移动通信基站的防雷接地交流.ppt

中讯邮电咨询设计院,移动通信基站的防雷接地交流 车锴,概述,概述,防护中心简介 通信局（站）防雷接地的必要性 基站防雷的思路和基本措施 新增3g设备时需注意的防雷接地问题 泉州移动通信基站检测过程中遇到的问题 小结,中讯邮电咨询设计院防雷中心简介,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 14292006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。 完成了全国各地上万个局站的防雷工程咨询设计工作，近年来完成了北京、上海、广东、浙江、福建、云南、湖北等地十余家运营企业的防雷检测工作。 是itu sg5（国际电联电信标准化部门第五研究组）中国代表团成员单位之一。 积极与通信企业合作制定各类防雷解决方案以及企业防护标准。例如与广东省移动公司合作科研项目移动通信基站地网优化设计及新型综合防雷接地解决方案有效的解决了移动基站遭受雷击损害的问题，获得中国通信学会科技进步三等奖。,移动通信基站防雷接地的重要性,近年来，随着移动通信服务区网络不断向郊区、山区、交通主干线的延伸，基站所处地理环境越加恶劣，特别是石头较多的山上，接地问题更难解决。其实移动通信基站的接地问题一直困绕着中国移动的建设和设计单位，建在山区的基站，由于土质很差，多为碎石土壤、风化岩或花岗岩石，表面土仅十几至几十厘米厚，并且大地电阻率极高，要使基站的地网接触电阻做的很小是极为困难的。 另外山区基站根据设计的不同，分别有机房与铁塔分别设立、机房被铁塔四脚包含、铁塔四脚建在机房之上几类情况，因此，各类移动通信基站的接地系统的合理设计，是当前移动通信基站接地工程中的重要课题。,目前建在郊区或山区基站移动通信基站有各种各样的地网，接地电阻值从几欧至几十欧姆不等。这主要由基站所处的地理环境和土质以及站址所在地区土壤电阻率所决定，对于正在运行的基站设备实践证明：“接地电阻的大小对基站设备技术参数以及信号传输没有任何影响”。从理论上讲，防雷接地用的接地电阻越小越好。这是因为接地装置上流过的雷电流会使接地点的地电位升高，产生过高的接触电压和跨步电压，因此地网的设计主要从防雷保护的角度考虑，尽可能降低接地电阻的数值。另外对于建在山区的基站实际所处的地理位置与雷电的活动区域有着一定的联系，而且土质很差，大地电阻率极高，要使基站的地网接触电阻做的很小是极为困难的。,雷电对移动通信基站的影响,设备不能正常工作； 损坏设备； 引发机房火灾；,移动通信基站的防雷和接地,移动通信基站接地系统实施的目的： -保证设备正常工作，减小干扰 -电气安全 -防雷安全 移动通信基站防雷接地系统实施的原则： -联合接地 -等电位连接 -过电压保护 新防雷接地标准yd5098几个需要注意的问题： -对联合地网高要求，对接地电阻要求降低； -详细规定了几类等电位连接方式； -过电压保护进行了详细规定，包括安装位置、保护等级等等。,基站的防雷思路和基本措施,基站的防雷思路 基站防雷的目的就是尽可能的保护站内设备不受雷电过电压的损坏，然而基站与外界连接的接口主要有电力系统、接地系统、天馈及接闪装置、信号线4个方面，因此雷击所带来的损害也就主要来源于站内设备与4中接口中的一个或多个之间的压差。如果这个压差超过了设备所能承受的范围，就必然会引起设备的损坏。另一方面，如果引入站内的异常电流足够大，且站内设备间（对异常电流）动态的地电位有较大差异，基站内部的设备也会损坏。,雷电流入侵的途径,机房,电力系统,信号线,天馈及接闪装置,地网,采取的基本措施 地网是基础。 移动基站应采用联合接地，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。这些地网联为一体组成联合地网。当所在地区土壤电阻率低于700m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700m时，可不对基站的工频接地电阻予以限制，但此时地网的等效半径应 20m，并在地网四角敷设20m30m的辐射型水平接地体。