通信基站综合防雷方案

移动通信基站综合防雷一、施工方案企业标准《基站防雷与接地设计标准》中条规定通信机房及通信基站应采用系统的综合防雷措施，包括直击雷的防护、联合接地、等电位连接、电磁屏蔽、雷电分流和雷电过电压保护等措施。因此通信机房及通信基站的综合防雷电受到了高度的重视，为了最大限度的抑制雷电危害，结合中国通信企业标准QB-W-011-2007《基站防雷与接地技术标准》及信息产业部颁发的YD/T50982005《通信局〔站〕防雷接地工程设计标准》，并遵照《河北基站防雷与接地整治技术要求》的指导意见，我公司对邯郸所属通信机房的雷电防护提出了以下整改方案：1、外部雷电的防护措施1〕接闪器：铁塔可以作为机房最好的接闪装置，铁塔顶端要加装限流接闪器〔避雷针〕，天线应在接闪器保护半径之内。现有基站情况根本符合标准要求，方案预算中故没有考虑。2〕引下线：铁塔接闪器应通过引下线与联合地网做良好的连接，采用40mmx4mm的热镀锌扁钢将避雷针引下线接至铁塔远离机房侧与铁塔地网相连接。以尽可能的减小雷电流泄放对机房造成的损害。为保证良好的电气连通，扁钢与扁钢〔包括角钢〕搭接长度为扁钢宽度的2倍，焊接时要做到三面焊接，焊接要实，不得虚焊。焊接部位扁钢应作三层防腐处理，具体操作方式为先涂沥青，然后绕一层麻布，再涂一层沥青。3〕接地地网：YD5098-2005中条规定基站使用联合接地，通信基站地网应由机房地网、铁塔地网组成，或由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成。当电力变压器设置在机房内时，可共用机房地网；当铁塔建于机房屋顶时，铁塔地网与机房地网合为一个地网。a．铁塔地网：铁塔地网应采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,将铁塔四个塔角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,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3-5米b．变压器地网：当电力变压器设置在距机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔3~5m相互焊接连通一次〔至少有两处连通〕，以相互组成一个周边封闭的地网。如变压器距机房地网边缘30m以外时单独敷设变压器地网c．机房地网：机房地网由机房根底接地体〔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，并与机房根底接地体横竖梁内两根以上主钢筋焊接连通。机房根底接地体有地桩时，应将地桩主钢筋与环形接地体焊接连通。d．实施方案：在机房周围敷设新的人工辅助地网，采用热镀锌角钢和扁钢作为接地体，通过电焊焊接的方式实现连接。同时将新建地网与原根底地网做连接处理，实现联合地网。Ⅰ：破除地面；了解地下情况，选择开挖线路。信息和施工必须准确、迅速。防止影响工作。Ⅱ：开挖沟槽；沟槽开挖深度为70厘米，宽为40厘米，地网整体成闭合环形。Ⅲ：敷设接地体和接地引出线；地网分别引至电源机房、通信机房。并与等电位汇流排可靠连接。敷设垂直接地体时应避开地下管线，其间距不小于接地体长度的2倍，在施工空间充足的地方可以放宽，其接地效果成正比。敷设水平接地体时应与相关管线保持平安距离，计算方法依据《建筑物防雷设计标准》中公式确定。敷设接地引出线时应做好防机械损伤的措施。并尽量实现隐蔽、美观的原那么。Ⅳ：焊接与固定；焊接方式采用电焊或热熔焊接，焊接过程中应保证用电平安、防火防烫伤等的平安措施。固定应可靠巩固。Ⅴ：防腐处理；对每个焊点进行可靠细致的防腐处理。Ⅵ：掩埋接地体和沟槽；掩埋接地体时应保证掩埋的土壤坚实，采用夯实的方法保证接地体与土壤的良好接触。并保证雨季时地面不下陷。Ⅶ：地网检测和接地电阻测量；对整个工程施工工艺进行检测和测量。并记录地网接地电阻值，与设计目标比拟后作出判断。