移动基站的防雷与接地

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中讯邮电咨询设计院有限公司,移动基站的防雷和接地,通信防护技术支援中心 陈强,中讯邮电咨询设计院防护中心简介,地网,等电位连接,过电压保护,光缆的防雷措施,关于基站馈线接地排安装位置的说明,移动基站专用变压器的防雷问题,中讯邮电咨询设计院防护中心简介,中讯邮电咨询设计院（原信息产业部邮电设计院）是制定中华人民共和国通信行业防雷接地标准的唯一编制单位。,2000,年以来主持制定了信息产业部通信防雷防护的标准,6,项。其中，,YD5098,通信局站防雷与接地工程设计规范,是信息产业部两个强制性标准之一。,YD/T 1429,2006,通信局（站）在用防雷系统的技术要求和检测方法,是通信局（站）防雷系统在线检测的依据。,完成了全国各地上千个局站的防雷工程咨询设计工作，近年来完成了北京、浙江、云南、湖北等地十余家运营企业的防雷检测工作。,我院在与中国联通合并以后，保障联通公司通信网络的运营安全就是我们的本职工作。我中心是联通集团在通信局（站）防雷接地方面的支撑单位。,地网,1,、新旧标准关于地网要求的区别,1.1,接地电阻,老标准：,要求基站接地电阻值应小于,5,欧姆。,新标准：,对接地电阻值没有严格要求，而是根据土壤电阻率的情况对地网分别做不同,的要求。具体要求为,“,所在地区土壤电阻率低于,700,m,时，基站地网的工频接地电阻,宜控制在,10,以内；当基站的土壤电阻率大于,700,m,时，可不对基站的工频接地电,阻予以限制，此时地网的等效半径应,20m,，并在地网四角敷设,20m,30m,的辐射型,水平接地体。,”,说明：,1,）根据统计，遭雷击损坏的基站中：机房接地电阻,5,以下的占,74%,，,5,-10,的占,19%,，,10,以上的占,7%,；该数据表明机房接地电阻的高低与雷击概率的关系为同样,的地理环境下地阻小的机房反而更容易遭受雷击。,2,）地网是基站防雷的基础，主要是为雷电提供一个顺畅的泄放渠道，而衡量此能力,主要是在于地网的面积。很多土质较差的基站为了达到,5,欧姆的要求投入较大，少则,几万，多则十几万，性价比极差，造成了很大的浪费。因此相对于老标准，新标准在,接地电阻方面做了较大的调整，旨在减小不必要的投资。,地网,1.1,租赁机房地网,老标准：,要求在租赁房下新设人工地网和建筑基础连通，并将工作地、保护地分别从地,网引上到机房，工作地和防雷地的引接点距离在,5,米以上。,新标准：,新标准将租赁机房分成了大型公共建筑和普通民用建筑物，而且不再有工作地、,保护地的区分，整个机房只有一个地（电位参考点）。具体要求如下：,6.3.5,移动基站建在办公楼或大型公用建筑上时，机房的接地引入线可以从机房楼柱钢,筋、楼顶避雷带或邻近的预留接地端引接。,7.3.1,新建的公共建筑物、办公大楼宜直接利用建筑物的建筑地网接地。,7.3.2,民用建筑物可利用建筑物梁、柱的主钢筋作引接地点，或将避雷带与钢筋相连后,做接地点。对设计规范、连续完整的避雷带，可直接做接地引入点。,7.3.3,建筑结构质量较差的民用建筑物，没有合格的避雷带或建筑物是砖混结构时，必,须在楼下设置接地网，新设地网应与建筑物基础钢筋相连，并引至楼上接地汇流排。,地网,2,、土建机房地网,（,1,）应采用联合地网，其主地网主要由机房地网、铁塔地网组成，或由机房地,网、铁塔地网和变压器地网组成，且联为一体。,（,2,）机房地网由机房建筑基础（含地桩）和外围环形接地体组成。环形接,地体应沿机房建筑物散水点外敷设，并与机房建筑物基础横竖梁内两根以上,主钢筋焊接连通。机房建筑物基础有地桩时，应将各地桩主钢筋与环形接地,体焊接连通。,（,3,）铁塔地网应采用,40mm4mm,的热镀锌扁钢,将铁塔四个塔脚地基内的金,属构件焊接连通，铁塔地网的网格尺寸不应大于,3m3m,。