浅析移动通信基站雷电防御
【摘 要】随着通信事业的飞速发展，移动通信基站也来越多，基站的防雷安全日益重要，基站一般采用直接雷防护、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，具体有铁塔雷电防护，馈线和天线系统防雷与接地、电力线路雷电防护、光缆雷电防护。
【关键词】直击雷防护；联合接地；等电位连接；光缆防雷
移动通讯基站一般都建在郊外、高楼的顶端、农村、山区，通常都采用铁塔作为通信天线的支撑体，基站和铁塔之间有许多的线路连接，有电源线路和通讯线路，由于基站地址的特殊性，在雷雨天气里，容易遭受雷击，从而造成设备和财产损失，一直以来，基站是通讯设施防雷的难点和重点，如何将基站安全的防护和避免重大财产损失，是我们研究的方向。
1.通讯基站，一般采用直接雷防护、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
1.1直击雷防护方面
应设置完善的接闪系统，接闪系统由接闪器（包括避雷针、避雷线、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件）、雷电引下线与接地装置组成。天线铁塔顶端应有接闪器，并且与建筑物防雷装置相连，接收天线必须处于铁塔的保护范围内，对于在城市高楼上的通讯天线，未安装铁塔的，如果天线未处于防雷装置的保护范围内，需要另设避雷针，使天线在避雷针的保护范围内。避雷针应通过原建筑物的防雷设施或另单独引下线入地。
1.2接地系统
基站的接地是将基站范围内的机房地网、铁塔地网地网和变压器地网相互连通形成一个共用地网，并将机房的工作接地、保护接地、机房外部的防雷接地分别接至地网，地网应围绕建筑物做成环形闭合地网，机房的工作接地与保护接地也可通过接地汇集线接至地网。
1.3等电位联结
一般在机房地板下，敷设环形线作为防静电地板金属支架的等电位连接线，进出机房的各种金属管道，电缆屏蔽层，机房内的走线架，设备外壳，金属门窗，地板架都必须进行等电位联结并接地，减小由外部线缆引入的雷电过电压和地电位反击在机房内所有外露金属体上（保护接地系统）的电位差。并且等电位连接后形成的“金属网”对雷电电磁波的屏蔽作用，有益于对设备的电磁防护。
1.4雷电分流
在基站雷电分流主要指雷电经铁塔（包括避雷针）接闪入地后，让尽量多的电流流向远离机房一侧，以减小地电位反击。又如馈线外导体在室外多处接地，也是为了减少雷电流流入机房。
1.5防感应雷
分电磁屏蔽、雷电过电压保护二个方面。
感应雷引起的电磁场进入机房主要有二个途径，一是电磁波穿透机房的墙体进入机房，二是通过线缆（如馈线、电力线、光缆等）引入机房。
雷电过电压保护：对雷电过电压的防护主要采用将进入机房的线缆埋地，使雷电高频脉冲过电压得以衰减、对可接地的线缆金属体（如馈线）多处接地、使用浪涌保护器。
2.基站雷电防护
2.1铁塔的防雷与接地
基站铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷装置。电源线应采用具有金属外护层的电缆，电缆的金属外护层应在塔顶及进机房入口处的外侧就 近接地。塔灯控制线及电源线的每根相线均应在机房入口处分别对地加装避雷器，零线应 直接接地。铁塔避雷针应设单独避雷针引铁塔的防雷与接地：基站铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷下线接入接地网，如果避雷针不设专用雷电流引下线，连接在塔体上的馈线金属外护层遭受的是直击雷，同时馈线芯线强大的感应电流将使基站设施遭受不可设想的损伤。
2.2天馈线系统的防雷与接地
基站同轴电缆馈线的金属外护层，应在上部、下部和经走线架进机房入口处就近接地，在机房入口处的接地应就近与地网引出的接地线妥善连通。同轴电缆馈线进入机房后与通信设备连接处应安装馈线避雷器，以防来自天馈线引入的感应雷。
2.3信号线路的防雷与接地
信号电缆应由埋地进入基站，电缆内芯线在进站处应加装相应的信号避雷器。
2.4电力线的雷电防护
分室外的变压器和室内的配电系统两类。
室外变压器：移动通信基站交流电力变压器高压侧的三根相线，应分别就近对地加装氧化锌避雷器，电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器，变压器的机壳、 低压侧的交流零线，以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层，应就近接地。
室内配电系统：基站的电力电缆应埋地敷设，出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器。电源SPD接地线按GB50343-2004要求，接地端多股铜芯线截面积25㎜2，连接相线铜导线16㎜2。
2.5光缆的雷电防护
随着通信技术的飞速发展，越来越多地使用光缆代替金属线缆，特别是通信干线线缆被光缆替代是必然趋势。因此，光缆的防雷电袭击不可掉以轻心，也须引起足够的重视，采取必要的防护措施。实际上光纤本身而言，是可以不考虑雷电灾害和强电的影响，但是，作为通信线路使用的实际媒质—光缆，考虑到其在通信施工过程中，要经受各种的拉伸、冲击、挤压、弯曲、扭转和高低温的影响和各种环境下的应用，因此，在制造光缆时，就要增加金属铠装或钢丝加强芯线等工艺，同时也带来了一定的弊端。光缆被雷电破坏主要有两种：一是雷电直接对光缆的金属铠装护层（或光缆的金属芯线）发生作用，从而造成光缆损坏，此种情况多见于光缆架空场合；二是雷电袭击光缆附近的金属件，即雷电对地放电，造成雷电峰值电流在光缆周围大地流过，致使土中产生巨大的热能，并形成一股巨大的冲击力，使光缆变形造成损坏，此种情况多见于埋地光缆场合。
光缆的防雷可采取使用无金属光缆（即全介质自承式架空光缆）、光缆埋地进入机房（使用直埋光缆或普通光缆套钢管埋地方式进入机房）。
3.结束语
基站的雷电防护是一个综合的系统工程，一般需要根据基站所处的环境、位置、基站的结构、通信特点、发生雷暴的可能性等方面综合考虑，对不同环境条件下的基站的雷电防护做不同的设计调整，通过技术、经济分析而得到实际可行的解决方案，可以提高基站的综合防雷能力，防止移动通信基站遭受雷害，确保移动通信基站内设备的安全和正常工作，确保建筑物，站内人员的安全。
【参考文献】
[1]YD5098-2005.通信局（站）防雷与接地工程设计规范.
[2]俞云龙，於光鑫，高健.移动通信基站防雷概述，邮电设计技术，2007.
[3]GB50057-2010建筑物防雷设计规范（2000版）.
[4]GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范.
[5]GB50054-95低压配电设计规范.
[6]GB/T21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范.