对接地电阻较高的基站，应适当提高电源一级spd的保护等级、增加各个端口的保护措施等予以补偿。 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；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。,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。 室外站、边界站使用通信塔杆时，宜围绕杆塔半径3m范围设置封闭环形接地体，并与杆塔地基钢板四角可靠焊接连通，如接地电阻大于10，应在环形接地体的四角敷设10m20m的辐射形水平接地体. 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。,天馈线及接闪装置 对天馈线及接闪装置在进入机房前要有通路单独下地网，一般的是从避雷针（接闪器）引一根440mm2热镀锌扁钢单独连接到地网。 铁塔上架设的馈线及其他同轴电缆金属外护层应分别在天线处、离塔处以及机房入口外侧就近接地；当馈线及其他同轴电缆长度大于60m时，宜在铁塔中部增加一个接地点，接地点连接线应采用截面积部小于10mm2的多股铜线。走线架始末两端均应接地。 铁塔建在机房上时，馈线及其他同轴电缆下端除在离塔处接地外，还应在机房馈线入口处设室外汇流排作为馈线的接地点，室外接地排应直接与地网连接。 馈线及同轴电缆下端接地点不宜接在铁塔一角。,全国各个地区均出现了室外馈线铜排被盗窃的现象，对基站的安全运营埋下了隐患 ，针对这种情况，有两种解决方案 ： 用热镀锌扁钢代替铜排，就近与基站地网连接，安装位置及要点可参考常规作法。由于热镀锌扁钢的接触导电性劣于铜质材料，因此注意彼此的连接。 保留馈线接地铜排，安装位置设在机房内部馈线窗附近，铜排的接地端应从地网直接引出 。,电力线 在引入电力线时，有专用变压器的，在变压器的高、低压测安装避雷器，且要接地良好；要求供电线路在进机房前尽可能的埋地，且两端的屏蔽层要良好接地，在进入机房后在交流配电箱附近加装适当量级的防雷箱。开关电源中也要配置合适的防雷器。 对于一些山区基站，电力线经常遭受雷击，我们要求在其电力线上方加装避雷线，材料为10mm2绞钢，并且做到每杆接地；电力线金属铠装层的接地点要求设在机房外。,信号线 架空光缆宜避开易遭受直击雷的特殊地段（如山梁、水坝、河边开阔地及山谷内的开阔地段）；光缆吊线应每隔300m利用电杆避雷线或拉线接地，每隔1km左右加装绝缘子进行电气断开。 雷害特别严重地段的架空光缆上方应设架空地线。 基站光缆进站时宜埋地引入，埋地距离应不小于15m。基站的直埋光缆与进站低压电力电缆可酌情利用沟槽同沟埋设。 光缆在进入机房后，可增加光缆终端盒，并将其中加强芯就近入地（条件允许时，应直接接在地网上）而不能接在均压环上。 若增加光缆终端盒有困难，光缆加强芯可通过传输机柜中的加强芯固定板接地，固定板用16mm2铜线就近连接到接地端子上。施工时应注意加强芯与固定板连接可靠（拧紧固定螺丝）。,等电位连接是关键 移动基站等电位连接方式有两种，一种是环形连接，一种是星形连接。对于雷击情况严重的基站采用环形连接的方式，对于雷击情况不太严重的基站采用星形连接方式。 采用采用环形等电位连接时， 应在机房内沿走线架和墙壁 设置环形接地汇集线，环形 接地汇集线应多点就近与地 网连通，站内设备由环形汇 集线就近接地。站内连接方 法参照右图：,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。 对于现有基站如果原室内汇流排距离交流配电箱的距离较远（大于1m），要求在交流配电箱附近新设室内汇流排作为总汇流排，并就近接地，原室内汇流排作为二级汇流排；断开原室内汇流排与地网的连接，并用95mm2多股铜线就近与新设室内汇流排可靠连接。