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摘要：我国经济和技术快速发展，不同地区已经开始建立通信基站。但是由于我国的国土面积广阔，基站的数量众多，再加上技术水平有限，环境天气因素的影响，使得我国的通信基站常常遭受雷击。本文作者根据多年的工作经验，进一步分析设计中存在的不足点及改善方法，希望和同行交流观点。
关键词：通信基站；设计；注意事项；防雷接地
前言
通信基站是我国通信网络的基础，实现信息化施工设备，是一种无线广播模式。近年来，随着通信技术在我国改革和经济水平的不断提高，通信基站扮演着人们生活和工作中的一个非常重要的角色。由于其大多放置在高空位置，周围空旷，如果遇到下雨天，极其容易遭受雷击，再加上基站设施是集微电子技术于一体的，这些设备的电压低，集成度高，因此更加容易受到干扰，造成不可估量的经济损失。近年来，运营商加大了对通信基站的重视程度，并增加资金投入和技术投入，制定了行业标准，逐渐减少了其遭受雷击的几率。但是与发达国家相比，技术水平依然欠缺，防雷工作不到位，没有落实到实处，使得问题依旧存在，甚至造成了严重的经济损失，这给运营商和我们国家带来了严重的负担。对此，我们进行了进一步探索，旨在减少通信基站遭受雷击的次数，保障其稳定性。
1通信基站防雷措施存在的问题
通过对通信基站的防雷设施检测，根据调查及用反馈的情况，经过多方面的调研，基站防雷措施通常存在以下问题。
（1）基站铁塔上的避雷针与通信天线的垂直、水平距离太近，没有按照滚球法计算，接闪过程中，天馈线的电磁感应电压过高，损坏通信设备，铁塔顶端至底端的过渡电阻≥0.03Ω，避雷针的接地电阻过大，不利于雷电流的泄流。
（2）基站供电线路一般是采用架空引入，电力电缆金属护套或钢管两端没有就近可靠接地，配电屏中性线进站后重复接地，室内接地排与室外接地排没有分开设计，没有安装适合的电涌保护器SPD，防止雷电波侵入。山地地区的通信基站光缆大多是架空引入的，在其引入光电转换柜后进行接地是正确的，但是在实际中经常出现一些问题。例如光缆引入基站后一般会出现剩余，这就增大了雷电沿加强筋侵入后电磁偶合的机率，造成电磁能向热能的转换以至烧毁光缆等。
（3）基站天线铁塔地网和机房地网没有形成联合接地，独立铁塔旁的机房或铁塔下面的机房通信设备接地不规范，通信设备接地线从塔脚引入，没有从地网处引入，存在地电位反击。电源、通信线路等进线不规范。据检测了解到，这个原因是造成问题的最主要原因，其中包括将电力电缆捆绑在了基站铁塔上；线路没有做终端杆；错把光缆与电缆捆绑在了一起等等。根据我国的规范规定，“进入通信基站的低压电力电缆应该经地下引入机房，其长度不宜过短”，而上述设置都没有严格按照规定进行，造成了事故的发生。
（4）基站铁塔高度≥60m，天馈线中间和进入机房前都没有接地，馈线与通信机端口未设置馈线SPD，光纤架空敷设，光纤内加强芯、光端机及通信设备未作接地处理，使光端机和设备损坏。电涌保护器存在问题。首先是某些施工人员对电涌保护器的数据安装应用范围使用不当，SPD安装出错就无法保证能量的配合，达不到预计的防雷效果。其次，电涌保护器的型号选取错误，没有考虑到距离要求。最后，电涌保护器的安装不规范。主要是指SPD安装过程中的线材及其走向和接地线的处理不当。
2通信基站防雷的设计和注意事项
基站的防雷设计
2.1设计原则
通信基站必须采取联合接地的防雷措施；地网设计应根据基站周围环境和地理因素，确定地网的边界和形状；电源系统的SPD指标，应根据年雷暴日、海拔高度、地理环境、建筑物的形式、供电方式以及当地的供电电压的波动范围来选择，并应考虑各级SPD的配合问题。其主要目的：将绝大部分雷电流直接引入地网泄放，阻塞沿电源线或数据线、天馈线引入的雷电电磁脉冲LEMP，提高电子通信设备电磁兼容能力。
2.2现如今对通信基站进行防雷的方法和技术归纳起来主要有接闪、等电位连接、分流、均压、屏蔽等等。把这些方法很好地应用于通信基站的防雷上，在一定程度上可以减小雷电对其的危害。下面就来介绍一下在进行防雷时的主要设计和注意事项。
2.1.1直击雷防护
在对直击雷进行防护的时候，首要的就是要完善接闪系统，注意天线和站房是否在接闪器的保护范围之内。如果天线在保护范围之外，一定要另行安装避雷针，并且保证避雷针通过建筑物的防雷设备引入地下。采用避雷针对天线和设备进行直击雷防护， 要求如下：
（1）避雷针应将移动机房和塔上通信设备置于保护范围内，使其处在LPZ0B区，可使用塔身作为接地导体，塔身金属构件电气连续性不可靠时， 应使用40mm×4mm的热镀锌扁钢设置专门的铁塔避雷针雷电引下线。
（2）基站保护等级按二类设计，滚球法计算时，用滚球半径hr=45m，为了减少雷电流沿避雷针泄放时产生的瞬间电磁场，对基站设备的电磁感应和反击放电，设定避雷针与天线外缘距离≥3m。
（3）铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应利用建筑物柱内的钢筋作雷电引下线，或与楼（房）顶避雷带就近不少于两处焊接连通；建筑物无钢筋结构作雷电引下线时，铁塔四脚应专设雷电引下线，并与环形接地体焊接连通；使用活动机房的通信基站，机房的金属框架必须就近做接地处理.
