【正文】 d34 = d45 = d56 = 50 mmd13 = d24 = d35 = d46 = 100 mmd14 = d25 = d36 = 150 mmd15 = d26 = 200 mmd16 = 250 mm饋線半徑r＝12 mm根據(jù)表 中的“n”個(gè)導(dǎo)體的公式計(jì)算饋線的幾何平均半徑：rc＝ mm步驟 2：計(jì)算鐵塔的幾何平均半徑23塔角的間距：d12 = d14 = d23 = d34 = 3000 mmd13 = d24 = 4242 mm塔角半徑：r1 = r2 = r3 = r4 = ＝50 mm根據(jù)附錄 A 的表 中的“n”個(gè)導(dǎo)體的公式計(jì)算鐵塔的幾何平均半徑：rt = (d122 d132d142 d232 d242 d342 r1 r2 r3 r4)1/16＝1175 mm步驟 3：沿鐵塔布鋪的線纜分流雷電流的百分比（天線塔因子）塔中心與饋線束中心的間距為：s = rt + rc + 100＝1175++100＝ mm根據(jù)公式 計(jì)算沿鐵塔布鋪的線纜分流雷電流的百分比（天線塔因子）： ??cttrs?步驟 4：計(jì)算每根饋線上分流的雷電流根據(jù)圖 計(jì)算每根饋線上分流的雷電流：＝212/ I＝IcxxrIα2I??步驟 5：計(jì)算饋線發(fā)生絕緣擊穿的最長長度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) IEC 623051，考慮最大的后續(xù)短閃擊雷電流 50kA（） ，在直擊雷電流上升率為 200kA/us 時(shí)，饋線沿走線架鋪設(shè)會(huì)發(fā)生絕緣擊穿的最長長度為： ?????rdtil?＝33 m如果機(jī)房與鐵塔之間的距離不超過 33 m（既塔站外部走線橋長度） ，饋線無需在離塔拐彎點(diǎn)和鐵塔連接。24 同軸電纜安裝 SPD 必要性 計(jì)算步驟是否在來自天線塔同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體間安裝 SPD 可由下列步驟確定：1）確定沿天線塔流經(jīng)電纜束雷電流的百分比用天線塔因子“?”表示。2）由組成電纜束的“n”條導(dǎo)體分配總的雷電流。同軸電纜的分流正比于幾何平均半徑（GMR）。同時(shí)應(yīng)兼顧束中的所有導(dǎo)體，如波導(dǎo)、同軸電纜、電力電纜、引下線和走線架上的接地線（如果它們是沿著天線塔電氣連通的話）。3）用峰值電流乘以電纜長度和單位長度的轉(zhuǎn)移阻抗，來計(jì)算同軸電纜中的橫向電壓峰值（V t）。對(duì)于管狀電纜其在雷電流頻率范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)移阻抗可以保守地認(rèn)為等于直流電阻。4）用橫向電壓計(jì)算結(jié)果與電纜接至設(shè)備界面的耐受能力比較。如果橫向電壓大于設(shè)備界面的耐受能力，則應(yīng)安裝SPD。下列式子給出 V t 的計(jì)算。Vt = Ic ? L zt rx / rall [kV] （）上式中，Ic：臨界電流；zt：單位長度的轉(zhuǎn)移阻抗； ?:：附錄 A 給出的天線塔因子；L：同軸電纜長度；rc：同軸電纜的 GMR； rall：導(dǎo)體束中所有導(dǎo)體的 GMR 之和。注：評(píng)價(jià)同軸電纜分流所用基準(zhǔn)是近似的，當(dāng)電纜處于束中心部位，此基準(zhǔn)導(dǎo)出的結(jié)果將是保守。 電流沿天線塔的分配因子（?）雷擊發(fā)生的瞬間，天線塔導(dǎo)體中的電流分配由導(dǎo)體間的磁鏈決定。天線塔因子“?”定義為流過由通信線和輔助導(dǎo)體構(gòu)成線束的電流占總雷電流的百分比。典型的情況有： 管式塔對(duì)于管式塔可能遇到下列典型情況（見圖 管式塔幾個(gè)距離示意圖）。如果通信電纜置于塔內(nèi)，總的雷電流流過塔身，則 ?=0。如果通信電纜置于塔外，則電流分配由下式計(jì)算：? = ln (s / rt ) / ln (s2 / rt rc) （）上式中，s: 塔軸到導(dǎo)線束軸之間的距離；25rt: 塔的幾何平均半徑；rc: 導(dǎo)線束的幾何平均半徑。