站点接地系统设计

站点接地的设计,机房接地的目标,为了提高通信质量、确保通信设备与人身的安全，通信局站的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,接地系统分类,交流接地,交流工作接地、保护接地、防雷接地,直流接地,直流工作接地、机壳屏蔽接地（保护接地）,接地系统示意图,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,接地术语,接地系统中所指的地，即一般的土地，它有导电的特性，并具有无限大的容电量，可以用来作为良好的参考电位。,1）接地体（Earthing Body）,埋入地下并直接与大地接触的导体（包括：垂直接地体、水平接地体、泄流板）。,1. 环形接地装置 (Earthing ring),围绕移动通信基站机房四周，按规定深度埋设于地下的封闭环形接地体(含水平接地体和垂直接地体 )。,2. 地网 (Earthing net),由水平接地体或由水平接地体和垂直接地体联合、按照一定要求组合的、周边封闭的网格状接地体。,接地术语,2）接地引入线 (Earthing leadin),由避雷针或接地排至接地体之间的连接线,。,3）接地排 (Earthing Bar),引入到机房、电力室的各种接地线的公共接地母线(国内使用铜板接地排)。,4）设备接地线 (Equipment Earthing Cable),通信设备与接地排之间的连线。,5）接地系统 （Earthing System）,接地线、接地排、接地引入线以及接地体的总称。,我们通常所说的接地系统，主要是指地下部分，包括接地体和接地引入线,接地系统常用的材料,1）接地体（Earthing Body）,水平接地体（Earthing Horizontal Bar）：,404mm镀锌扁钢，或 253mm 铜条，长度由需要定。,垂直接地体(Earthing Vertical Rod)：,50505 mm镀锌角钢，长度一般为：2000-2500mm。,或 503.5mm镀锌钢管，长度一般为：2000-2500mm。,铁塔用的泄流板(Earthing Plate)：,120060010mm镀锌钢板或6006006mm铜板,接地系统常用的材料,2）接地引入线（Earthing Leadin）,404mm镀锌扁钢（我国用），长度由需要定。,或95mm2的铜导线（西方用），长度由需要定。,3）接地排 （Earthing Bar）,一般采用截面不小于120mm2的铜排（常用、首选），或一段具有相同截面的镀锌扁钢,4）设备接地线（Equipment Earthing Cable ）,保护接地线采用35-95mm2多股铜导线，推荐使用50mm2多股铜导线。,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,接地体的分类,（1）垂直接地体,a.管型接地体 b.各种型钢接地体,（2）水平接地体,a.导线式接地体 b.扁钢接地体,（3）圆环形接地体,a.圆环形导线接地体 b.环形接地体,（4）板状接地体,a圆板接地体 b.正方形板接地体,（5）网状接地体,接地体的施工方法,1）单根接地棒,1. 组成,只有一根垂直接地体（或叫接地棒）的系统。,2. 施工方法,（1）挖一个90cm深的坑，将一根50505 2500mm的镀锌角 钢（一端削尖），打入坑底土层，上端预留20cm，焊接接地引入线404mm镀锌扁钢，焊缝长度应为扁钢长边的两倍，焊接部位作防腐处理。然后夯填90cm的土，即埋深为70cm。,（2）测试接地电阻。,接地体的施工方法,2）多根垂直接地体,1. 组成：,多根按一定间距布置的垂直接地体，与水平接地体联合按照一定要求组合而成。,2. 