摘要：移动通信基站是信号传递的根本，在如今信息化的时代，移动通信基站的正常运行尤为重要。由于移动通信基站在运行过程中极易受到雷电的袭击，因此，雷电防护措施是否有效，直接决定着移动通信基站能否正常运行。可见，雷电防护措施的制订已然成为基站建设的重要工序之一。简要分析了雷电入侵基站的主要方式，分别介绍了直击雷和感应雷等不同形式的雷电的防护措施，以保证移动通信基站免受雷电的侵害而持续正常运行。
关键词：移动通信基站；雷电；防护措施
我国的移动基站防雷技术在社会经济与科技快速发展的双重作用下，得到了较大的进步。雷电对于电子器件高度集成、耐冲击性较差的通信基站来说，是主要危害之一，容易造成过电压雷击，导致通信设备损坏。对移动通信技术做好防雷技术保护，避免基站遭受雷击，降低感应雷击的危害位，是保证移动通信基站的正常运行以及移动客户良好使用效果的重要途径。
1雷击对移动基站雷害途径分析
雷电入侵通信基站的主要途径分为为以下几种：①经过天馈线系统入侵，此时会导致经过铁塔的雷电流出现分流，其中的一部分会顺着同轴馈线屏蔽层、机房内的走线架等，直接流入基站的通信设备，从而造成内部设备的损坏；②通过接地系统入侵：即当各个系统遭到雷击时，因为地电位差的存在，会引起设备损坏，或者可能由于接地系统的设计不规范、系统老化等问题，难以有效实施雷电电流泻载；③经由交流配电系统入侵：如果电源线路因为直击雷破坏或感应雷影响，导致基站设备出现损毁，85%的通信基站设备雷害由此引起；④通过直流系统入侵：基站内部直流供电设备感应雷电冲击，影响了正常工作。
2造成危害的雷电形式
直击雷、雷电感应、雷电波侵入以及雷击电磁脉冲是雷电的四种主要的形式。
2.1直击雷
直击雷是指雷电直接作用在建筑物或者防雷设施上，引起电、热以及机械效应的雷电形式。直击雷具有巨大的危害，移动通信基站在没有防直击雷装置的情况下，遭受直击雷，会对移动通信的铁塔、设备包括相关工作人员造成巨大的伤害。
2.2雷电感应
雷电感应是指导体受到附近雷电作用，产生静电以及电磁感应。雷电感应的危害程度较直击雷轻，但拥有比直击雷更高的发生频率，容易对移动通信基站的内部设备造成损坏。
2.3雷电波侵入
雷电波沿着受到雷电作用的线路及金属管道侵入基站内，造成设备损坏。
2.4雷击电磁脉冲
雷击电磁脉冲是指雷电直击建筑物防雷设备以及周边，所引起的一种干扰源效应，与雷电波侵入相同的是，对基站内部设备都会造成较大的损坏。
3雷击的防护措施
3.1优化防直击雷设计
利用避雷针、避雷网以及接地装置，引导雷电放电方向，导入大地，避免对设备和人畜造成伤害，是防范直击雷既经济又有效的方式之一。避雷网以及避雷带优先采用圆钢，其次是扁钢。圆钢的直径不应小于8mm，扁钢界面不小于48mm2，扁钢的厚度也不应小于4mm。部分施工方在施工过程中，为了节约投资成本，没有对避雷针引下线做专门设置，多层结构的通信铁塔在每层之间用螺丝紧固，较容易锈蚀导致雷电流在泄入地下过程中出现问题，在基站防直击雷设计时，最好对避雷针引下线专门设置，或者在层与层之间采用跨界处理方式。
3.2天馈线和传输系统的感应雷防护
感应雷指雷电在发生过程中会形成电磁场，而该电磁场会与电子设备的信号线、天馈线和电源线耦合，进而形成脉冲电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此以外，带电雷云与地面设备所形成的静电感应电流也可称为感应雷。天馈线系统是基站重要的系统之一，经由馈线输送的电磁波能够利用天线转化为可在自由空间内输送的电磁波。同时，天线也能够将自由空间内输送的电磁波转化为馈线输送的电磁波。天馈线对信号的输送会对基站的运行造成直接影响，因此，天馈线防雷设施的建立对基站的正常运行十分重要。在避雷器与闪电接触之后，雷电流会沿着铁塔释放。此时，同轴电缆便会产生感应电流，工作人员应使基站中电线的同轴电缆自铁塔中心处向下引导，以最大限度地降低感应电流。基站铁塔利用四个铁柱在同一时刻将电流释放入地面，极大削弱了感应雷在铁塔中心所形成的感应场。
