淺談CDMA無線網(wǎng)絡(luò)防雷接地的設(shè)計

1　引言

雷雨頻繁季節(jié)，防雷成為CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的一項重要任務(wù)，認真做好系統(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70-90m。當鐵塔的避雷針受到直接雷擊時，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入CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機房，進入收發(fā)信機，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。當雷云放電時，其空間形成強大的電場，在架空管線靠近終端時，主要成分是水平電場，出現(xiàn)在電場中的突出物體最易出現(xiàn)感應(yīng)電荷的集中，使其周圍電場強度顯著增加，架空管線很容易發(fā)生尖端放電而被雷電擊中。

當架空管線遇雷電侵襲時，將過電壓引入基站機房，很可能燒壞基站的通信設(shè)備。雷云對地放電也會在架空管線上感應(yīng)過電壓，該過電壓也會對電源設(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，雷電流強度大，放電時間短，在接閃器和引下線周圍將產(chǎn)生較大的瞬時電磁場。在強磁場作用下，處于磁場中的導(dǎo)體將產(chǎn)生高達幾千至幾萬伏的感應(yīng)電壓，如此之高的感應(yīng)電壓勢會造成通信設(shè)備的損壞。

2.4 CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機房引入雷電

CDMA無線網(wǎng)絡(luò)機房建在山頂上，機房位置的海拔高度很高時，直擊雷可能繞過避雷針從橫向及斜面擊中被保護物，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機房的直擊。因此，基站機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

對于防直接雷襲擊，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)計規(guī)范，安裝合理，這些避雷設(shè)施便能對直接雷進行有效的防御，這種方法經(jīng)濟、簡單，但要注意，避雷針應(yīng)當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，因為這種線電感較大，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)，所以對地網(wǎng)組成方式給予了靈活考慮，但機房工作地、保護地、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

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結(jié)合、相互補充，構(gòu)成一套完整的防雷體系。而對任何先進、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機房內(nèi)的設(shè)備首先要做到保護地、工作地等電位連接，特別是相關(guān)設(shè)各機箱的外殼必須接地，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的同軸電纜饋線一般都有金屬外護層，應(yīng)在上廓、下部和經(jīng)走線架進機房入口處就近接地，

4.3為有效防范在電源和信號線路上產(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，而信號線路的避雷器的接地線也要達到截面在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，可保證避雷器上強電流在最短時間內(nèi)瀉放，達到對電源、信號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線路混合捆扎。

5 防雷設(shè)計中采取的技術(shù)措施

5.1鐵塔的防雷

鐵塔頂部天線平臺處，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。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，以保證雷電流及時流入大地。

5.2架空管線的防雷

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

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)盡可能緊靠饋線進建筑物的入口處。

5.4通信機房的防雷

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

機房內(nèi)的走線架應(yīng)每隔5m接地1次，走線架、吊掛鐵件、機架(或機殼)、金屬通風管道、金屬門窗以及其他金屬管線均應(yīng)良好接地并相互連通。通信機房的供電電力變壓器不宜與通信機房在同一建筑物內(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、保護地和防雷地組成一個聯(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，最重要的是進行等電位連接、屏蔽以及均壓處理，以達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對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

國家標準要求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。