圖 管式塔幾個(gè)距離示意圖 三腳塔對(duì)于三腳塔可能遇到下列典型情況（見圖 三腳塔的幾個(gè)距離的示意圖）:1) 電纜在離某塔腳任意距離“S” 處：? = {1 + 3 ln (s / rc) / ln [s ( 3d2 + s2 – 3 d s) / (3 rt d2) ] }（）2) 電纜處于塔中心 (s = d)：? = [1 + 3 ln (d / rc) / ln ( d /3 rt ) ] –1 （）3) 電纜處于側(cè)邊上 (s = 3d/2)：? = [1 + 3 ln (3d / 2 rc) / ln (3d / 8 rt) ] –1 （）4) 電纜靠近某塔腳 (s ?? d)：? = [1 + 3 ln (s / rc) / ln (s / rt) ] –1 （）距離“d”是從天線塔腳到塔軸之間的距離。26 四腳塔對(duì)四腳塔可能遇到下列典型情況（ 四腳塔的幾個(gè)距離的示意圖）1) 電纜在離某塔腳任意距離 ”S” 處 ().? = {1 + 4 ln (s / rc) / ln [s ( 2d – s) / (2 rt d ) ] }–1 （）2) 電纜處于塔心 (s = d)? = [1 + 4 ln (d / rc) / ln ( d / 2 rt ) ] –1 （）3) 電纜靠近某塔腳 (s171。d)? = [1 + 4 ln (s / rc) / ln (s / rt) ] –1 （） 圖 三腳塔的幾個(gè)距離的示意圖27參考文檔【1】： IX SIPDA, International Symposium on Lightning Protection, Current distribution in a telemunication tower struck by rockettriggered lightning, November 2022附錄 B(資料性附錄) 無線基站雷擊的四個(gè)端口 電源端口就雷擊損壞比例而言電源類占 90%左右 (包括變壓器、配電箱、穩(wěn)壓器、整流模塊、空調(diào)主板、照明系統(tǒng)等)。這些被雷擊損壞的設(shè)備都與電源線連接，在雷擊時(shí)由于地電位升圖 四腳塔的幾個(gè)距離的示意圖28高或雷電磁場在設(shè)備間所產(chǎn)生的浪涌導(dǎo)致了設(shè)備的絕緣及內(nèi)部元器件被擊穿。 信號(hào)/控制端口當(dāng)信號(hào)類設(shè)備如無線基站的 CPU、用戶板、2Mb/s 接口、微波傳輸接口、環(huán)境監(jiān)控、傳感器、消防控制板、小微波等遭受雷擊時(shí)，被雷擊損壞的設(shè)備往往都與機(jī)房內(nèi)的信號(hào)線連接，在雷擊時(shí)由于地電位升高或雷電磁場在設(shè)備間所產(chǎn)生的浪涌導(dǎo)致了設(shè)備的絕緣及內(nèi)部元器件被擊穿。 天饋線/饋電端口1）天饋線端口：以往人們將來自天饋線的雷電流作為對(duì)基站雷電的主要引入渠道，而通過理論分析和計(jì)算表明，天饋線端口不是雷電的主要渠道，其主要理由如下：——天饋線在避雷針的保護(hù)之下，屬于 LPZ0B區(qū)，在這個(gè)區(qū)域僅有感應(yīng)雷影響；——由天線原理分析可知，由于天線的芯線與外皮在低頻時(shí)是導(dǎo)通的，而在高頻時(shí)才是開路的，而對(duì)雷電頻段來講其外護(hù)層和芯線均是相對(duì)接地的；——基站天饋系統(tǒng)被雷擊損壞的事例極少，計(jì)算結(jié)果和實(shí)際應(yīng)用效果均表明：來自饋線端口的雷電流及雷電壓量級(jí)，一般不會(huì)超過 RBS 接口的保護(hù)水平。2）各類分布式基站與傳統(tǒng)的基站不同的是 RRU 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)：RRU 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)包括直流、控制、信號(hào)、GPS、微波、光傳輸設(shè)備等方式，其采用的傳輸介質(zhì)有射頻電纜、控制線、直流饋電線、中頻電纜、光纜等。