3.3雷电入侵波防护
产生雷电入侵波的机理是来自落雷点建筑物雷电高电位的冲击，还有来自落雷点建筑物雷电反冲击电流。引入雷电入侵波的主要路由是：信号线路、传输线路、电源线路、接地线路。防御方法主要采用等电位、隔离、疏导等办法。
3.4雷击电磁脉冲防护
静电感应、电磁感应、电磁脉冲、雷击反击。感应雷击雷电流在避雷针四周产生的强大感应磁场在金属导线导体上感应出极大的电压。雷电现象处于先导放电阶段时在金属导线导体表面感应出异性电荷，在主放电阶段结束这部份异性电荷因入地途中产生感应电压。其他落雷的雷爆和其他操作点的电磁爆也在金属导线导体上感应的过电压。感应雷击破坏对象的主要有电子电气设备、电子设备中计算机、交换机、有线无线转换器、干线放大器等。防止感应雷击的办法主要采用等电位、隔离、疏导等办法。
3.5SPD优化设计
正确选用、安装SPD类型的基础，是能量配合。根据各级SPD多级防护系统中，SPD的能量配合，追求安全与经济效果。从用途上可以分为电源型SPD、信号型SPD、天线馈型SPD、以及计算机、控制终端、监控系统网络数据线用SPD等四类，按照工作原理以及性能可以划分为电压开关型SPD、电压限制型SPD、以及组合型SPD三种。SPD在运行过程中要检查其避雷元件的效果，尤其是在雷雨季节前后，动作电压以及额定电压下的漏电流是测试避雷元件效果的重点测试项目。一旦与核定范围有出入，要及时更换，多雷的山区地段更应注重检查环节。正确的对SPD进行安装和维修，对于减少更换设备的费用，维持基站的正常运行，避免建筑物遭到雷击损坏和保证人身财产安全具有重要作用。
3.6电力线雷电的防护
电力线雷电防护通常包括以下两个部分：①室外变压器：基站的交流电力变压器，其位于高压侧的相线，应当分别采取就近的对地加装氧化锌避雷器的措施，相线本身则应当分别对地加装无间隙氧化锌避雷器，而对于变压器机壳或低压侧位置的交流零线，以及连接变压器的电缆金属层也需要保持接地；②室内配电系统：基站电缆通常是埋地敷设的，然后在所有电力线出入基站的出口处安装避雷器。对于电源SPD的接地线设置，则要求接地端运用的多股铜芯线截面积达到25mm2，而连接相线的铜导线截面为16mm2。
3.7光缆雷电的防护
在现代化发展的通信技术中，光缆的运用日益广泛，所以需要采取适当的防护措施。光纤本身不要求具有避雷效果，但考虑到在实际的通信施工中，容易遭受拉伸、冲击、挤压、弯曲、扭转以及高低温等不同情况的影响，可以在制造光缆的过程中，在其中添加金属铠装或钢丝加强芯线，而在工程中可采用无金属光缆（即全介质自承式架空光缆），并通过埋地进入机房（使用直埋光缆或普通光缆套钢管埋地方式进入机房）的方式，达到防雷效果。
综上所述，移动通信基站的防雷工程复杂而又具有系统性。通过对雷电灾害的形式进行一定的分析，提出具体的移动通信基站防雷技术手段，在此基础上，优化设计移动通信基站的防雷技术，尽可能的将雷电灾害对基站的危害降到最低，减少更换设备的费用，保障基站的正常运行以及人身财产安全。
参考文献
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[2]吕德胜,高鹏.移动通信基站引入雷电的主要途径及防护措施[J].硅谷,2011,16:117.
[3]张燕.解析移动通信基站防雷设计与接地技术[J].科技展望,2016,22:183.
论文作者:朱振生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：雷电论文; 基站论文; 感应论文; 移动通信论文; 直击论文; 防护论文; 防雷论文; 《基层建设》2017年第14期论文;