害性。需要在变压器低压侧、进入机房交流屏入口处以及重点保护的电子设备电源线入口处安装避雷器。在对避雷器进行选择的时候,应当考虑各级之间的能量分配和电压配合,以及两级之间的有效配合,在许多因素难以确定时,建议在机房内采用组合型串并式电源避雷器。
2.4 接地系统的铺设
无论整个避雷系统如何完善,如果没有合适的接地系统将这些雷电流进行导出,整个避雷系统还是难以发挥作用。
无论导出的是直击雷还是感应雷,从接地方面而言,都是一样的。在这一方面,存在有很大的常识误区。通常认为将接地线与接地体相连,就能够将相应的电流导入大地,但是在实际工作中,不仅接地体的安置状态,包括周遭环境也直接关系到避雷效果。针对于目前广泛使用的数字设备,应当采用联合接地方式,以避免形成悬殊的电位差。同时注意直击雷电流在进入大地的过程中有可能形成较大电场,因此,基站接地点同基站机房之间应当严格控制距离,不应小于5m,对于接地电阻相对较大的地区应当控制在10m以上。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、机房地网、变压器地网互相之间应每隔3~5 m 相互焊接连通一次,连接点不应少于2点。
在设定接地的过程中,对于大地的电阻值应当进行严格的测定,同时需要将天气状况纳入考虑的范围并加以正确估计。每个地区土壤的状况都不一样,而基站又需要严格控制雷电袭击的发生,对此首先需要对土壤的阻值进行测定,同时应扩大范围查看周围土壤的导电能力。此外,对于天气状况,一年中雨水分布等问题进行考虑,才能正确估计到土壤在全年各个时段的导电能力,进而建立起值得信赖的防雷系统。
3 结论
除上述若干要点以外,等电位连接、天馈系统的特殊保护等也是整个防雷系统建设的要点。但是另一个需要特别注意的方面,则是对于整个防雷系统的维护。随着技术的进步,有关设备的不断更新,可能导致已有的防雷系统适用性下降等问题的发生。还可能因为整个接地线路的氧化而降低导电性能。针对此类问题,需要在每年雷雨季到来之前,有针对性地展开必要的考察和维护,才能确保防雷系统正常发挥作用。
参考文献:
[1]王德言.移动通信基站防雷与接地浅谈[J].中国雷电与防护,2006(3)
[2]史俊青.移动通信基站防雷与接地[J].电信工程技术与标准化,2003(9)
[3]曹和生,吴少丰,匡本贺.建筑物防雷装置检测技术规范(GB/ T 21431- 2008) [ S] .北京: 中国标准出版社.2008
【关键字】基站;防雷;实践;要点
目前我国通信领域发展迅速,在2011年一年中,中国电信基站数量已经超过20万个,中国移动在年底基站数量超过46万个,而联通也不甘落后,已经建立起超过30万个基站。在这样的发展规模之下,基站防雷工作被放到了一个新的高度上。
1 我国无线通信基站概况
经济和科技的飞速发展,使得我国无线通信基站的数量随之飞升。与此同时,整个社会对于无线数据传输的需求也空前高涨,众多运营商将数据传输流量打包赠送给用户,同时更为先进的移动终端逐渐普及。所有这些,都加剧着我国无线通信基站的工作量,也提升着其地位和重要性。
鉴于目前无线通信基站的重要性,有必要对其安全工作进行重新的审视,而这个审视过程中,防雷工作占据了一个十分重要的方面。目前无论是何种基站,通常都安装有室外天线,并且为了达到较好的信号传输效果,这些天线通常都选择安装在铁塔或者是位置突出的建筑物上。这种安置天线的方式虽然大大增加了信号的强度,但同时也加剧了天线遭遇雷击的可能性。尤其在通信铁塔接闪的过程中,整个基站的电磁环境都会变得恶劣,加之基站内部存放的本身就是精密仪器,耐压能力十分有限,因此更容易遭到雷电损毁。
通过展开针对通信基站防雷设施的检测工作,并综合有关调查以及基站一线工作维护人员的的反馈情况,可以发现在实际的避雷工作中还是存在有一些问题。
首先是基站避雷针的安装问题,在实际的工作中,没有对避雷针以及天线之间的相对距离和位置进行合理的设计,导致在接闪过程中,天馈线的电磁感应异常,电压过高,从而损坏基站存放设备。
其次,整个避雷系统中的接地方案并不成熟,有待改进。从避雷系统整体来看,天线铁塔和机房的接地系统常常分立,并且接地并不规范,这直接为避雷器以及等电位连接带来弊端,并且对于电阻的控制也难以到位。同时,对于一些应当进行接地设置的地方,没有必要的接地处理,比如供电线路在进入基站前,金属保护外管有否接地等,都直接关系着基站的安全。
