移動基站大多建于地勢高處,如高山、郊區(qū)、建筑物上,基站天線往往高出建筑物已有的防雷接閃器,成為雷擊高發(fā)點。所以,對移動基站的防雷不僅要考慮直擊雷的防護(hù),還要考慮對雷電感應(yīng)的防護(hù),以及對雷電波入侵的防護(hù),對通信線路的屏蔽和建立良好的接地系統(tǒng),降低接地電阻,進(jìn)行等電位連接,避免地電位反擊。
一 直擊雷防護(hù)
為避免移動基站智能天線遭受雷擊,可以在移動基站支架主體桿上焊接一支高度適宜的避雷針,使避雷針足夠保護(hù)以90度角散開的智能天線,并用95mm 多股雙絞線焊接避雷針和天面避雷帶。如果條件允許,可以在距天線支架旁3米左右的位置設(shè)置一根優(yōu)化避雷針。避雷針的高度應(yīng)使基站天線置于其保護(hù)范圍之內(nèi),具體計算方法可根據(jù)天線高度并參考滾球法。這樣,避雷針與天線分體設(shè)置,在雷電發(fā)展成放電之前,由于避雷針針尖附近電場強度強,可提前適時的產(chǎn)生一個連續(xù)放電路徑與雷云的下行先導(dǎo)匯合,將雷電流吸引到自己身上并通過引下線、接地裝置安全的將雷電流瀉入大地,有效的保護(hù)了基站天線和主設(shè)備。對于避雷針的材料選擇和技術(shù)規(guī)格可根據(jù)移動基站周圍環(huán)境和當(dāng)?shù)貧夂蚨ā?br/>
二 感應(yīng)雷和雷電波侵入的防護(hù)
感應(yīng)雷是雷電在雷云之間和雷云對地放電時,在附近的戶外電力線、傳輸信號線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備,使串連在線路中間或終端設(shè)備遭到損壞。雷電波侵入則指通過直擊或電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)沿傳輸線路侵入的雷電波。根據(jù)波傳輸理論,雷電波在傳輸過程中波阻抗發(fā)生變化會產(chǎn)生反射、折射,可導(dǎo)致波阻抗突變處的電壓升高,產(chǎn)生浪涌,加大對設(shè)備的危害。移動基站受到感應(yīng)雷和雷電波侵入的危害主要是通過與基站主設(shè)備連接的電源線、信號線、天饋線的電磁耦合或靜電感應(yīng)的形式進(jìn)入設(shè)備的感應(yīng)過電壓波和雷電電磁脈沖。因此,必須在基站設(shè)備的電源線、信號線、天饋線的各種接口上加裝相應(yīng)的避雷器。
1、基站電源防雷
目前移動基站的交流電源主要由市電網(wǎng)提供,由于市電網(wǎng)的不穩(wěn)定和停電的原因,以及移動基站的工作環(huán)境惡劣,條件苛刻,設(shè)備市電網(wǎng)的浪涌和遭受雷電過電壓損壞的可能性較大。因此必須對基站內(nèi)電源系統(tǒng)進(jìn)行分級防護(hù),首先在基站市電入口安裝80-120kA電源防雷箱,然后在交流配電柜安裝40-60kA電源防雷模塊,從而殘壓降到最低,保護(hù)通信設(shè)備電源系統(tǒng)安全。
2、基站天饋線防雷
為了避免感應(yīng)雷電流和雷電波從基站天饋線侵入基站主設(shè)備,損壞設(shè)備電子板,所以應(yīng)在天饋線進(jìn)入設(shè)備的接口串接天饋避雷器。避雷器的工作頻率和接口方式要與接站天饋線工作要求相適應(yīng),并且應(yīng)采用高通濾波器設(shè)計,能有效的降低插入損耗,不影響基站對信號的收、發(fā)。一般的移動基站有六根天饋線,從不同的角度接發(fā)信號,因此,每線需要串接一個避雷器。