合格后进行第八个步骤的工作。不合格那么要进行整改。Ⅷ：地面恢复；恢复地面优于施工前，保证现场垃圾的清理和卫生。保证地面恢复的美观。Ⅸ：撤离施工现场。与负责人共同验收并告知施工概况，得到认可前方可撤离现场，并保证撤离后的现场不影响建设方工作。在土壤电阻率较高的地区，宜敷设多根辐射型水平接地体〔简称辐射型接地体，下同〕。在碎石多岩地区其外型也可根据地形设置。环形接地体每边长一般为10~20m。辐射型接地体的长度宜20～30m，其走向为联合地网向外辐射方向，它也可在铁塔地网上敷设，在辐射型接地体终端附加垂直接地体。对于通信机房无论是考虑防雷地还是工作地，在机房的周围都应该做一个独立地网，然后于铁塔地网，变压器地网连接，实现共地。如图：2、电源系统的雷电防护措施由于电力线大多架空铺设，受雷击或感应的时机相当大，电源系统发生的雷击事故也较多，除此之外，很多基站供电系统属于TT系统，电网电压波动大。因此电源系统防雷及过压保护是首要解决的问题。1〕高压局部的防护：国家对高压系统的防雷保护有专门的规定，归属电力部门负责。应加装10KV高压氧化锌避雷器，变压器接地地阻值到达标准要求。2〕电源引入局部的防护：电力线应选用具有铠装层的电力电缆或护套电缆穿钢管埋地引入机房，电缆金属铠装层和钢管应在两端就近可靠接地。电缆长度不宜小于50m，深度70㎝。当变压器或电力线路终端杆离机房较近时，可将电缆环绕机房或空旷区域迂回埋设。电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器。如下列图：实例图片3〕室内电源局部的防护：国家标准明文规定要求在低压电力线进入交流屏前安装可靠的防雷器件，由于雷击的强度与设备耐压水平悬殊，并涉及具体需防护雷电的级别和能量的配合。IEC经过实践证明只有分级保护才能到达要求。根据设备的不同位置和耐压水平，可将保护级别分为三级或更多。a．第一级防雷保护在基站电源总进线开关处对地并联电源防雷器，QB-W-011-2007中条规定浪涌保护器选用参考YD5098-2005的规定,根据YD5098-2005中条规定为防止变压器高压侧某一相堆变压器外壳短路，导致用户侧相线对地产生持续高电力差，建议采用“3+1”模式防雷装置。即3个保护器分别有三根相线对中线安装，在加上一个NPE保护器，连接中线和地线。这样可以进行相-相、相-中、相-地、中-地的全面保护。YD5098-2005中款规定郊区和山区基站应选择最大通流量100KA以上的限压型电源一级防雷器，并具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、保险跳闸、遥信等功能。直接用25mm2铜缆垂直接地至均压环，到达最大感应雷防护标准。防雷箱接地线直接接在防雷专用接地排上，接地线采用35平方BVR铜缆，连接处采用铜鼻子压接，压接铜鼻子使用规格相符的液压铅，或沾锡处理。如图一、三:图一：电源一级防雷箱b．第二级防雷保护安装基站开关电源处，YD5098-2005中款规定所有基站交流二级防雷应选择最大通流量在40KA以上的限压型防雷器。通过开关电源可靠接地，同时具有遥控监测触点和损坏指示示窗。插拔模块组合可以进行不断电的更换操作，标准DIN导轨安装。同时YD5098-2005中条规定基站内的第一级和第二级浪涌保护器的安装点到达不小于5米的技术要求距离，在基站不具备线路施工条件时，需安装专用退耦器，配合防雷器工作，协调两级防雷器的能量分配。YD5098-2005中.4条规定直流电源局部在直流电源输出侧安装直流防雷器，作为电源系统浪涌过电压防护的第三级，抑制前级较高的残压队后端弱电设备的干扰。通过直流配电屏接地，或者直接安装在基站设备和传输设备的电源输入端。主要保护通信主设备、综合传输设备的直流供电，不受因雷电电磁场在电源传输线路发生电磁感应所产生的过电压，并实现L-PE、N-PE的等电位连接。