移动基站整体防雷解决方案

移动基站整体防雷解决方案

目录

一、前言

二、基站基本防雷设施情况简介

三、设计指导思想和理论依据

四、基站整体防雷总述

五、电源系统的避雷与过压保护

六、天馈线系统的过压保护

七、中继传输系统的过压保护

八、接地系统的改造

一、前言

移动通信基站通常处于易遭受雷害的环境，为了防止移动通信基站遭受雷害，确保基站内设备的安全和正常工作，确保建筑物、站内工作人员的安全，提高网络运行的安全系数，实施移动通信基站的整体防雷与接地工作是十分重要的。

二、基站基本防雷设施情况简介

我公司工程技术人员利用长期为移动通信服务的机会，勘察了相当部分有代表性的基站现场，结合移动公司提供的资料和现场勘察调研的情况，将基站的防雷基本现状总结如下：

1、外部防雷系统和接地系统

全部基站应建有外部防雷系统，包括富兰克林接闪体和引下线，符合规范要求并处在正常工作状态。接地系统需符合行业标准。

2、机房内的接地线路

在机房内设立接地汇流排，分别连接到开关电源的直流参考地、设备及走线架保护地、交流地和馈线屏蔽接地。

3、电源系统

高山站和郊区站的电力线多为架空引入，交流屏和整流器经常被雷击。开关电源配套相应的电源电涌保护器。

4、天馈系统和数字中继系统

基站包括TACS、GSM900和GSM1800三种类型，依照行业规范要求应作好馈线屏蔽层三点接地，一般基站只作了首末两端接地。几乎所有的馈线均未安装馈线电涌保护器。

基站的数字中继系统分为光纤传输、微波传输、PCM同轴电缆传输三种方式，需安装了信号电涌保护器。

5、基站情况

完善基站的外部防雷和接地系统，应根据实际情况进行综合治理，相应增加对感应雷的防护措施。

三、设计指导思想和理论依据

移动基站的整体防雷工程是一项要求高、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，在遵守国家和信息产业部有关规范的基础上，引入国际电工委员会的先进防雷技术和标准要求，以达到更好的防护效果。

国际电工委员会过电压技术委员会（IEC/TC-81）是权威的国际性标准组织，其防雷技术综合了各国防雷技术的精华，制订的防雷规范对世界各国具有指导意义。本方案参考IEC-61024（建筑物防雷）和IEC-61312（雷电电磁脉冲的防护）的核心内容而制定。标准中，重点提出了防雷分区和等电位连接的概念，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，不能直接连接的如电力线和通信线等，通过不同的避雷器进行等电位连接。实践证明这种分区分级等电位连接的防雷方案是最好的解决问题方法。

IEC-1312指出，防雷区是指闪电电磁环境需要限定和控制的区域。各区以在其交界处的电磁环境有无明显改变作为划分不同防雷区的特征。

LPZ 0-A 区：本区内的各个物体都可能遭到直接雷击，因此各物体都可能到导走全部电流。本区内的电磁场没有衰减。LPZ 0-B区：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区内电磁场没有衰减。

LPZ 1区：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流往各导体的电流比0-B区进一步减小，本区内的电磁场也可能衰减，

这取决于屏蔽措施。

LPZ 2 区：根据需要进一步的减小所导引的电流和电磁场，就应引入后续防雷区LPZ 2 。

根据防雷分区的概念，结合基站的基本情况，基站的电源系统和信号中继系统都处在LPZ 0-A和LPZ 0-B之间，天馈系统处于LPZ0-B

和LPZ 2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规范要求的电涌保护器，以将雷电电磁强度逐级降至最低。

图一、雷电电磁分区及等电位连接示意图

设计依据以下标准和规范：

(1) 中华人民共和国信息产业部标准《移动通信基站防雷与接地设计规范》YD5068-98；

(2) 中华人民共和国信息产业部标准《通信工程电源系统防雷技术

规定》YD5078-98；

(3) 原邮电部标准《通信局（站）接地设计暂行技术规定》YDJ26-89

(4) 国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94；

(5) 原邮电部标准《微波站防雷与接地设计规范》YD 2011-93；

(6) 国际电工委员会（IEC）标准《Protection of Structures against

Lightning》IEC 61024；

(7) 国际电工委员会（IEC）标准《Protection against Lightning

electromagnetic impulse》(雷电电磁脉冲的防护) IEC 61312；

(8) 国际电信联盟ITU-T SG5相关建议书：K.11（过电压和过电

流保护的原则），K.27（电信大楼内的连接结构和接地），K.34

（电信设备电磁环境条件分类），K.35（远端小型机房的连接

结构和接地），K.40（电信中心对雷电电磁脉冲的防护）。

四、基站整体防雷总述

移动基站是由电源系统、接收发射系统、天馈线系统、中继传输系统等构成的一个综合系统，防雷的目的是保证各系统都能正常工作，不受雷电的干扰和破坏。基站所处环境的不同，雷击的季节和强度都不一样，所以将需保护的基站作为一个整体，堵塞所有的雷击入侵渠道，实行分区和等电位连接的原则，在工程实施中按规范执行，才能起到全面的保护效果。

根据防雷分区的概念可以知道，不同防雷区之间的电磁强度不同，除直击区外，内部防雷区因电磁衰减而与外部防雷区的雷击电磁强度不一样。因此，作好屏蔽措施，在一定程度上可以防止雷电电磁脉冲的进入。那么，穿越防雷区界面的线路就成了雷击的主要通道。作好穿越防雷区的线路上的防雷，无疑是整体防雷的重点。

外部接闪体承担大部分的雷电电磁的能量，是整个防雷系统中的