施工方法,（1）排列方法：由于地形地物等原因，可能成直线、折线、弧线排列，但不回返、不闭合。可近似为直线排列。,（2）施工方法：按预先设计的排列形状挖沟，沟深为90cm，将垂直接地体依次打入沟底土层中，上端裸露20cm以备焊接操作，垂直接地体的间距，为垂直接地体长度的1.5-2.5倍。在垂直接地体上端10cm处，用水平接地体将它们焊接连通，焊接处涂沥青防蚀。,（3）在水平接地体的两端和中间，用404mm镀锌扁钢分别引出工作地、保护地和防雷地。,接地体的施工方法,（4）直线型接地系统示意图（俯视图）,图1,垂直接地体,（5）测试接地电阻,。,水平接地体,接地体的施工方法,3）环形接地体,1. 组成：,环形接地系统是由埋设在机房周围用404mm镀锌扁钢（或镀锡裸铜线）、以及与其连接的一组垂直接地体组成。,2. 施工方法：,（1）环形接地体（水平）的埋深不小于70cm，距建筑物墙基不小于1.5m。,（2）在建筑物墙基1.5m以外挖沟，深90cm，每隔5m将一根垂直接地体打入沟底土层，上端裸露20cm以备焊接操作，用404mm镀锌扁钢将各垂直接地体上端10cm处焊接连通，水平接地体焊接成闭合环形体，注意不要拐死弯，最后将焊接处涂沥青保护。,（3）回填土、夯实、路面及环境恢复。,（4）分别从环形地网的水平接地体焊接引出三根404mm镀锌扁钢，作为工作地、保护地和防雷地的引入线，三处引出点的间隔不小于5m。,（5）测试接地电阻。,接地体的施工方法,机房,图2机房的环形地线,垂直接地体,（角钢）,水平接地体,（扁钢）,机房无基础钢筋时的环形地网示意图,如果一环的接地电阻达不到设计要求，可以在一环的外面增加一环，两环之间的距离应不小于垂接地体长度的1.5-2.5倍。两环的垂直接地体的顶端也要用404mm镀锌扁钢焊接连通，焊接处用沥青保护。,接地体的施工方法,交换机房特别是大机房的基础钢筋（包括房柱钢筋）与环形地网连接示意图,房柱和基础中至少有两根主钢筋焊接引出连接线至环形地网，基础在四个方向都要有这样的连接线，连接线也要采用404mm镀锌扁钢。这样地网的接地电阻很容易做到1欧姆以下。,接地体的施工方法,4）网格状接地体,网格状接地体在使用中是有效的接地方法之一。建筑物比如交换机房、铁塔基础中垂直交叉的钢筋，交叉点经过焊接或专用的强力夹子紧固後，可作为接地体的一部分。在混凝土浇灌前，按要求焊接引出到专用地网的连接线，方法见上页的内容。,利用铁塔基础钢筋作为接地体一部分的施工方法，见下图：,铁塔基础地网引出的连接线，至少与基础地网中的两根主钢筋焊接。,接地体的施工方法,5）辐射水平接地线,在实际应用中，地质情况很复杂，对于上面是土，下面是石头的土质情况，垂直接地体无法埋设；由于场地原因，单一水平接地体的长度又受到限制。可以采用从中点向外埋设辐射水平接地线，以达到降低接地电阻的目的。,施工方法：,从建筑物的四周向外辐射型挖沟，沟深50-70cm，普通土沟的沟长不小于3.6m。沙砾土沟的沟长不小于7.2m，沟深50-70cm。,水平接地体采用404mm镀锌扁钢，辐射地线的末端还可连接一块尺寸为120060010mm的镀锌钢板作为泄流板。水平接地体和镀锌钢板要焊接连通，焊缝长度不小于160mm，焊接部位涂沥青防腐。水平接地体的长度不应大于30m。为满足接地电阻的要求，可以敷设多根辐射水平接地体。,接地体的施工方法,铁塔辐射地线部分示意图(虚线部分),接地体的施工方法,6）网格+垂直接地体组合的接地系统,1. 优点：,（1）保证有一个稳定的接地电阻值，是一个行之有效的接地系统。,（2）垂直接地体能提供可靠的接地源，接地网可作为均衡地表故障电位的安全措施，以防在落雷时伤及工作人员及其它行人。,2. 组成：,由方阵排列的垂直接地体和将它们顶端连接起来的水平接地体组合而成。,接地体的施工方法,3. 