2 基站防雷工作实践要点
根据目前工作中出现的众多问题,有必要提出针对性的改进建议:
2.1 完善整个基站防雷设计
想要基站获得比较好的防雷效果,首先需要对设计工作充分重视。需要根据基站所处地理位置的气象条件、海拔高度、周边环境、供电方式以及建筑物特征等方面因素来对整个防雷工作进行综合设计,其主要设计目标应当包括供电网络布局的设计、接地点的设计、地网的布局、避雷器的安置等方面。必须确保整个接地系统能够将绝大部分雷电流导入大地,并且杜绝相应电流产生的电磁影响,提高整个基站的抗雷电能力。
此外,随着基站设备的不断的更新升级,对雷电的抵抗能力也会因为这些内部设施的变化而有所改变,甚至是供电线路的布局也会改变,因此,每次变化,都应当根据新的防雷需求,参照以往的防雷系统设置来确定新的系统,保证基站对雷击的抵御能力。
2.2 避雷针的设定
在整个基站的制高点或突出位置安装避雷针,是有效避免直击雷危害的重要途径。在设置避雷针的过程中,应当特别注意让整个基站处于避雷针所形成的椎体中,使用40mm×4mm的热镀锌扁钢作为专门的避雷针雷电引下线,当避雷针安装在铁塔上的时候,如果塔身导电性能良好,也可以使用塔身作为接地导线,但是应当注意其与大地的衔接状态。在计算避雷范围的时候,应当严格遵照滚球算法进行计算,通常采用滚球半径45m运算。此外,设定避雷针的时候还应当严格控制避雷针和基站天线之间的距离,通常不应小于3m。
2.3 电力系统保护
电源是基站工作的必要保证,同时也是雷电袭击的主要方向之一。基站作为正常用电单位之一,通常也采用架空明线铺设方式引入电力,这种铺设方式容易产生电磁耦合进而导致线路雷击事故的发生。对此,应当首先坚持低压供电,且变压设备距离基站应大于15m。同时,在实际工作中,比较推荐分级保护的方式抵御雷电袭击,逐级将雷电流进行释放,消除其危害性。需要在变压器低压侧、进入机房交流屏入口处以及重点保护的电子设备电源线入口处安装避雷器。在对避雷器进行选择的时候,应当考虑各级之间的能量分配和电压配合,以及两级之间的有效配合,在许多因素难以确定时,建议在机房内采用组合型串并式电源避雷器。
2.4 接地系统的铺设
无论整个避雷系统如何完善,如果没有合适的接地系统将这些雷电流进行导出,整个避雷系统还是难以发挥作用。
无论导出的是直击雷还是感应雷,从接地方面而言,都是一样的。在这一方面,存在有很大的常识误区。通常认为将接地线与接地体相连,就能够将相应的电流导入大地,但是在实际工作中,不仅接地体的安置状态,包括周遭环境也直接关系到避雷效果。针对于目前广泛使用的数字设备,应当采用联合接地方式,以避免形成悬殊的电位差。同时注意直击雷电流在进入大地的过程中有可能形成较大电场,因此,基站接地点同基站机房之间应当严格控制距离,不应小于5m,对于接地电阻相对较大的地区应当控制在10m以上。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、机房地网、变压器地网互相之间应每隔3~5 m 相互焊接连通一次,连接点不应少于2点。
在设定接地的过程中,对于大地的电阻值应当进行严格的测定,同时需要将天气状况纳入考虑的范围并加以正确估计。每个地区土壤的状况都不一样,而基站又需要严格控制雷电袭击的发生,对此首先需要对土壤的阻值进行测定,同时应扩大范围查看周围土壤的导电能力。此外,对于天气状况,一年中雨水分布等问题进行考虑,才能正确估计到土壤在全年各个时段的导电能力,进而建立起值得信赖的防雷系统。
3 结论
除上述若干要点以外,等电位连接、天馈系统的特殊保护等也是整个防雷系统建设的要点。但是另一个需要特别注意的方面,则是对于整个防雷系统的维护。随着技术的进步,有关设备的不断更新,可能导致已有的防雷系统适用性下降等问题的发生。还可能因为整个接地线路的氧化而降低导电性能。针对此类问题,需要在每年雷雨季到来之前,有针对性地展开必要的考察和维护,才能确保防雷系统正常发挥作用。
参考文献:
[1]王德言.移动通信基站防雷与接地浅谈[J].中国雷电与防护,2006(3)
[2]史俊青.移动通信基站防雷与接地[J].电信工程技术与标准化,2003(9)
[3]曹和生,吴少丰,匡本贺.建筑物防雷装置检测技术规范(GB/ T 21431- 2008) [ S] .北京: 中国标准出版社.2008