移动通信基站的防雷与接地课件

移动通信基站的防雷与接地

信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心2010.093/15/20231中讯邮电咨询设计院防护中心简介地网等电位连接天馈线的接地保护过电压保护

移动基站专用变压器的防雷问题

3/15/20232中讯邮电咨询设计院防护中心简介中讯邮电咨询设计院有限公司（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，YD5098－2005《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/T1429－2006《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。我中心是国内唯一一家专业从事的通信局（站）防雷接地设计单位。我中心是工信部指定的通信行业防雷器件检测单位。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。3/15/20233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，而且不再有工作地排、保护地排的区分，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。3/15/202352、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40mm×4mm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3m×3m。（4）铁塔位于机房旁边时，应采用40mm×4mm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～5m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。地网3/15/20236（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。地网3/15/202374建在普通民用建筑物上基站的地网要求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。

地网3/15/202395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。地网3/15/202310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。

3/15/202311等电位连接3/15/202313

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：

等电位连接3/15/2023142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和交流配电箱的旁边,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。机房内主地排距离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。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5k（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保护作用。下面是几种改造实例:等电位连接3/15/202315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。

等电位连接3/15/202317

光缆加强芯及其金属外护层未做好接地处理，相当部分基站的光缆金属加强芯及其金属外护层未按标准要求在ODF光配线箱内进行有效的接地，致使部分基站遭受雷击而使ODF架内发生拉弧跳火，可能损害尾纤，严重时还可能造成机房火灾。要求光缆加强芯连接板或者连接端子单独用16mm2多股铜线连接到主地排。光缆加强芯打火等电位连接3光缆金属加强芯及外护层接地的问题

3/15/2023183/15/202319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，应串接保护空开（或保险丝），防止SPD故障时引起系统供电中断。保护空开（或保险丝）的标称电流不应大于前级供电线路空开（或保险丝）的1/1.6倍。保护空开应使用质量可靠、符合防雷要求的产品。严禁将C级40kA模块型SPD进行并联组合作为80kA或120kA的SPD使用。间隙型或间隙组合型保护器不得在通信局（站）使用。1基站SPD的使用要求

3/15/202321过电压保护3/15/202322必须采用“3＋1”的保护模式；

必须串接空开或者熔断器，防止火灾；氧化锌的最大持续运行电压宜选择385V；漏电流应尽量小，超过20μA应更换。过电压保护3/15/202323天馈线的接地

目的：由天馈线进入的雷电流会引起移动发射机入地雷电流增大、地电位升高，使无线发射机与传输、电源等相关设备间产生较大的电位差，造成雷害故障。采用馈线分流接地措施，可以减少进入机房的雷电流。一般天馈线的外护层应在铁塔的上部、下部和进入机房的入口处，分别做接地处理，如果铁塔高度超过60米，还应在铁塔中部增加一处接地，经过逐级放电使进入机房的雷电流达到最小。在铁塔上做接地时，可在接地点旁就近设置一个汇流排，并与塔身连通，然后将馈线外护层用铜缆连到汇流排上。实际工程中出现问题比较多的是机房入口处的馈线接地，按规范要求，将机房入口处的室外汇流排应与地网直接连通，但实际工程中有部分基站将室外排连接到铁塔塔脚和室外走线架上，导致进入机房的雷电流比较大，很多基站的雷害事故均与此相关。3/15/202325解决室外汇流排防盗的方案

方案一：用热镀锌扁钢或者铁排代替铜排，就近与基站地网连接，安装位置及要点可参考常规作法。注意做好铜鼻和铁连接处的防腐。天馈线的接地

3/15/202326（4）按照《通信局（站）防雷与接地设计规范》（YD5098-2005）