施工方法：,（1）按照33m的方格状挖沟，沟深90cm，将垂直接地体垂直打入交叉点的沟底土层中，上端裸露20cm以备焊接操作；,（2）用404mm镀锌扁钢，将各垂直接地体上端10cm处焊接连通，组成四周闭合的不等边的网格状接地网，焊接部位涂沥青防蚀；,（3）分别从地网的水平接地体焊接引出三根404mm镀锌扁钢，作为工作地、保护地和防雷地的引入线，三处引出点的间隔不小于5m，焊接部位涂沥青防蚀；,（4）回土夯实、恢复地面环境（保证了垂直接地体顶端的埋深为70cm）。,（5）测试接地电阻。,接地体的施工方法,网格+垂直接地体的地网示意图,按照上图所示的施工方法制作的地线系统，比较容易满足接地电阻小于5欧姆的要求，在大地电阻率较高的土质中，比如沙砾土，上述做法再加上适量的降阻剂，也能满足要求。也可以采用增加网格的办法降低接地电阻值。,接地体的施工方法,7）多网联合,1. 多网联合的条件,有些局站，可能存在机房地网、铁塔地网和变压器地网，三种地网的间距不超过30米，就应该将三种地网连接起来，组成一个外面封闭的大地网。,2. 三网连接的方法,两网之间至少有两处连接，并且注意使这种连接线组成一个外围圆滑的封闭环；如果两网相对的边比较长，还要增加两网之间的连接线。,移动通信基站应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地排或接地网上分别引入。,接地体的施工方法,地网的组成如下图所示：,3. 当机房在铁塔的下面，电力变压器设在机房的底层时，可合用机房地网，或者说三者可合用一组符合要求的地网。,d1=(45)D,d2=(0.50.6)d1,测量工具： 地阻仪,地阻的测量方法,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,接地电阻的计算方法-垂直接地体,a.管型接地体,R=/（2）Ln(4(+2t)/(d(+4t),-（1）,式中：,R-单根管接地体电阻(),-土壤电阻率（.m）,-垂直管状接地体的长度（m）,d-垂直管状接地体的直径（m）,t-由地面到管顶埋深（m）,接地电阻的计算方法-垂直接地体,b.各种型钢接地体,如果采用型钢代替钢管作为接地体，应用等效直径来代替（1）式的d：,扁钢：d=b/2 (b为扁钢的边长),等边角钢：d=0.84b (b为角钢的边长),不等边角钢:d=0.71ab(a2+b2)1/4 (a,b为角钢的边长),于是可以把接地电阻的计算公司表示为:,扁钢:,R=/（2） Ln(8(+2t)/(b(+4t)-（2）,等边角钢：,R=/（2） Ln(4.81(+2t)/(b(+4t)-（3）,不等边角钢：,R=/（2） Ln(5.6(+2t)/( (+4t) (ab(a2+b2)1/4)-（4）,接地电阻的计算方法-水平接地体,a.导线式接地体,当l d,和td时，其接地电阻可用下式计算：,R=/（2） . Ln(2/(dt)-（5）,式中：,R-单根水平导线式接地体电阻(),-土壤电阻率（.m）,-水平导线式接地体的长度（m）,d-水平导线式接地体的直径（m）,t-由地面到水平导线式接地体的埋深（m）,接地电阻的计算方法-水平接地体,b.扁钢接地体,如果采用扁钢接地体代替导线接地体，同样用等效直径来代替d,即d=b/2(b为扁钢的长边)。,当lb和tb时，接地电阻为：,R=/（2l） . Ln(22/(bt)-（6）,振作精神,接地电阻的计算方法-圆环行接地体,a.圆环行导线接地体,埋深为t米时，圆环行导线接地体的接地电阻按下式计算：,R=/（22D） Ln(8d2/(dt)-（7）,式中：,R-环行导线接地体的接地电阻(),-土壤电阻率（.m）,D-圆环接地体的直径（m）,d-接地体的导线直径（m）,t-埋设深度（m）,接地电阻的计算方法-圆环行接地体,b.