如图二：图二：直流电源防雷图三：防雷器专用接地排3、天馈线局部的雷电防护措施国家标准和行业标准中规定，基站天线必须在接闪器的保护范围之内，由于通信基站的工作环境比拟恶劣，根本都是无人值守基站，根据基站设备的实际情况，选择馈线避雷器，安装在走线架上、主馈线与下跳线之间的7/16DIN介面处，可靠接地。良好的接地是保证防雷器工作的根底。QB-W-011-2007中条规定必须做好三点接地，即馈线上部〔馈线顶端与天线介面处〕、下部〔馈线在铁塔下部折弯前离塔处〕和经走线架进机房入口处都要用截面积不小于10mm2的多股铜线可靠接地。室外走线架始末两端均应接地。对于超过60米长的馈线要在铁塔中部增加一个接地点。同时为便于馈线及其它同轴电缆金属外护层在机房入口处妥善接地，宜在机房入口处设置馈线接地排，馈线接地排应采用截面积80mm×4mm的热镀锌扁钢，并采用40mm×4mm的热镀锌扁钢就近与机房地网作可靠连接。室外走线架始末两端均应作接地。在机房馈线口处的接地应单独引接地线至地网，不能与馈线接地排相连，也不能与馈线接地排合用接地线。机房入口处的馈线接地线应接至馈线接地排，馈线接地线的走向应由天线朝机房方向。对于水平敷设距离较长的馈线和其它同轴电缆金属外护层应在水平拐角处就近接地。馈线接地排也可以设置在馈线口的室内侧，但必须确保馈线接地排与包括走线架在内的其它金属体和墙体绝缘，馈线接地排与地网的连接方式不变。如图：馈线室外接地排跳线处一点接地4、光缆局部的雷电防护措施光纤由于其传输信号的特殊性，最好埋地进入机房长度不小于30-50对于光纤的加强筋加设独立地排和连接线，独立地排与机壳采取绝缘处理，将地线引到馈线地排上，接地线采用35mm2BVR多股铜缆。综合柜的地排采用35mm2BVR多股铜缆接到接地聚集线上。机房设有环形等电位排时，可直接将地线接到铜排上，采用35mm2BVR多股铜缆。如图：光纤加强筋接地5、基站内等电位连接现有通信机房的等电位连接方式为星型S型结构,见图，依据最新的前沿技术分析得知，这种结构是不利于地电位还击情况下的防护措施。因此等电位连接网络需要整改，由星型结构转变成网型结构,见图图1星型\网型接地方式比照图整改方案：在通信机房的配线架上通过挂钩敷设环形结构的等电位连接带。通过BVR铜缆作为等电位连接导体与机房内的所有设备〔通信、光端机、列头柜、监控、电源柜等〕进行可靠连接。并对等电位连接网络实现两点可靠接地。1〕选定等电位连接带的敷设位置原那么是所有设备的工作地、保护地应以最短的距离连接到等电位连接带上，所有连接导体必须敷设科学合理、美观整齐。2〕敷设等电位连接带主体在配线架上通过挂钩敷设等电位连接带。通过绝缘端子实现等电位连接带主体的独立性。3〕等电位连接带主体接地通过等截面的接地引入线与等电位连接主体相连，实现其接地。接地需满足对称两点接地的要求。并保证连接点的接触电阻小于欧姆。4〕实现设备与等电位连接排的连接第一步对设备的保护地线或工作地线实施跨接，保证正常运行。第二步撤除原有保护地线或工作地线。第三步把前期做好的等电位连接导体安装、固定到设备和等电位连接排间。第四步撤除跨接线。第五步整理线路并贴线路指示标签。按上述步骤完成所有设备的等电位连接。并保证设备的可靠接地。并保证标签的正确性和线路美观性。5〕测试连接点的接地电阻通过等电位测试仪，测量各节点的电气连接情况。保证接触电阻小于欧姆。6、空调室外机的防护据QB-W-011-2007《中国通信企业标准》之规定，空调室外机电源线应采用三相五线电力电缆或把空调外机外壳与机房外部的环形接地体做电气联接。严禁将室外机外壳与避雷带、雷电引下线、塔体或室外接地排相连。因此室外机机壳的接地通过40x4mm的热镀锌扁钢与机房地网就近连接实现，焊接处扁钢应作好防腐处理，布线应美观、牢固。7、机房内办公系统和其他系统的防护〔可选项〕综合通信机房作为通信办公楼的唯一机房，机房内不但包括通信设备，还设置了许多的办公集成网络，通信计费系统等。进出机房的电源线、信号线相对较多，为了考虑整体防护的平安性，应对其他系统给与相应的雷电防护。●对综合办公网络柜的交换机等供电进行防护，选用ZYM