這些拉遠(yuǎn)系統(tǒng)由于暴露在外部環(huán)境，其傳輸介質(zhì)在 LPZOB 區(qū)（除光纜以外，這些傳輸介質(zhì)均采取同軸電纜或綜合電纜的形式，實(shí)際屬于 LPZOB 與 LPZ1 的臨界區(qū)） ，因此增加了雷電引入的可能性。 如果 RRU 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)采取光纜拉遠(yuǎn)時(shí)，RRU 系統(tǒng)遭受雷擊時(shí)可能損壞的設(shè)備包括與 RRU直接相連的直流拉遠(yuǎn)系統(tǒng), GPS、微波設(shè)備； 如果 RRU 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)采取射頻電纜拉遠(yuǎn)時(shí)，RRU 系統(tǒng)遭受雷擊時(shí)可能損壞的設(shè)備包括與RRU 直接相連的直流、控制系統(tǒng)、射頻、中頻電纜拉遠(yuǎn)系統(tǒng)、GPS 設(shè)備及微波設(shè)備端口等。 如果 RRU 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)采取中頻電纜拉遠(yuǎn)時(shí)，RRU 系統(tǒng)遭受雷擊時(shí)可能損壞的設(shè)備包括與RRU 直接相連的直流拉遠(yuǎn)系統(tǒng)、控制拉遠(yuǎn)系統(tǒng)、GPS 設(shè)備及微波設(shè)備的端口。 接地端口對(duì)于接地端口主要是瞬間的電位升對(duì)設(shè)備的影響。當(dāng)有雷擊通過地網(wǎng)泄放時(shí)，則會(huì)造成瞬間的地電位抬升，使得直流電源正、負(fù)極間的瞬態(tài)電位差變大，造成設(shè)備敏感部位（整流模塊和收發(fā)信機(jī)等）損壞。由于地電位抬升有時(shí)會(huì)從前端（開關(guān)電源直流輸出口）引入而損壞設(shè)備，也有可能從后端（用電設(shè)備如 GSM 的直流輸入口）引入損壞設(shè)備，所以應(yīng)在直流電源兩端分別提供防雷保護(hù)措施，形成直流電源正、負(fù)極與地的瞬態(tài)等電位。防止因地電位升高造成的地電位反擊損壞設(shè)備。在雷暴日較多、雷電強(qiáng)度較大的地區(qū)，特別是有鐵塔的基站，在開關(guān)電源的直流端輸出側(cè)提供防雷措施。2930附錄 C（資料性附錄）接地建在山區(qū)的無線基站所處地理環(huán)境千差萬別，其土質(zhì)多為碎石土壤、風(fēng)化巖或花崗巖石，表面土壤僅十幾至幾十厘米厚，大地電阻率高，地網(wǎng)接觸電阻大，要達(dá)到國內(nèi)外一般標(biāo)準(zhǔn)所要求的接地電阻小于 5Ω 存在眾多問題， 因此其接地系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，是當(dāng)前無線基站接地工程中的重要課題。由于目前基站地網(wǎng)的類型很多，基站建筑物環(huán)境因素各異，因此不可能用一種模式解決所有問題。 無線基站接地的目的建在山區(qū)的無線基站，其地網(wǎng)接地電阻值決定于其所處的地理環(huán)境和土質(zhì)(一般從幾歐姆至幾十歐姆不等)，理論上講防雷用接地電阻越小越好。由于流過接地裝置的雷電流會(huì)使其接地點(diǎn)的地電位升高，產(chǎn)生過高的接觸電壓和跨步電壓，由此可見，地網(wǎng)設(shè)計(jì)要從防雷保護(hù)的角度出發(fā)，盡可能降低接地電阻值。1) 按照 IEC60950《信息技術(shù)設(shè)備的安全規(guī)范》采用通信開關(guān)電源供電的通信設(shè)備屬于基本絕緣類設(shè)備。這類設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分一定要可靠接地，其目的是為了防止設(shè)備故障時(shí)的危險(xiǎn)電壓對(duì)人身構(gòu)成電擊危險(xiǎn)。