环行接地体,扁钢环行接地体的接地电阻的计算参照圆环行导线接地体的计算公式，用等效直径0.5b代替d,即：,R=/（22D） Ln(8d2/(dt) （8）,式中,b-为扁钢断面宽边长度（m）,接地电阻的计算方法-板状接地体,a圆板接地体,圆板接地体的接地电阻用下式计算：,R=/（4D）-（9）,式中 ：,R-圆板接地体的接地电阻（）,-土壤电阻率（.m）,D-圆板接地体的直径（m）,接地电阻的计算方法-板状接地体,b.正方形板接地体,正方形板接地体接地电阻用下公式计算：,R=0.22/a-（10）,式中：,a-是正方形的边长（m）,-土壤电阻率（.m）,老虎来了！,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,降阻剂的机理和使用,降阻机理,扩大接地体的等值半径，增大散流面积,有较强的附着力，基本消除接触电阻,由于其渗透作用，改善地坑周围土壤的电导率,合理利用降阻剂,宜在高土壤电阻率地区使用,降阻剂有一最佳使用量,宜用于小型接地装置,降低接地电阻的方法,降低接地电阻的方法,化学处理法,就是在土壤中加入化学品以减低气节地电阻。通常最经济的办法是加入普通食盐（Nacl）,加入的方法有层迭法和灌注法。这种方法可使接地电组在砂质土壤内减到1/61/3，在砂质粘土内减到2/51/3，其接地电阻受温湿度的影响不大。但化学品对接地体有一定的腐蚀作用，其加工有效期为两年，也就是每两年需要补充食盐，补充量为首期的1/2。,降低接地电阻的方法,化学处理法,就是在土壤中加入化学品以减低气节地电阻。通常最经济的办法是加入普通食盐（Nacl）,加入的方法有层迭法和灌注法。这种方法可使接地电组在砂质土壤内减到1/61/3，在砂质粘土内减到2/51/3，其接地电阻受温湿度的影响不大。但化学品对接地体有一定的腐蚀作用，其加工有效期为两年，也就是每两年需要补充食盐，补充量为首期的1/2。,降低接地电阻的方法,主要方法：,层迭法,灌注法,降低接地电阻的方法-层迭法,在每根接地体的周围挖直径0.5米的圆坑,接地体的顶端距地面0.71米深;接地体长为2.5米直径50公分壁厚5毫米的管状接地体全部打入地下,在接地体上部大约为接地体长的1/3左右深度即为6080公分深的周围,分68层,每一层敷23公分盐,再加一层导电好的10公分腐植土,夯实后按每公斤盐浇约12升的比例加水,再同法泡制七层（每根管的用盐总量3040公斤）,在接地体的顶端用404镀锌偏钢将相邻的接地体通过顶端焊连成一体,并用同样的扁钢引至地面机房汇接接地排或铁塔防雷下引线相接（为了测试方便,可以通过连接室内的予留404的镀锌接线端用3个螺栓连接.）,降低接地电阻的方法-灌注法,此法是在接地电阻率较高,需要打较多的孔洞时采用的方法。它是在要打入的钢管上在不同的方向上每间隔20公分打1公分直径的孔56个,然后灌入饱和食盐水,（每根要盐2040公斤,用每公斤盐用水12公斤配成）,后用镀锌扁钢焊连后引出使用作成的接地极；取材与前法用料一样。,降低接地电阻的方法,使用材料：,a.脲醛树脂降阻剂,b.丙烯酰胺降阻剂,c.聚丙烯酰胺阻剂,降低接地电阻的方法,材料详情请见此附件,课程内容,第一章 接地系统分类,第二章 接地术语及使用材料,第三章 接地体的分类及施工方法,第四章 接地电阻的计算方法及常用数据,第五章 降低接地地阻的方法,第六章 基站外部设备接地介绍和案例,基站外部设备接地介绍,1）铁塔及禁航灯接地,通过塔脚与地线系统实现有效连接。,铁塔宜采用太阳能塔灯。对于使用交流电馈电的航空标志灯，其电源线应采用具有金属外护层的电缆，电缆的金属外护层应在塔顶及进机房入口处的外侧就近接地。塔灯控制线及电源线的每根相线均应在机房入口处分别对地加装避雷器，零线应直接接地。