移动通信机房防雷工程
时间：2016-01-20 阅读：745
随着通信事业的发展，移动系统通信也不断得以发展壮大。形成了以数字微波、光纤通信、扩频通信、电力线载波通信等多种通信方式和数字程控交换机组成的较为完备的通信网络，设备集成度愈来愈高，体积愈来愈小，而其抗雷的能力却越来越弱。
因此移动通信基站的综合防雷电受到了高度的重视，为了zui大限度的抑制雷电危害，2008年5月我公司技术工程师对某移动管辖的五基站的防雷与接地情况进行了综合勘查。根据勘查情况，结合中国移动通信企业标准QB-W-011-2007《基站防雷与接地技术规范》及*颁发的YD/T5098-2005《通信局(站)防雷接地工程设计规范》，我公司对某移动基站雷电防护提出了以下建议方案。
2、设计依据
移动基站的综合防雷是一项要求高、难度大的综合工程，涉及多方面的因素，需要针对不同的系统分别加以保护，又要考虑多个系统的协调工作，在工程中不能造成对系统的任何影响。因此，遵守国家和*有关规范的基础上，引入电工委员会的*防雷技术和标准要求，以达到更好的防护效果。
中国移动企业标准QB-W-011-2007<基站防雷与接地技术规范>是参考GB50057-94<建筑物防雷设计规范>(2000版)和YD5098-2005<通信局(站)防雷接地工程设计规范>的核心内容而制定。标准中，重点提出了防雷分区和等电位的概念，根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区，并在不同的防雷区界面上进行等电位连接，能直接连接的金属物就直接连接，带电导体(如电力线、通信线等)或不能直接连接于等电位体的，则需加装SPD来作等电位连接。实践证明这种分区分级等电位连接的防雷方案是的解决问题方法。
根据防雷分区的概念，结合移动基站的基本情况，移动基站的电源系统和信号中继系统都处在LPZ0-A和LPZ0-B之间，天馈系统处于LPZ0-B和LPZ2之间，根据基站防雷区的划分情况，应在分区界面上选择安装符合IEC规范要求的防雷器，以将雷电电磁强度逐级降至zui低。
设计依据以下标准和规范：
(1)此地区的年平均雷暴日
(2)GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》
(3)YD/T5098-2005《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》
(4)YD/T1235.1-2002《通信局低压配电系统用电涌防护器技术要求》
(5)YD/T1235.2-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌防护器测试方法》
(6)IEC1312《雷电电磁脉冲的防护》
(7)QB-W-011-2007《基站防雷与接地技术规范》
3、基站现场勘察情况及整改措施举例
3.1基站地处高山、丘陵，郊区等角钢塔，曾有过雷击事故发生。
3.2没有独立变压器，电力线为架空电缆进入机房，所用电力线为普通电缆，没有铠装层。
隐患：有过严重的雷击事故，基站应处于林地雷电高发区，电力线路和低压线路均为架空，不符合规范要求和防护原理，直击或感应雷电冲击波对后端的供电设备有很大的危害。
整改措施：1、将低压电源改为铠装电缆线，电力凯装电缆应穿管埋地深度70cm以下，地埋长度30m以上引入机房。电缆金属铠装层和钢管应在两端就近可靠接地。焊接处做好三层防腐处理。铠装缆两端套钢管出土，离地面1.7m以上。钢管上端做防水处理。
2、规范要求低压电力线路架空防护可在塔杆电力线的上端1米方向采用直径为8厘米的钢绞线，每个两到三个塔杆做一次接地，但其操作性和投资都比较高，再不架设避雷线的情况线下可在机房的zui近塔杆处架设一组室外避雷器来进行防护。
3.3馈线在进入机房处未做馈线室外接地，走线架端没有做接地。
整改措施：在馈线进机房处设置馈线接地排，馈线接地排应采用截面积不小于40mm×4mm的铜排(馈线接地排可选择加装防盗盒)，并采用40mm×4mm的热镀锌扁钢或截面积不小于95mm2的多股铜导线就近与机房地网作可靠连接。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。
4、室内接地的线路的整改
1)电源配电箱处没有加装电源B级防雷箱。
隐患：电源线路已做地埋和屏蔽处理，对于雷电波的侵入和线路感应过电压有很好的防护作用，但当强大的雷电导致地电位反击时，电源线路没有等电位连接设备，在设备内容易产生高压对低压的放电现象，引起设备的损坏。
市电引入一级防护
整改措施：在机房市电引入处加装B级电源防雷箱，防雷器通流能力不小于60KA,防雷器符合YD/T1235.1-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求》的要求;检测中的测试方法必须符合TD/T1235.2-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法》。防雷箱接地线直接接在防雷接地排上，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
2)光端机、监控等支流供电线路与接地线贴紧平行辐射，没有屏蔽或电源SPD的保护措施
隐患：由于没有科学的布线，电源线在雷电发生时容易感应过电压损坏后端的设备，也叫二次雷击。
整改措施：对于过长的电源线路给与屏蔽处理，穿钢管屏蔽钢管的两端就近接地。钢管采用直径为15mm，接地线采用16平方铜缆。
交流电源线、直流电源线、射频线、地线、传输电缆、控制线等应分开敷设，严禁互相交叉、缠绕或捆扎在同一线束内;同时，所有的接地线缆应避免与电源线、光缆等其他线缆近距离并排敷设。接地线沿墙敷设时应穿PVC管。如图：
3)光纤加强筋的接地处理
光纤的加强芯直接在综合机柜的外壳，没有做单独的接地线。
隐患：强雷电流很容易沿加强筋侵入，造成机壳瞬间带有高电压，浪涌高电压由于安全距离达不到很容易向光端机和监控设备的供电跳火造成损坏。
整改措施：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。
4)直流电源没有雷电防护措。BTS供电遭受过严重的雷击事故
直流供电线路损坏直流电源防雷器加装
隐患：开关电源后端设备的供电多为直流48V供电，光端机、主设备等直流用电设备容易被二次感应引起的设备损坏，
整改措施：在直流输出的末级电源防雷器安装在开关电源的直流输出端，以抑制来自直流侧感应雷电波入侵波的有害能量，使设备在箝位电压下能够正常安全的工作。直流防雷器的zui大通流能力大于20KA，持续工作电压75V。连接线采用10平方BVR多股铜缆。对于供电距离较远的架空设备，其直流供电可在设备端单独加装一组直流电源防雷器，对设备加强防护
5)基站内等电位连接处理
实现通信机房内所有接地的等电位连接是现代防雷技术在防雷工程的主导思想，实现了设备的各个接地共地连接，所有接地就近连接，增加了接地的效果和质量，
对于大型站、重要的规范站，基站等电位可采用环形等电位排，所有设备的保护地、防雷地等都可以以zui短得的距离就近连接到等电位排上，当有高频雷电流发生时，可以产生一个低阻抗，更好的保护机房的设备。等电位排可以平行或垂直辅在走线架上，当有墙壁时应使用绝缘端子固定，等电位排应多点连接到接地地网或环形接地线上，zui低不能低于两点。
环形接地汇集线与设备及地网连接示意图
5、总结
移动通信基站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，应根据当地雷电活动情况和基站性质、所处的雷电环境，选择合理的保护等级，确保必要的防护置信度，保证人员、设备的安全和通信系统的正常运行,同时也应防止过度保护造成不必要的浪费。
注：此方案只强调了应该改进的每个环节和基站在防雷工作中存在的不足，每一个基站具体的改造、设备需要、材料尺寸和施工方案应根据现场勘查设计计算而定。