2.2.2等电位连接
等电位连接是指在同一防雷区内的不带电金属体，要尽量使用最短的距离实现互连，并且以“S”型接地。各个金属体与汇流之间是否连接在了一起，在没有明确说明的情况下，其过渡电阻不能超过0.03欧；要注意检查接地线的路径。此外，在进行现场检测的时候，不仅要注意其接地的规格是否正确，还要排查它与站房室外汇流排之间的连接状况，其过渡电阻也同样不得超过0.03欧。同时，还要注意防雷规范中严禁声明的，避免室外汇流排与铁塔进行直接连接。防雷等电位连接是将分开的导电装置各部分用等电位连接导体或电涌保护器SPD做等电位连接。其目的是减小建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间由雷电流产生的电位差，防止反击。
通信基站地网主要由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，此外，在高山电阻率较大的地方还应结合实际增加辅助地网，如图：
2.2.3雷电分流
雷电分流是避免通信基站遭受雷击的关键所在，它是指雷电通过铁塔接闪入地以后，使尽可能多的电流向机房的远方流动，以此来减小地电位的反击。在其进行反击的时候，主要完善的地方有两点。第一，增设接地体；第二，控制机房接地引入线与雷电流引入线的距离，避免两者间距过小，以免遭成更大的麻烦和损失。
铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应利用建筑物柱内的钢筋作雷电引下线，或与楼（房）顶避雷带就近不少于两处焊接连通； 建筑物无钢筋结构作雷电引下线时，铁塔四脚应专设雷电引下线，并与环形接地体焊接连通；使用活动机房的通信基站，机房的金属框架必须就近做接地
2.2.4雷电过电压保护
雷电过电压的保护需要加强的措施有很多，除了要把进入机房的线缆进行埋地处理；使用浪涌保护器；对可接地的线缆或金属体实行多处接地外，还要注意检测SPD的参数选取、安装方式等等，其标准要完全符合国家的统一规定。此外，在其真正使用的时候还要注意级间之间的配合与电源用浪涌保护器接线长度的问题。
3基站关键部件防雷接地
3.1天线的防雷技术避雷针、铁塔、机房设备、建筑物及电气（设备）如何接地，以及如何降低感应过电压都成了防雷技术的重要课题。降低感应过电压的课题包括降低大地电阻率和铺设均压带两大方面内容。降低大地电阻率可以采用化学降阻剂、木炭或食盐等置于接地桩四周，使铁塔和机房的接地电阻能小于5Ω。工程中，有时因为铁塔地基等原因不容易实现铁塔接地电阻<5Ω的要求。通常解决方法是采用铁塔四周的入地端埋设垂直地桩，四角外缘再埋设闭合环形接地体，这两种接地体再对称多点相连，如电阻仍达不到要求，可在各接地体下加降阻剂。另外，需要注意的是需将天线上所有金属体，如天线支杆、框架、航空灯、走线管、天线引下线管等均要和铁塔架焊接，至少要用螺栓连接。航空灯走线管和天线引下线管甚至在入机房前尚需入地一段距离，并在机房内和接地母线相连。在进行避雷针高度设计时，应用准确参数进行计算，选用避雷针时，应注意其机械强度和耐腐蚀要求。
3.2通信基站防雷保护接地系统
通信基站防雷保护接地系统一般是由基站防雷接地系统与机房保护接地系统两部分组成。基站防雷保护接地系统是指铁塔接地。天馈线三点接地；电源系统接地以及室内避雷器接地；机房防雷保护接地系统是指各类设备外壳保护接地；走线架和不带电金属体保护接地；工作接地；屏蔽接地与直流接地。
3.3铁塔防雷与接地
铁塔接地主要是指塔顶避雷针，专用防雷下引线，塔基接地网及地网上引线。基站铁塔应有完善的防直击雷和二次感应雷的防雷装置，在塔顶部位设置避雷针，避雷针高度应符合设计要求，避雷针应设专用接地引下线，引下线一般采用40mm×4mm的镀锌扁钢为材料，避雷针底座与引线连接处，接地引线中间连接处，接地引线与地网上引线连接处均应四周围焊，焊接应牢固无虚焊，雷电流引下线应沿塔体对角下，引下线应用专用卡固定，专用卡固定间距为1～1.5mm，避雷针安装应垂直，牢固、端正，允许垂直差为避雷针高度的5%。
3.4天馈线系统的防雷与接地
通信基站天线应在接闪器的保护范围内，天线的避雷角度应≤45°，基站馈线的金属外护层应在上部，下部经走线架进机房入口处作三点接地，在铁塔上的两处接地应就近接至塔基地网，在机房入口第三接地处应就近与地网引出的接地线妥善焊接连通，当铁塔高度大于或等于60m时，同轴电缆馈线的金属处层还应在塔体中部增加一处接地。
4结束语
在现代经济和通信技术不断发展的时代，通信基站对社会的发展起到了至关重要的作用。通信基站的雷电防护又是一个系统的工程，要加强通信基站防雷工作，就一定要结合实际环境，因地制宜，不断探索。在保证不违反国家和行业现行法规的基础上，加强改革，不断创新，运用新技术，把繁琐的通信基站防雷工作变得简单、安全、可靠，采取全方位的综合防护措施，不断提高通信基站的防雷能力。
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