,基站外部设备接地介绍,2）塔顶避雷针接地,避雷针使用一根404mm镀锌扁钢，也可用一根截面在95mm2以上的铜导线作为避雷针的专用接地引下线。,1. 使用404mm镀锌扁钢作为接地引下线的施工方法,（1）避雷针下部焊出一段404mm镀锌扁钢，打两个10mm以上的孔，镀好锌待用；,（2）一段长度合适的404mm镀锌扁钢，两端各打两个10mm以上的孔，上部与避雷针尾部用螺钉搭接，下部与地网的引出线搭接。,（3）固定在塔体上，不作绝缘处理。,2. 使用截面95mm2以上的铜导线作为避雷针接地引下线的施工方法,（1）避雷针下部焊出一段404mm镀锌扁钢，打两个10mm以上的孔，镀好锌待用；,（2）一段长度合适的铜导线两端各焊接一个铜鼻子，上部与避雷针尾部用螺钉搭接，下部与地网的引出线搭接。,（3）固定在塔体上，不作绝缘处理。,基站外部设备接地介绍,3）微波设备及其支架、GSM天线及其支架的防雷接地,一体化微波设备及支架、GSM天线及支架，距避雷针接地引下线的距离一般都不超过2米，为避免落雷时侧闪的危害，必须就近与避雷针接地引下线连接，使它们都处在等电位的环境中。,4）GSM馈线的接地,在馈线上部向下拐弯的部位以及馈线窗外，馈线的同轴外导体通过专用的接地装置接地；如果塔高超过60米，则在中间增加一处接地。地线应短而且直，走向应自上而下。,5）基站机房的接地,预制钢结构金属覆盖的机房，如集装箱、shelter等，边长在18m以内时，建议在四个墙角接地；边长每增加18m或余数，应增加一处接地。,基站外部设备接地介绍,6）交流供电系统的接地,(1) 移动通信基站宜设置专用电力变压器，电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电 缆穿钢管埋地引人移动通信基站，电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。,(2) 当电力变压器设在站外时，对于地处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100 m的暴露地区的架空高压电力线路，可在架空高压电力线路终 端杆、终端杆前第一、第三或第二、第四杆上各增设一组氧化锌避雷器，同时在第三杆或第 四杆上增设一组高压保险丝。,(3) 当电力变压器设在站内时，其高压电力线应采用电力电缆从地下进站，电缆长度不宜小于200m，电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器，电缆两端金属外护层应就近接地。,(4) 移动通信基站交流电力变压器高压侧的三根相线，应分别就近对地加装氧化锌避 雷器，电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器，变压器的机壳、 低压侧的交流零线，以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层，应就近接地。出入基站 的所有电力线均应在出口处加装避雷器。,(5) 进入移动通信基站的低压电力电缆宜于从地下引入机房，其长度不宜小于 50m（当变压器高压侧已采用电力电缆时，低压侧电力电缆长度不限）。电力电缆在进入机 房交流屏处应加装避雷器，从屏内引出的零线不作重复接地。,基站外部设备接地介绍,7）保持低电阻泄放的条件,1、土壤条件,2、导体与土壤的接触面,3、接地装置长期有效,4、接地通路的合理设计,A、耐久而连续,B、导体界面符合载流量的要求,C、导线的曲率半径不小于20cm，弯曲的角度不得小于90度,D、无论在哪里，接地导线都要保持向下或水平走向。,案例（国内）,案例（国内）,案例（印度尼西亚）,案例（肯尼亚）,THANK YOU,That is all for today.,站点接地系统的设计,