淺談CDMA無線網(wǎng)絡(luò)防雷接地的設(shè)計(jì)

　　1　引言

　　雷雨頻繁季節(jié)，防雷成為CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要任務(wù)，認(rèn)真做好系統(tǒng)接地工作在CDMA無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防雷、避雷中具有重要意義。因此CDMA無線網(wǎng)絡(luò)防雷接地設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)。

　　2 雷擊CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的主要途徑

　　2.1雷電通過CDMA無線網(wǎng)絡(luò)鐵塔和天饋線侵入

　　鐵。塔高度為40~60m，有些高達(dá)70-90m。當(dāng)鐵塔的避雷針受到直接雷擊時(shí)，雷電流通過鐵塔，經(jīng)其接地裝置散流入地，使地網(wǎng)地電位升高，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)地網(wǎng)與設(shè)備之間產(chǎn)生很高的電位差而形成地電位反擊，對(duì)通信設(shè)備造成損壞。如果天饋線為同軸電纜，在導(dǎo)體上感應(yīng)出較強(qiáng)的感應(yīng)電流，即為同軸電纜的感應(yīng)電流。感應(yīng)電流經(jīng)同軸電纜從鐵塔天線進(jìn)入CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，進(jìn)入收發(fā)信機(jī)，燒壞通信設(shè)備。

　　2.2雷電通過架空管線侵入

　　CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的架空管線是引入雷害的重要途徑。當(dāng)雷云放電時(shí)，其空間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，在架空管線靠近終端時(shí)，主要成分是水平電場(chǎng)，出現(xiàn)在電場(chǎng)中的突出物體最易出現(xiàn)感應(yīng)電荷的集中，使其周圍電場(chǎng)強(qiáng)度顯著增加，架空管線很容易發(fā)生尖端放電而被雷電擊中。

　　當(dāng)架空管線遇雷電侵襲時(shí)，將過電壓引入基站機(jī)房，很可能燒壞基站的通信設(shè)備。雷云對(duì)地放電也會(huì)在架空管線上感應(yīng)過電壓，該過電壓也會(huì)對(duì)電源設(shè)備造成威脅。

　　2.3雷電電磁感應(yīng)影響

　　接閃器在接閃過程中，雷電流強(qiáng)度大，放電時(shí)間短，在接閃器和引下線周圍將產(chǎn)生較大的瞬時(shí)電磁場(chǎng)。在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體將產(chǎn)生高達(dá)幾千至幾萬伏的感應(yīng)電壓，如此之高的感應(yīng)電壓勢(shì)會(huì)造成通信設(shè)備的損壞。

　　2.4 CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)房引入雷電

　　CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)房建在山頂上，機(jī)房位置的海拔高度很高時(shí)，直擊雷可能繞過避雷針從橫向及斜面擊中被保護(hù)物，這種現(xiàn)象叫雷電繞擊。在這種情況下，孤立的避雷針往往已不能防御雷電對(duì)機(jī)房的直擊。因此，基站機(jī)房必須采取必要的防雷措施。

　　3 CDMA無線網(wǎng)絡(luò)防直接雷的接地設(shè)計(jì)

　　對(duì)于防直接雷襲擊，我們一般主要采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等傳統(tǒng)避雷裝置，只要設(shè)計(jì)規(guī)范，安裝合理，這些避雷設(shè)施便能對(duì)直接雷進(jìn)行有效的防御，這種方法經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，但要注意，避雷針應(yīng)當(dāng)裝在高于天線尖端數(shù)米，避雷針與天線之間應(yīng)有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。

　　3.1避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低，一般為10 500，小于50最佳，由于雷電浪涌電流較大，頻譜較寬且持續(xù)時(shí)間短，因此要求必須有盡量小的電感量。

　　3.2地線不能用扁平編織線或絞合線，因?yàn)檫@種線電感較大，不利于泄放雷擊電流，且容易被腐蝕。要盡可能使用3mm以上的實(shí)心導(dǎo)線，且最好是相同的金屬材料。

　　3.3為了增大地表層的泄放面積，可采用埋設(shè)有一定間隔的多根接地體，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的間隔埋上10根左右的銅管，并把它們焊接起來。

　　3.4接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規(guī)格要求為，鋼管φ50mm壁厚不應(yīng)小于3.5mm。角鋼不應(yīng)小于50mm×500mm×5mm。扁鋼不應(yīng)小于40mm×4mm。

　　3.5但由于無線通信臺(tái)站的環(huán)境條件不一，其地網(wǎng)往往難以組成沿房屋四周封閉式的環(huán)形地網(wǎng)，所以對(duì)地網(wǎng)組成方式給予了靈活考慮，但機(jī)房工作地、保護(hù)地、鐵塔防雷地三者應(yīng)共同地網(wǎng)，且要求鐵塔與建筑物連通（含地下、樓頂），有困難時(shí)也要確保樓頂避雷帶與鐵塔地網(wǎng)連通。

　　3.6除了做好室外防雷設(shè)施的有效接地外，從防雷工程的系統(tǒng)性和綜合性來考慮，還要注意通信機(jī)房內(nèi)相關(guān)設(shè)施的聯(lián)合接地，接地引入線應(yīng)作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣、地溝內(nèi)布放，埋設(shè)時(shí)應(yīng)避開污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應(yīng)有防止機(jī)械損傷的措施。

