淺談CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )防雷接地的設計

1　引言

雷雨頻繁季節，防雷成為CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的一項重要任務(wù)，認真做好系統接地工作在CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備防雷、避雷中具有重要意義。因此CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )防雷接地設計是非常重要的環(huán)節。

2 雷擊CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要途徑

2.1雷電通過(guò)CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鐵塔和天饋線(xiàn)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(shí)，雷電流通過(guò)鐵塔，經(jīng)其接地裝置散流入地，使地網(wǎng)地電位升高，導致網(wǎng)絡(luò )地網(wǎng)與設備之間產(chǎn)生很高的電位差而形成地電位反擊，對通信設備造成損壞。如果天饋線(xiàn)為同軸電纜，在導體上感應出較強的感應電流，即為同軸電纜的感應電流。感應電流經(jīng)同軸電纜從鐵塔天線(xiàn)進(jìn)入CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )機房，進(jìn)入收發(fā)信機，燒壞通信設備。

2.2雷電通過(guò)架空管線(xiàn)侵入

CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的架空管線(xiàn)是引入雷害的重要途徑。當雷云放電時(shí)，其空間形成強大的電場(chǎng)，在架空管線(xiàn)靠近終端時(shí)，主要成分是水平電場(chǎng)，出現在電場(chǎng)中的突出物體最易出現感應電荷的集中，使其周?chē)妶?chǎng)強度顯著(zhù)增加，架空管線(xiàn)很容易發(fā)生尖端放電而被雷電擊中。

當架空管線(xiàn)遇雷電侵襲時(shí)，將過(guò)電壓引入基站機房，很可能燒壞基站的通信設備。雷云對地放電也會(huì )在架空管線(xiàn)上感應過(guò)電壓，該過(guò)電壓也會(huì )對電源設備造成威脅。

2.3雷電電磁感應影響

接閃器在接閃過(guò)程中，雷電流強度大，放電時(shí)間短，在接閃器和引下線(xiàn)周?chē)鷮a(chǎn)生較大的瞬時(shí)電磁場(chǎng)。在強磁場(chǎng)作用下，處于磁場(chǎng)中的導體將產(chǎn)生高達幾千至幾萬(wàn)伏的感應電壓，如此之高的感應電壓勢會(huì )造成通信設備的損壞。

2.4 CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )機房引入雷電

CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )機房建在山頂上，機房位置的海拔高度很高時(shí)，直擊雷可能繞過(guò)避雷針從橫向及斜面擊中被保護物，這種現象叫雷電繞擊。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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )防直接雷的接地設計

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)等傳統避雷裝置，只要設計規范，安裝合理，這些避雷設施便能對直接雷進(jìn)行有效的防御，這種方法經(jīng)濟、簡(jiǎn)單，但要注意，避雷針應當裝在高于天線(xiàn)尖端數米，避雷針與天線(xiàn)之間應有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線(xiàn)的輻射圖形影響通信效果。

3.1避雷地線(xiàn)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，頻譜較寬且持續時(shí)間短，因此要求必須有盡量小的電感量。

3.2地線(xiàn)不能用扁平編織線(xiàn)或絞合線(xiàn)，因為這種線(xiàn)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)心導線(xiàn)，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(lái)。

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

3.5但由于無(wú)線(xiàn)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施的有效接地外，從防雷工程的系統性和綜合性來(lái)考慮，還要注意通信機房?jì)认嚓P(guān)設施的聯(lián)合接地，接地引入線(xiàn)應作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣、地溝內布放，埋設時(shí)應避開(kāi)污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應有防止機械損傷的措施。

4　CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )防感應雷的接地設計

在電源和饋線(xiàn)等線(xiàn)路上安裝相關(guān)的避雷器SPD，與合格的避雷針有機結合、相互補充，構成一套完整的防雷體系。而對任何先進(jìn)、科學(xué)的防雷器件而言，設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(guò)10，這也是保證避雷設備發(fā)揮作用的前提和關(guān)鍵。

4.1機房?jì)鹊脑O備首先要做到保護地、工作地等電位連接，特別是相關(guān)設各機箱的外殼必須接地，以最大程度上減少二次感應雷擊的危害。

4.2通信站傳輸射頻信號的同軸電纜饋線(xiàn)一般都有金屬外護層，應在上廓、下部和經(jīng)走線(xiàn)架進(jìn)機房入口處就近接地，

4.3為有效防范在電源和信號線(xiàn)路上產(chǎn)生感應雷擊，所設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(xiàn)，應至少保證截面在16mm2以上，而信號線(xiàn)路的避雷器的接地線(xiàn)也要達到截面在6～2以上，并且到接線(xiàn)排的距離要越短越好，在小于1m范圍內，這樣一旦受雷擊時(shí)，可保證避雷器上強電流在最短時(shí)間內瀉放，達到對電源、信號線(xiàn)路的有效防雷目的。

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

5 防雷設計中采取的技術(shù)措施

5.1鐵塔的防雷

鐵塔頂部天線(xiàn)平臺處，塔身中部及塔基處應預留接地孔，或將附近塔身緊固螺栓改用加長(cháng)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(xiàn)，以保證雷電流及時(shí)流入大地。

5.2架空管線(xiàn)的防雷

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

5.3天饋線(xiàn)的防雷

饋線(xiàn)屏蔽層應在塔頂，饋線(xiàn)進(jìn)入室內后加裝避雷器，避雷器的安裝位置應盡可能緊靠饋線(xiàn)進(jìn)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(wèn)題應包括機房的建筑物防雷接地、機房設備和供電系統的防雷接地。一是建筑物的防雷和接地。通信機房天面應按規范要求設置避雷網(wǎng)，機房四角應設引下線(xiàn)，機房屋頂上金屬設施應分別就近與避雷帶焊接連通。