【文章內(nèi)容簡介】 站內(nèi)部的設備上產(chǎn)生感應電流和電壓，嚴重的會對移動設備通信造成損壞。另外在雷電擊中鐵塔并沿著鐵塔和機房的立柱中的鋼筋在往下瀉的過程中，也會 在基站周圍產(chǎn)生強大的交變電磁場，在移動設備上產(chǎn)生感應雷電流和雷電壓 [5]。也會對機房內(nèi)部的電源、電氣設備產(chǎn)上很大的破壞。 4 3，基站的雷電防護 移動通信基站可能存在的雷擊途徑有很多，進而產(chǎn)生雷電流，破壞基站的一些重要設備。其雷電入侵方式有以下幾種。 雷電入侵基站的主要途徑 天線饋線微波設備接地體接地網(wǎng)組合電源配電箱配電變壓器終端桿架空電力線避雷針 圖 雷電流由架空輸電線引入。架空輸電線本來就處于一個很高的地勢，而且架空輸電線周圍存在著磁場，是最為容易遭受雷擊的單位。在基站的整個系統(tǒng)中，機房的供電由輸電線引入。當架空輸電線遭受雷擊后，會產(chǎn)生一段感應雷電流，該電流沿著輸電線入侵基站的供電系統(tǒng)，對基站內(nèi)部的電源系統(tǒng)造成破壞，嚴重影響著機房的正常運作 [6]。對于這樣的情況，可以試著將電力線由穿金屬管道埋地引入。這樣便可以避免架空線由空中引入而引起的雷擊問題。當然這么做也會引 入一些新的問題，這在文章的后面有作介紹。 5 天線饋線微波設備接地體接地網(wǎng)組合電源配電箱配電變壓器終端桿架空電力線避雷針 圖 3 雷電流由天饋線引入 雷電流由天饋線的引入也是基站遭受防雷的主要部分。當雷電發(fā)生時，雷電流通過天線引入饋線，由饋線導入機房。對機房的設備造成嚴重的影響。為了減少由天饋線引入雷電流，可以在饋線進入機房對饋線外護層做一次接地，將大部分的電流引入到機房的電網(wǎng)，從而減少機房的雷電能量。 天線饋線微波設備接地體接地網(wǎng)組合電源配電箱配電變壓器終端桿架空電力線避雷針 圖 4. 雷電流由地網(wǎng)反擊入侵 當基站附近的避雷器對地泄 放雷電流時，由于接地電阻的存在必然引起基站工作地的電位升高，基站 6 直流負荷，如電源、開關電源的監(jiān)控單元、基站的動力環(huán)境監(jiān)控器等設備相對遠端地一般都存在寄生電容，這些設備一端接工作接地，無流的遠端地與基站的工作接地間存在電位差，因而產(chǎn)生差模脈沖電壓 [7]。當超過設備絕緣耐壓的容許限度時，必然會造成設備的損壞。 直擊雷防護 對于直擊雷的防護 ,可采取分流的措施，利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)將雷電流沿引下線導入大地，防止直擊雷擊中鐵塔或系統(tǒng)設備上。 基站的鐵塔處于最高處，是雷擊的首選目 標，對于鐵塔的防雷，可在塔頂安裝避雷針，防止直擊雷擊中其他設備，導致設備的損壞。對于此類防護，可使用滾球法計算，以確定避雷針的高度及其保護半徑。移動通信基站天線通常放在鐵塔上，容易被雷擊損壞。架設在塔頂?shù)谋芾揍樋捎弥睆綖?10mm的圓鋼架設，其高度按滾球法計算，以保護天線和機房頂部不受直擊雷擊，基站屬于第三類防雷建筑物，其滾球半徑為60米，鐵塔和機房的總高度為 23米，可用滾球法計算避雷針的高度 [8]。 r xh xh rr 0 圖 5 基站的滾球法示意圖 滾球法計算公式為： ? ? ? ?xrxrx hhhhhhr ???? 22 ? ?hhhr r ?? 20 上兩式中： xr 為避雷針在 xh 高度的 39。xx 平面的保護半徑； rh 為滾球半徑； xh 為被保護物體的高度（ m）；0 r 為避雷針在地面上的保護半徑。 