,（,4,）铁塔位于机房旁边时，应采用,40mm4mm,的热镀锌扁钢，在地下将铁,塔地网与机房外环形接地体焊接连通。铁塔地网与机房地网之间可每隔,3m,5,m,相互焊接连通一次，且连接点不应少于两点。机房被包围在铁塔四脚内时，,铁塔地网与机房的基础地网应联为一体，外设环形接地体应在铁塔地网外敷,设，并与铁塔地网多点焊接连通。,（,5,）专用电力变压器设置在机房外，且距地网边缘,30m,以内时，应用水平接地体与地网焊接连通。距地网边缘大于,30m,时，可不与地网连通。,优点：,形成联合地网，减小反击过电压，保护变压器安全；,将原,TT,供电系统变成了,TN,S,系统；,改善了变压器地网，有利于变压器的防雷保护。,（,6,）埋设辐射形水平接地体时，可根据周围的地形环境确定接地体的走向、埋深、长度和根数。,（,7,）移动基站使用钢管塔时，应从钢管塔基础敷设不少于两根辐射形水平接地体，水平接地体应根据周围的地形环境，向远离机房的方向敷设。钢管塔的地网应和机房地网在两侧用水平接地体可靠连通。,3,建在办公楼、大型建筑上基站的地网,对于办公楼、大型建筑，一般地网可直接利用原有公共建筑,物的基础地网，无需另设专用地网。机房的接地引入线可以从,机房楼柱钢筋、楼顶避雷带或邻近的预留接地端引接。,4,建在普通民用建筑物上基站的地网改造方案,民用建筑物有各种类型，实施接地改造时应根据机房的具体,情况确定方案。其,地网的设计应综合考虑,建筑钢筋结构情况、,周围环境等实际因素，并结合经济有效的原则。一般的，建在,普通,民房上的基站可新设简易地网，并与原有基础焊接为一体，,例如：,在楼房机房的一侧地下，根据环境条件，可设一组接地,体，并与建筑基础地网连接，再使用,40X4,热度锌扁钢与铁塔、,机房接地排等连接。,如果租用民房的建筑钢筋基础较差，为了,保险起见，应考虑利用周围较好的接地体或者自己建设较好的,专用地网。,4,对于铁塔架设在居民区附近的基站的地网要求,如果基站铁塔周围是人或者牲畜可能经常活动的地区，当雷击,铁塔时会在铁塔周围形成电位梯度，人站在此电位梯度上形成的,跨步电压有可能威胁到人或者牲畜的安全。,对于这种情况，应增加地网密度来降低跨步电压。铁塔周围应,敷设一圈或者两圈环形导体以降低地面电位梯度，环形导体应敷设,到距离铁塔塔基至少,3m,。如果环形导体实施有困难，应在地表铺,一层沥青混凝土，厚度为,4cm,。沥青混凝土（中粒式）可由以下配,料搅拌而成（每,10,立方米）：,石屑,2.09,立方米,石油沥青,18887.7 kg,中粗砂,6.666,立方米,碎石（,1,2cm,）,5.858,立方米,对于原有混凝土的地方，可在上面直接铺设。对于土地，先将土,夯实，再再上面铺,10cm,的,3:7,灰土路基，然后再铺设沥青混凝土。,5,地网施工注意事项,1,、接地体的焊接要求：地网接地体之间的连接，应采用电焊或气焊连接，不宜采,用螺钉连接或铆接。当角钢与扁钢连接时，角钢的一个面要与扁钢的正面采用电,焊搭焊接，搭焊长度为扁钢宽边的,2,倍；角钢或扁钢与圆钢焊接时，圆钢宜与扁钢、,角钢的平面贴焊，焊接长度为圆钢直径的,10,倍；扁钢与扁钢之间的焊接应采用双面,搭接焊，搭焊长度为扁钢宽度的,2,倍。,2,、埋深要求：接地体埋深宜不小于,0.7m(,接地体上端距地面的距离,),。在土壤较薄的,石山或碎石多岩地区可根据具体情况决定接地体埋深，在雨水冲刷下接地体不应暴,露于地表。接地体应埋设在机房散水点外。,3,、,地网沟回填要求：回填土宜筛除石块等杂质后填入沟内，有条件的地区应在回填,后浇水，待沟面下降后重新回填至平面并夯实。,等电位连接,1,等电位连接的基本方式,移动基站等电位连接方式有两种，一种是网状连接（环形,汇集线），一种是星形连接。对于位于山区或者郊区易遭受雷,击的自建基站，最好是采用网状连接，网状连接的均压等电位,效果更好。而在城区的租赁基站，一般采取星形连接。