3、基站信號線防雷
移動基站的信號線在進(jìn)入基站主設(shè)備前都是在天面經(jīng)過很長距離的鋪設(shè),由此增加了感應(yīng)雷侵入概率。為避免感應(yīng)雷從信號線入侵,可在部分基站安裝信號避雷器,避雷器應(yīng)具有能免遭雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓和瞬間浪涌電壓危害的雙級保護(hù)裝置,能最大程度降低殘壓和寄生電容以及快速響應(yīng)能力。同時信號線在天面部分應(yīng)套設(shè)一定長度的金屬管屏蔽。
三 移動基站接地系統(tǒng)
1、聯(lián)合接地
接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié),不管是防直擊雷、防側(cè)擊雷還是防感應(yīng)雷最終都是將雷電流安全地引入大地。因此,沒有合理、適當(dāng)、良好的接地裝置是不能避雷的。移動基站接系統(tǒng)應(yīng)采用聯(lián)合接地,即將天線防雷接地,基站設(shè)備保護(hù)地,基站設(shè)備工作接地,各種避雷器接地等接地系統(tǒng)聯(lián)合為一個接地系統(tǒng),但避雷針接地應(yīng)與其它接地分開引入聯(lián)合接地裝置,兩者接地點相距應(yīng)達(dá)5米。采用聯(lián)合接地網(wǎng)的接地電阻要求不大于10Ω。
2、移動基站防雷接地處理:
(1)、避雷針防雷接地可采用-40×4鍍鋅扁鋼,在避雷針基座從兩個方向引至天面避雷帶;并與避雷帶作可靠電氣焊接,防雷接地的引下線亦應(yīng)與避雷帶焊接連通。
(2)、在天線座的金屬構(gòu)件上安裝一個聯(lián)合接地匯流銅排。將信號線和電源線的金屬屏蔽層,基站設(shè)備金屬外殼,天饋、電源、信號避雷器的接地,天線架金屬構(gòu)件接地均用截面積為10mm2的絕緣多股銅芯線連接到聯(lián)合接地匯流銅排上。
(3)、從聯(lián)合接地匯流銅排用35mm2絕緣銅芯線(或用-40×4鍍鋅扁鋼)引至聯(lián)合接地網(wǎng)的接地點上焊接。此35mm2銅芯線(或-40×4鍍鋅扁鋼)稱之為基站設(shè)備接地引入線。
(4)、在一些租用民房站,如沒有接地,需新建一個合格的聯(lián)合接地網(wǎng),地網(wǎng)接地電阻要求小于4Ω。
3、使用接地降阻模塊。
如果接地電阻達(dá)不到要求,可使用接地降阻模塊;在高土壤電阻率的地區(qū),使用降阻模塊,能有效降低接地電阻,同時,也可有效地降低工程費用。
降阻模塊主要由導(dǎo)電性能良好、化學(xué)性能穩(wěn)定的非金屬材料和導(dǎo)電電解介質(zhì)組成,其內(nèi)置鍍鋅金屬棒,將其與被保護(hù)的地線連接時,則金屬接地體與大地的有效接觸面積將大大增加,而且由于降阻模塊與金屬地線連接后,金屬接地體與大地的接觸電阻將大大降低,從而充分發(fā)揮接地模塊的降阻作用,使雷電流得以迅速泄流入大地。
四、移動基站防雷安裝施工
由于移動基站建設(shè)環(huán)境多樣,名個基站所處的環(huán)境不同,而且移動基站的數(shù)量很多,對基站防雷安裝施工應(yīng)根據(jù)安裝高效、科學(xué)、安全、因地制宜的原則落實好,保證滿足客戶的需求。
1、移動基站防雷安裝施工流程