因為 rh =60m， xh =3m， h =23m， 所以 ? ? ? ?xrxrx hhhhhhr ???? 22 ?????? ）（）（ m 7 ? ?hhhr r ?? 20 = m 由上兩式可知在地面的在保護半徑為 ，在高為 h的空中，其保護半徑為 。 基站的直擊雷防護主要在鐵塔，根據(jù)地形、周圍建筑物的情況作出相應的系 統(tǒng)防雷。由于基站附近存在變壓器，所以，在基站雷電防護的前提下，需要將變壓器考慮到基站的外部防直擊雷系統(tǒng)中，這就需要對避雷針有要求。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，避雷針的高度與與其保護的范圍有著一定的聯(lián)系。 表 1 避雷針高度對其保護區(qū)和閃擊區(qū)的影響 避雷針高度（ m） 10 20 30 40 60 80 100 地面保護區(qū)半徑（ m） 32 45 52 56 60 60 60 地面散擊區(qū)半徑（ m） 89 127 155 179 219 253 282 因為變電 站距離基站的距離為 48 米，根據(jù)表 1[9] 的數(shù)據(jù)，可知基站鐵塔上方避雷針的高度應大于 20米，在 30 米左右，但是不能太高。因為避雷針過高，其地面的保護范圍是一樣的，但是存在風險，且成本也會更高。 避雷針應設有專門的引下線直接接入地網(wǎng)，當雷電擊中時，可以很快的將雷電引入大地。引下線可以用 40mm*4mm的鍍鋅扁鋼。因為鐵塔在樓頂上，遭受雷擊后雷電會直接引入機房內(nèi)部，所以鐵塔地應接入樓頂?shù)匿摻罹W(wǎng)或用三根以上的鍍鋅扁鋼焊接在機房周圍的避雷帶上 [10]。 感應雷的防護 感應雷是指由于閃 電過程中產(chǎn)生的電磁場與各種電子設備的信號線、電源線以及天饋線之間的耦合而產(chǎn)生的脈沖電流。也指帶電雷云對地面物體產(chǎn)生的靜電感應電流 [11]。為達到了防感應雷的目的，可以把電子設備上電源線、信號線和天饋線上感應雷電流通過相應的感應雷避雷器引導入地，達到泄放雷電流的目的。 、傳輸系統(tǒng)的感應雷防護 天饋線系統(tǒng)是微波中繼通信的重要組成部分之一 [12]。天線起著將饋線中傳輸?shù)碾姶挪ㄞD換為自由空間傳播的電磁波，或?qū)⒆杂煽臻g傳播的電磁波轉換為饋線中傳輸?shù)碾姶挪ǖ淖饔?。而饋線則是電磁波的傳輸通道。 在通信基站 中，天饋線的信號傳送直接影響著基站的正常工作，所以做好天饋線的防雷很是重要?；局撂炀€同軸電纜 可 從鐵塔中心引下，這樣可以減少由于避雷針接閃后的雷電流沿鐵塔泄放時對同軸電纜的感應電流。因為 基站 鐵塔四支 鐵 柱同時泄放雷電流入地時 ，感應雷產(chǎn)生的 鐵塔中心的感應場最弱 [13]。 每根天饋線芯線上的感應過電壓約為 )(/ kAnZaIU rrcr ? ，若基站設備的天饋線接口過電壓耐受能力 8 低于預計感應過電壓 )(/ kAnZaIU rrcr ? ，則需要在天饋線進出處機房安裝標稱放電電流不低于 5kA的 SPD,其插入損耗應不大于 ，駐波比應不大于 。對天饋線 SPD的功率容量、接頭型式和防水防塵等方面也應有相應的要求。 天饋線及安裝的 SPD都需要進行接地處理。因為如果雷電流過大，超過 SPD的保護范圍?；蛘哐刂伨€直接進入到機房內(nèi)部，這樣對設備的損壞是很嚴重的。所以有必要對其進行接地處理，避免設備遭受損壞。在天饋線上，外部環(huán)繞的避雷層也可以更好的有助于天饋線的雷電防護。 基站設備的同軸傳輸電纜一般都布放在室內(nèi)或者機房內(nèi)部，受雷擊的 影響較小。建議在設備傳輸口安裝標稱放電電流不低于 3kA的 SPD