,采用网状连接时，可在机房内沿走线架和墙壁设置均压环，,材料采用,303mm,铜排（也可选用,404,扁钢），均压环靠近,墙壁时用安装挂卡等将其固定在墙壁上，靠近走线架时可用安,装挂卡等将其固定在走线架上。机房内各设备应就近与均压环,用,BVR16,平方导线进行可靠连接。均压环还可以根据设备布置,以及可能的扩容情况设置为,“,日,”,字形或者,“,目,”,字形。均压环应,用镀锌扁钢或截面积不小于,95,平方毫米的多股铜线多点就近与,地网连通，对于公用建筑或租用民房，还应将墙内钢筋敲出，,使之与均压环可靠连接。所有连接皆采用焊接的方法并进行防,锈蚀处理。连接方法如下图所示：,采用星形连接时，基站的总接地汇流排，应设在配电箱和第一,级电源,SPD,附近，开关电源以及其它设备的接地排母线均由总接,地汇流排引接。如设备机架与总汇流排相距较远时，可以采用两,级汇流排，此时第一级电源,SPD,、交流配电箱及光纤加强芯和金,属护层的接地线，应从总接地汇流排接地；站内其它设备从第二,级汇流排接地。两个接地汇流排应用截面积为,70mm2,以上的多股,铜缆相连。连接方法如下图所示：,2,星形连接系统接地排设置位置问题的说明,星形连接系统中地排位置设置不合理是造成基站设备损坏的主要原因之一。,YD5098-2005,标准规定，,SPD,的连接线和接地线的长度应小于,1.5m,，而作为易,遭受雷击的基站而言，我们一般要求这个距离小于,1,米。因此实际接地排要安,装在防雷器的旁边,而且此接地排必须作第一级汇流排与地网连接,即此接地排,为机房内唯一的零参考点。在基站设计施工时就要明确指出将接地排安装在配,电箱附近,.,对于已建好由此类问题的基站必须进行相应的改造。,下面是几种改造实例,:,类型,1,:,配电箱距离室内总汇流排距离较远，需要新设地排，新设,地排距离地网接地点较原有地排距离近,所以把整个机房的零,电位参考点转移至新设地排，防雷器安装在配电箱和新设地,排的旁边。,类型,2,:,配电箱和室内总汇流排分别在机房的两侧，需要新设地排，防雷,器安装在配电箱和新设地排的旁边，并且要保证机房只有一个零,电位参考点。,室内汇流排的接地根据均压等电位的原则就近与避雷带或者接地,引上扁钢连接。此外，在条件允许的情况下，还可以敲开机房内,楼柱与柱内钢筋焊连。,几个焦点问题,分设工作地排与保护地排的问题,对于以分离器件为主的模拟通信设备，由于考虑干扰信号的地环流影响，所以设备需要独立的工作接地，但对于以大规模集成电路器件为主的数字通信设备，由于设备本身的抗干扰能力较强但内部器件的抗电涌能力极差，所以工作地可以也必须直接和保护地合一。,危害：,当电源导体与设备金属外壳发生短路故障时，故障电流必须经过地网才能回流，这是非常不合理的，有时会导致过电流保护装置无法动作。,当发生雷击时（无论雷害是从电源线引入还是雷击铁塔造成的地电位反击），电源线入口处的,SPD,将动作，保护地排至地网的接地线将流过比较大的雷电流，从而造成了设备外壳与直流回流导体间瞬态电位差，此电位差较大时将引起设备内闪络造成设备损坏。,有可能扩大基站内导线环路的面积，在雷击时产生的瞬态电磁场环境下感应危险的过电压。,其他注意事项,地排接地线避免从走线架走线，尽量直接与地网连接；,电池架可不作接地；,DDF,接线盒做好接地。,2M,线外皮要做好两端接地。,优点：提高传输端口的防雷性能；,提高,2M,线的,EMC,性能，减小干扰。,过电压保护,移动基站采取分级保护、逐级限压的保护措施（,B+C,级）。在使用分级保护时，各级浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件，以确保各级浪涌保护器协调工作。,氧化锌,SPD,与氧化锌,SPD,之间退耦距离（电缆长度）应不小于,5m,。或者增加,6,10uH,的退耦器件。,根据我国目前的实际情况，交流配电系统的限压型浪涌保护器最大持续运行电压大于等于,385V,，应采用,3,1,模式的保护器。,在电源,SPD,的引接线上，