　　4　CDMA無線網(wǎng)絡(luò)防感應(yīng)雷的接地設(shè)計(jì)

　　在電源和饋線等線路上安裝相關(guān)的避雷器SPD，與合格的避雷針有機(jī)結(jié)合、相互補(bǔ)充，構(gòu)成一套完整的防雷體系。而對(duì)任何先進(jìn)、科學(xué)的防雷器件而言，設(shè)備的本身接地和防雷器的接地都尤為重要，一般要求通信機(jī)房地阻不超過10，這也是保證避雷設(shè)備發(fā)揮作用的前提和關(guān)鍵。

　　4.1機(jī)房內(nèi)的設(shè)備首先要做到保護(hù)地、工作地等電位連接，特別是相關(guān)設(shè)各機(jī)箱的外殼必須接地，以最大程度上減少二次感應(yīng)雷擊的危害。

　　4.2通信站傳輸射頻信號(hào)的同軸電纜饋線一般都有金屬外護(hù)層，應(yīng)在上廓、下部和經(jīng)走線架進(jìn)機(jī)房入口處就近接地，

　　4.3為有效防范在電源和信號(hào)線路上產(chǎn)生感應(yīng)雷擊，所設(shè)置的各種避雷器的接地狀況直接關(guān)系防雷效果。對(duì)于配電柜中電源避雷器的接地線，應(yīng)至少保證截面在16mm2以上，而信號(hào)線路的避雷器的接地線也要達(dá)到截面在6～2以上，并且到接線排的距離要越短越好，在小于1m范圍內(nèi)，這樣一旦受雷擊時(shí)，可保證避雷器上強(qiáng)電流在最短時(shí)間內(nèi)瀉放，達(dá)到對(duì)電源、信號(hào)線路的有效防雷目的。

　　4.4為防感應(yīng)雷擊的二次破壞效應(yīng)，我們必須重視接地線的布設(shè)，切記不可將避雷器接地線與供電或信號(hào)線路混合捆扎。

　　5 防雷設(shè)計(jì)中采取的技術(shù)措施

　　5.1鐵塔的防雷

　　鐵塔頂部天線平臺(tái)處，塔身中部及塔基處應(yīng)預(yù)留接地孔，或?qū)⒏浇砭o固螺栓改用加長緊固螺栓作接地點(diǎn)。避雷針與鐵塔焊接的目的就是確保避雷針有良好的接地線，以保證雷電流及時(shí)流入大地。

　　5.2架空管線的防雷

　　連至機(jī)房的電力線、光纜等架空管線不能直接進(jìn)入，應(yīng)分類穿入金屬管埋地后進(jìn)入機(jī)房。若路程較長，則電力線、光纜兩端均應(yīng)加裝保護(hù)裝置。金屬管兩端分別與地線焊接，焊點(diǎn)要作防腐處理，電力線與信號(hào)線不能混合走線。

　　5.3天饋線的防雷

　　饋線屏蔽層應(yīng)在塔頂，饋線進(jìn)入室內(nèi)后加裝避雷器，避雷器的安裝位置應(yīng)盡可能緊靠饋線進(jìn)建筑物的入口處。

　　5.4通信機(jī)房的防雷

　　對(duì)于通信機(jī)房的防雷問題應(yīng)包括機(jī)房的建筑物防雷接地、機(jī)房設(shè)備和供電系統(tǒng)的防雷接地。一是建筑物的防雷和接地。通信機(jī)房天面應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置避雷網(wǎng)，機(jī)房四角應(yīng)設(shè)引下線，機(jī)房屋頂上金屬設(shè)施應(yīng)分別就近與避雷帶焊接連通。

　　機(jī)房內(nèi)的走線架應(yīng)每隔5m接地1次，走線架、吊掛鐵件、機(jī)架（或機(jī)殼）、金屬通風(fēng)管道、金屬門窗以及其他金屬管線均應(yīng)良好接地并相互連通。通信機(jī)房的供電電力變壓器不宜與通信機(jī)房在同一建筑物內(nèi)。

　　5.5等電位連接

　　CDMA無線網(wǎng)絡(luò)地網(wǎng)應(yīng)按均壓、等電位的原理，將工作地、保護(hù)地和防雷地組成一個(gè)聯(lián)合接地網(wǎng)，基站內(nèi)各類接地線應(yīng)從接地匯集線或接地網(wǎng)上分別引入。

　　對(duì)于高土壤電阻率地區(qū)的高山基站地網(wǎng)，除了要降低其地阻值外，最重要的是進(jìn)行等電位連接、屏蔽以及均壓處理，以達(dá)到各部分之間的電位分布均勻，使電位差為“零”，從而確保雷電流不會(huì)對(duì)各部分造成高壓反擊及減小電磁干擾。

　　5.6降低接地電阻值

　　國家標(biāo)準(zhǔn)要求CDMA無線網(wǎng)絡(luò)地阻值應(yīng)小于5Q，在高土壤電阻率地區(qū)，降低接地電阻的常用方法有以下幾種：

　　一是采用多支線外引接地裝置，外引長度應(yīng)不大于有效長度;

　　二是接地體埋于較深的低電阻率土壤中;

　　三是采用降阻劑;

　　四是換土。

　　實(shí)踐證明，換土的方法是改良土壤從而降低接地電阻值的最好方法。其做法是：用電阻率較小的粉狀礦泥、塘泥、田泥、黑土、陶土等物質(zhì)換掉地網(wǎng)內(nèi)電阻率較高的土壤。