在防雷安裝施工前,應(yīng)檢查移動基站工作是否正常,若正常,則按以下步驟進(jìn)行安裝施工。否則,必須排除基站設(shè)備故障后,方可進(jìn)行安裝施工。
(1)測試基站所處建筑物接地電阻,并做好測試記錄(接地電阻應(yīng)小于4Ω)。
(2)安裝避雷針。
(3)根據(jù)基站天線確定優(yōu)化避雷針的具體位置。
(4)將避雷針底座與屋面樓板用膨脹螺絲栓緊固定,同時安裝避雷針支架及避雷針針體。
(5)用-40×4扁鋼焊接避雷針底座防雷引下線至建筑物避雷帶或焊接至聯(lián)合接地網(wǎng)。
(6)安裝接地匯流銅排于天線底座適當(dāng)位置,也可不用匯流排而將接地線直接連接在支架接地孔上。
(7)斷開基站電源(拔下基站電源電源開關(guān)),同時斷開基站內(nèi)與機殼相連的電源保護(hù)地線。
(8)將電源線、信號線套金屬管屏蔽,且屏蔽管至少兩點接地,可焊接到避雷帶上
(9)斷開220V電源線,安裝好UPS電源后,再將電源信號組合避雷器,串接入電源、信號線緊靠設(shè)備的一端。
(10)將每個天饋避雷器串接入天饋線緊靠設(shè)備的一端。
(11)將天饋、電源、信號避雷器接地線和設(shè)備保護(hù)地線接至接地匯流銅排上。
(12)用防水膠帶密封天饋線避雷器接呂,密封電源信號組合避雷器進(jìn)出電纜線與外界接口處。
(13)用電纜扎帶或塑料套管整理保護(hù)接地線。
(14)用防銹材料涂覆各焊點。
(15)接通基站電源、等待基站恢復(fù)工作,作主叫、被叫測試,若工作正常,則清理安裝現(xiàn)場并收拾安裝工具,完成避雷器裝置安裝。
(16)基站設(shè)備若工作異常,檢查避雷器接地次序和線路對應(yīng)關(guān)系并與電信公司相關(guān)技術(shù)人員聯(lián)系。
2、移動基站防雷安裝施工說明
(1)優(yōu)化避雷針的位置應(yīng)相距基站天線3米左右,基站天線應(yīng)處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)。
(2)所有焊點要作防銹處理。
(3)電源、信號、天饋線避雷器接地線及設(shè)備工作接地線,必須連接可靠。多股地線匯接一起時,用冷線銅耳壓接在一起并用錫焊,再通過銅耳用螺栓固定于接地匯流銅排上。
(4)嚴(yán)禁用屋面供水管、室外空調(diào)機組、太陽能熱水器、金屬冷卻塔等金屬作為基站接地。對于沒有地網(wǎng)或地網(wǎng)不合格的移動基站,應(yīng)新建地網(wǎng)或整改基站地網(wǎng)至合格。
(5)對天饋線避雷器的接口,每個接口應(yīng)做好防水處理,方法與基站設(shè)備防水處理方法相同,電源、信號避雷器的輸入,輸出端子也應(yīng)作好防水處理。
(6)電源線路與信號線路要分開走線。
(7)電源避雷器與信號避雷器應(yīng)共同組裝于一個防水防曬的密封鐵盒內(nèi)。
五、移動基站防雷方案總結(jié)
防雷工程是一項系統(tǒng)工程,因此有效的防護(hù)不能只采用單一的防護(hù)措施。如果僅考慮對直擊雷的防護(hù),而對其他感應(yīng)雷部分不作防護(hù)或防護(hù)措施不足,則雷電感應(yīng)過電壓及雷電電磁脈沖將從各種線路侵入基站設(shè)備,另外,如接地系統(tǒng)未處理好,則整個防雷系統(tǒng)沒有起到安全作用。因此,我們對移動基站防雷設(shè)計原則應(yīng)進(jìn)行綜合防雷設(shè)計,堅持“接閃、屏蔽、等電位連接、均壓、分流、接地、合理布線”等措施進(jìn)行綜合防雷。