,新增3g设备时应注意的一些问题,宏基站设备的接地 宏基站bts的接地同g网bts接地一样，将bts用不小于16mm2的多股铜线就近与室内汇流排可靠连接。 bbu+rru拉远设备的防雷接地 直流防雷配电箱的接地： -星形接法时，将直流防雷配电箱安装于交流配电箱附 近，并用不小于16mm2的多股铜线就近与机房总地排可 靠连接。 -环形接法时，将直流防雷配电箱安装于馈线窗附近，并 用不小于16mm2的多股铜线就近与环形接地汇集线可靠 连接。,直流拉远电源线的接地： 要求使用有外屏蔽层的直流拉远电源线缆，并将直流拉 远电缆两端就近接地；当电缆长度大于60m时，并要求在 直流电缆中部增加一处接地处理。,防雷器的选型和使用,spd的各项技术指标，应以信息产业部指定的防雷产品的检测单位的检测报告判定，并通过spd最大通流量/每线的检测，且检测报告不得超过规定的时效。对于交流电源spd，应通过产品标称的每线最大通流量检测。对不同通流量等级的产品进行残压对比时，应以测试报告中20ka的8/20s波形检测数据为准；spd的通流量等级相同时，可以对相同测试等级的数据进行全面对比。 在移动基站的检测过程中，经常发现由于防雷器的选型和使用不正确造成基站设备的损坏。因此防雷器的选型和使用就显得尤为重要。yd5098-2005规定移动通信基站的防雷器应选用31模式，对于有专用变压器的也可以选用4模式。 防雷器必须串接合适量级的空气开关，以防止由于防雷器发生单相短路故障而引起机房火灾。 电源用第一级箱式spd应具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、保险跳闸告警、遥信等功能，并可根据实际需要选择雷电记数功能。,不同的地区和环境应选用不同量级的防雷器，防雷器量级的选用应依据yd50982005（如下表所示）。,spd的安装工艺,电源用spd的连接线及接地应尽量短直，使用模块式spd时引接线长度应小于m，接地线长度应小于1.5m；使用箱式spd时引接线和接地线均应小于己1.5m。 spd的引接线和接地线，必须通过接线端子或铜鼻连接牢固，防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。铜鼻和缆芯连接时，应使用液压钳紧固或浸锡处理。 spd的引接线和地线应布防整齐，在机架应绑扎固定，走线应短直，不得盘绕。 电源用spd的连接线及接地线截面积应符合下表的要求，材料为多股铜线。,泉州移动检测过程中遇到的问题,机房内主地排距离交流配电箱和第一级电源过电压保护器较远，导致保护器接地线过长，雷电流泄放不畅。根据相关试验，如引线长1m，入侵的雷电流为20ka（8/20s），则每米导线上的电压降为3.6kv，即使入侵的雷电流为5ka（8/20s），则每米导线上的电压降也能达到1.2kv。因此如果接地线过长，雷击时接地线上残压就会很大，使第一级保护器无法起到作用。 大部分基站所使用的第一级浪涌保护器不符合通信防雷行业标准的要求，其中包括：部分基站采用的保护器量级过小（仅40ka）、有的tt供电的基站系统中采用了4相对地的防雷产品、有的保护器无过流过热保护等等，还有部分保护器没有串接单独的空气开关。,采用多模块并联型保护方式,选用的保护器保护量级小，适用雷电波形为10/350,北京爱劳老式防雷产品仍在用,采用多瓷瓶式防雷元件,部分机房使用的开关电源中，遭雷击损坏的c级防雷器未及时进行更换；且部分开关电源中使用的c防雷模块为铁壳封装，没有合格的脱扣装置，不符合标准要求，存在一定安全隐患。,c级防雷模块已损坏,c级防雷产品不合格,部分基站开关电源直流输出端未安装直流保护器。 光缆加强芯及其金属外护层未做好接地处理。,光缆加强芯及其外金属护层未接地,部分基站室外汇流排与引下扁钢连接不可靠，或者部分基站未安装室外汇流排或室外汇流排被盗，馈线金属外护层未在进机房前做可靠接地处理。,馈线接地不可靠,室外汇流排及其接地线被盗,机房内其他设备未做接地。,其他设备未接地,小结,雷电会导致多种不同形