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摘要：在无线通信基站中，基站的基本功能决定了基站是否能够安全运行。本文从防雷的角度出发，首先介绍了雷电对无线通信基站的危害，然后对无线基站的防雷结构和接地技术进行了分析和研究，以供参考。
关键词：无线通信基站；防雷接地；技术探讨
1.研究无线通信基站雷害防护原理与工程设计要点的现实意义
闪电与雷鸣是正常自然现象，能释放出大量能量，使通信局点与站点被雷击中断，使通信设备和装置损坏，造成灾难性的损失与破坏。如今，通信行业市场竞争不断加剧，由雷击引起的通信中断及系统瘫痪不断增多，使企业和社会都蒙受巨大损失。幸运的是，自 18 世纪中期避雷针被发明以来，对于雷击破坏性的分析研究，以及相关预防措施的采用，已有成熟理论，事实上，只要掌握正确的规律，并通过合理的设计，就可以将雷击发生率及危害性降至最低。对于移动通信系统，它主要由以下设备构成：机房、站点、铁塔与天馈线，其中，天馈线的实际架设高度很大，极易被雷电击中。 因此，做好基站防雷具有重要作用和现实意义，应引起相关人员高度重视。
2.雷电对无信通信基站的危害
据调查，我国通信公司建设的基站数量已达数十万个，其中移动通信基站数量最多，分布最广，集成度也较高。在基站建设过程中，要选择位置较高的地方，以获得最佳的通信效果，但这同时也增加了雷击的风险。所以在基站建设过程中为确保通信安全，做好防雷工作至关重要。单纯从雷电对基站的影响来分析，主要包括以下类型：第一，直接雷击，就是在雷电发生的过程中，闪电与建筑物、大地、设备等直接接触，如果基站没有配备防雷设施，直接雷击会破坏房屋、铁塔、通信设备等，甚至危及人身安全；第二，雷电波，雷电直接作用在金属管道上就会产生雷电波，例如架空的管线，雷电波将沿着管道侵入到建筑物内部，从而破坏无线基站内的设备；第三，雷电感应，雷电在放电期间，会在临近导体上产生电磁感应和静电感应，然后破坏基站内的各种设备，其发生概率远远高于直接雷击；第四，电磁脉冲，它是一种干扰源，是指建筑物受到雷击后，与防雷设备产生的效应，会严重影响基站设备正常工作。
3.无线通信基站站点防雷接地系统设计要点
3.1明确防雷接地系统构成
对于防雷接地系统，它主要由以下部分构成：① 大地，不仅导电，而且容电量很大，可作为参考电位；② 接地电极，和大地相接触的金属带，促使电流进入大地； ③ 接地引入线，连接地线汇流铜排和接地电极；④ 地线汇流排，对接地配线进行汇集；⑤ 接地配线，对地线汇排和设备进行连接。该系统要求表现为下列几点：接地电阻方面，在这里主要指的是土壤电阻。对接地电阻进行适当降低是防雷的基础，单根引下线中雷电流通过的压降可使用以下公式计算得出：
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式中： ρ 表示电阻率； l 表示电极长度； h 表示电极埋深；d 表示接地电极直径。在并联接地的情况中，可进一步对接地电阻进行降低。若多个接地系统相互并存，则各系统间相邻电极需保持至少 25m 间距，这样能有效避免干扰。
3.3 确定接地设计方案
在选择具体的接地电极时，应做到因地制宜和灵活多变，比如对沟电极进行水平埋设，对垂直棒电极进行垂直打入，或形成一个多级接地体。另外，减小土壤的电阻率同样是设计主要内容，可采用以下常用方法：① 换土法，对电阻率相对较大的土进行更换；② 层叠法，在接地体的周围以交替形式铺设优质土，并铺洒 6~8 层的食盐，在浇水后夯实；③ 降阻剂法，在电极周围的土体中填充降阻剂，以实现有效降阻。
3.4设计注意事项
若机房为单独建设，则应在其顶部设置避雷网，网格的尺寸应控制在 3m×3m 以内， 同时和避雷针以 3m 的间隔距离进行焊接。在机房屋顶的四角布置引下线，上、下两端分别与避雷带及地网进行焊接。此外，其它所有金属设施，都要就近和避雷带进行焊接。若采用民房作为机房，则应先找到在防雷中其主要作用的房屋钢筋，然后通过焊接形成接地环。通常为主筋上端和避雷网，以及主筋下端和接地网进行电气连接，此外为保证安全，设备的外壳等金属部件也应和主筋进行可靠连接，以此形成标准等电位体。
4.通信基站雷电防护综合措施
4.1等电位连接设计
等电位连接是指将机房内的各种设备、外露金属、导电部分和接地体相连接，以此减少电位差，实现均压目标，防止电位较高的部分发生雷击现象。在实际操作过程中，金属管、电缆、馈线、信号线等都是穿越防雷区进入机房的，在进入的过程中必须进行等电位连接，以避免雷电感应。具设计体现在以下几点：首先，以上设备从不同的位置进入机房时，应设置多个等电位连接带，以便不同管道和线路就近连接等电位；其次，接地汇集线在设计时，通常设计为环形或排状，一般选择铜质材料，横截面积大于 120 平方毫米；另外，接地线的长度应控制在30米以内，优先选用镀锌扁钢，横截面积应大于 40 毫米 ×4 毫米；最后，无线通信基站内的设备金属外壳、电线架、门窗等必须连接到等电位带上，同时应使用截面积大于 35 平方毫米的铜芯线。
4.2架空线路改为地埋
按照 YD5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的要求：“6.7 中在供电线路进入基站时，其埋地深度不得小于 15 米，低压地埋电缆必须用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地引入机房，电缆金属铠装层和钢管应在两端就近与变压器地网和机房地网连通。”雷害严重的地方，建议把架空线改造为地埋方式，埋地深度控制在 30 米到 50 米之间。
5.结束语
在实际建设过程中，采用通信基站雷电防护技术规范可以有效降低基站雷击的概率，但由于基站建设地理环境复杂，施工难度较大，仍存在许多问题需要解决。因此，在实际操作过程中，应不断改进无线通信基站防雷接地技术，提高基站的防雷性能。
参考文献:
[1] 张雷雷 . 关于通信基站防雷接地技术分析 [J]. 通讯世界 ,2017(14):137-138.
论文作者:江海明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：基站论文; 防雷论文; 雷电论文; 电极论文; 电位论文; 无线通信论文; 机房论文; 《防护工程》2018年第23期论文;