2) 對(duì)以分離器件為主的模擬通信設(shè)備，考慮干擾信號(hào)的地環(huán)流影響，其設(shè)備需要獨(dú)立的工作接地，但對(duì)于以大規(guī)模集成電路器件為主的數(shù)字通信設(shè)備，其設(shè)備本身的抗干擾能力較強(qiáng)，但由于其內(nèi)部器件的抗電涌能力極差，所以工作地應(yīng)直接與保護(hù)地合二為一。3) 對(duì)于直流系統(tǒng)(48V 和+24V)，其接地的目的是為了固定(均衡)電位，防止供電系統(tǒng)故障后，危險(xiǎn)電壓對(duì)人身和設(shè)備構(gòu)成危險(xiǎn)。4)為防止靜電對(duì)設(shè)備本身的危害，應(yīng)直接接保護(hù)地。5)為給竄入系統(tǒng)的雷電能量提供一個(gè)泄放的渠道，應(yīng)直接接保護(hù)地。綜上所述，基站接地電阻的設(shè)計(jì)原則是供電系統(tǒng)在發(fā)生對(duì)地短路故障時(shí)，地電位升不會(huì)對(duì)人身和設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)影響。 基站地網(wǎng)的組成形式 無線基站地網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目的在于：在流往地中的雷電流路徑上得到最低的接地電阻，在保護(hù)范圍內(nèi)把雷電流流產(chǎn)生的電勢保持在安全范圍內(nèi)。一個(gè)由多接地體組成的地網(wǎng)可以近似地當(dāng)作一塊弧立的平板，其電容主要是由它的面積決定，附加于這個(gè)平板上的有限長度（2－3m）的垂直接地體，不足以改變決定電容大小的幾何尺寸，因而是電容增加不大，亦即接地電阻減小不多。這里接地電阻 R 為： （）cdsESCR??????*131上式中，R：接地體的接地電阻（Ω） ； C：接地體的電容（F） ； ρ：大地電阻率（） ； ε＝ε r 大地的介電系數(shù)（F/m） ； ε r：大地的相對(duì)介電系數(shù)。 由此可見：增大接地網(wǎng)的面積是減少接地電阻最有效途徑。只有當(dāng)附加的垂直接地體長度與地網(wǎng)等效半徑可比擬、平板趨近于一個(gè)半球時(shí)，電容才會(huì)有較大的增加，才能對(duì)降低接地電阻起作用，但即使在這種情況下，也僅能減小 ％.這個(gè)結(jié)果可由下式推出：如果地網(wǎng)為等效半徑為 r 的圓盤，埋深為零，則：R 1=ρ/4r ；而半徑為 r 的半圓球時(shí)：R2=ρ/2πr，R 1/R2 =。另外，垂直接地體對(duì)減少接地電阻的作用不大。那種認(rèn)為加密垂直接地體可減小接地電阻的觀念是不可取的，從宏觀分析，應(yīng)把地網(wǎng)看作一個(gè)二維的平板，采用不長的垂直接地體（垂直接地體的長度與地網(wǎng)等值半徑相比，至少小一個(gè)數(shù)量級(jí)）不論打入多少根，即使密集成厚度為 23m 的實(shí)體鋼板地網(wǎng)，也不會(huì)使接地電阻有多大變化。 地網(wǎng)大小及網(wǎng)格數(shù)與接地電阻的關(guān)系1) 地網(wǎng)大小與接地電阻的關(guān)系無線基站的接地裝置一般地網(wǎng)組成，如圖 所示：9104??圖 基站地網(wǎng)的組成32由圖可見，各地網(wǎng)間形成了環(huán)路互聯(lián)的聯(lián)合接地形式，有利于均衡基站地電位，增加雷電流散流能力。同時(shí)也有效的降低了接地網(wǎng)的阻值。作為復(fù)合接地體（以水平接地體為主，且邊緣閉合）的接地電阻： 　 R= + Ln 　bb　　　　　　　　　　　　　　　　　 （）Aρ Lρ 4810Ahd?上式中：A：接地網(wǎng)的總面積（m 2） ； L：接地體的總長度，水平和垂直接地體的總和， （m） ； D：水平接地體的直徑， （m） ； H：水平接地體的埋深， （m） ；ρ：土壤電阻率（Ω.m） 。從公式可以看出接地電阻主要取決于接地網(wǎng)的面積，而公式的后一項(xiàng)說明接地網(wǎng)的埋深，接地體的直徑以及網(wǎng)內(nèi)的水平和垂直接地體的總長度對(duì)減少接地電阻的作用很小，通常僅占