張弢

（中國鐵塔股份有限公司上海市分公司，上海 201702）

防雷接地設計問題始終是無線通信基站工程予以重點關注的問題?？紤]到雷電因素帶來的隱患影響，規(guī)劃設計人員需要針對防雷接地設計內(nèi)容以及重難點問題進行統(tǒng)籌部署。通過結合無線通信基站工程防雷接地設計要求，對防雷接地技術重難點以及注意事項進行統(tǒng)籌部署。并通過科學規(guī)范地開展防雷接地施工，減輕雷電災害對通信設備帶來的危害影響，可行性價值較強。然而，結合實際情況來看，無線通信基站防雷接地所涉及的設計要素內(nèi)容較多，容易出現(xiàn)設計失誤或者其他問題。針對于此，為確保無線通信基站防雷接地效果，建議在前期規(guī)劃設計過程中，設計人員應該綜合考慮雷電產(chǎn)生條件以及過電壓形成來源，對通信設備運行過程中可能會面臨的風險因素進行提前識別。在此基礎上，主動結合新時期防雷接地技術標準以及規(guī)程要求，做好細節(jié)設計問題的貫徹處理。

1 雷電產(chǎn)生條件及過電壓形成來源分析

1.1 產(chǎn)生條件

雷電作為自然現(xiàn)象的一種表現(xiàn)形式，主要由雷云產(chǎn)生。一般來說，雷云形成需要具備下述條件，分別是空氣中含有足夠的水蒸氣、空氣形成溫度差促使潮濕空氣形成上升氣流、上升氣流形成過程中并無阻礙因素影響等。

1.2 過電壓形成來源

以無線通信基站為例，對于通信設備而言，雷電過電壓所涉及的來源如下。

1.2.1 感應過電壓

感應過電壓基本上可以視為過電壓形成的重要來源，當雷擊建筑物或者其近區(qū)時，所形成的瞬態(tài)空間電磁場會導致通信設備發(fā)生嚴重損壞。一般來說，感應過電壓主要可以分為電磁感應與靜電感應。

1.2.2 雷電侵入波

雷電侵入波可以理解為線路來波，當雷電之間或者雷云對地放電時，附近金屬管線會產(chǎn)生大量的感應過電壓問題。此時，金屬管線所形成感應過電壓問題會以行波方式進入室內(nèi)環(huán)境中，引發(fā)通信設備發(fā)生損壞問題。

1.2.3 反擊過電壓

反擊過電壓主要是指處于雷擊建筑物或者其近區(qū)位置時，附近設備接地點處地電位會明顯升高。在這樣的狀態(tài)下，設備外殼與設備導電位置會產(chǎn)生明顯的反擊電壓問題，最終引發(fā)設備損壞。結合上述內(nèi)容不難看出，關于無線通信基站防雷接地問題的研究與分析，需要重點結合雷電產(chǎn)生條件以及過電壓形成來源，采取科學合理的措施手段加強應對。

2 無線通信基站防雷接地設計重點及實現(xiàn)方法分析

無線通信基站設備在運行使用過程中容易受到雷電等環(huán)境因素的作用影響而出現(xiàn)損壞問題。如果相關人員未能提前對無線通信基站設備進行防雷接地設計，就很容易增加無線通信基站設備雷擊風險，嚴重時甚至會對無線通信基站安全運行構成威脅。近年來，為持續(xù)增強無線通信基站設備運行安全水平，降低被雷擊風險概率，相關設計人員應該充分利用雷電自身特點，選擇合適的避雷針或者避雷帶進一步增強無線通信基站抗雷擊能力。與此同時，相關設計人員還應該選擇與基站相適應的浪涌保護裝置，減少通信中斷風險。結合大量實踐經(jīng)驗來看，關于無線通信基站防雷接地設計問題的研究分析，具體可以圍繞下述設計重點進行貫徹落實。

2.1 雷電屏蔽設計

雷電屏蔽設計基本上可以視為無線通信基站防雷接地設計的重點內(nèi)容，在具體實現(xiàn)過程中，設計人員需要結合無線通信基站電磁屏蔽特點，合理配置與使用導電材料降低雷電對基站所產(chǎn)生的穿透影響。需要注意的是，雷電作為具有較大電流的交變電形式，在流動過程中很容易形成強電磁場。因此，設計人員必須對雷電進行屏蔽設計，以避免通信設備受到雷電因素影響而出現(xiàn)通信中斷或者其他風險問題。

2.2 等電位連接設計

等電位連接設計基本上可以視為增強無線通信基站安全運行效能的重要防雷接地設計手段。在具體設計過程中，設計人員需要將基站設備放在金屬管道中，受到雷擊作用后會產(chǎn)生高電位物體。此時，金屬管道作為基站設備外殼能夠與高電位物體進行有效連接。在此過程中，基站裝置設備與具有導電特性的物質在電位方面基本表現(xiàn)相同。

這樣一來，可以有效減少因外部電壓過高而對無線通信基站設備安全運行構成威脅的情況。需要注意的是，對于局部等電位施工操作而言，因該施工操作所涉及的重難點問題較多以及協(xié)調(diào)問題較多，建議在前期準備過程中，施工人員應該結合場地條件及專業(yè)施工要求，采取科學合理的措施手段，及時聯(lián)通等電位聯(lián)接線。

2.3 接口保護設計

無線通信基站建設過程中會涉及使用大量接口，以確保通信設備運行的質量安全。其中，比較常見的接口設施有電源接口、信號接口等。結合以往的經(jīng)驗來看，當發(fā)生雷電問題時，雷電可在短時間內(nèi)通過通信基站接口，并對基站安全運行構成威脅。因此，在防雷接地設計過程中，設計人員應該加強對接口位置的保護設計。在具體設計過程中，設計人員應該對基站各個接口進行防護處理。如可針對接口之間的電位差以及中線間的電位差進行優(yōu)化處理，可采取相關措施手段減弱電位差。舉例而言，對于基站的電源接口而言，設計人員可通過利用空氣開關實現(xiàn)防雷保護過程。結合設計反饋情況來看，利用空氣開關后，基站電源接口，電壓穩(wěn)定性明顯提升。

3 無線通信基站防雷優(yōu)化措施分析

關于無線通信設備防雷措施的應用，主要可以從外部防雷與內(nèi)部防雷兩個方面進行實踐應用。其中，外部防雷可通過利用避雷針或者天線桿實現(xiàn)安全防護過程。而內(nèi)部防雷則可利用無線通信設備運行特點，對其內(nèi)部結構進行改善優(yōu)化，如可通過利用隔離雷電元件達到良好的防雷效果。

3.1 避雷針

規(guī)范使用避雷針基本上可以視為無線通信基站外部防雷常用的技術手段。一般來說，避雷針主要依托尖端放電原理促使避雷針可以大量收集雷云發(fā)出的電荷，并通過利用多元化接地設置方式，將所接收的電荷傳入到地層結構中。在這一轉化過程中，可以有效防止電荷直接被電子設備所吸收，進一步保障了無線通信設備運行安全，免受雷電威脅。結合大量應用經(jīng)驗來看，避雷針在很大程度上可以減輕雷電對無線通信設備產(chǎn)生的負面影響。但是，需要注意的是，單純使用避雷針難以達到絕對性保護效果。因此，在使用避雷針時，建議技術人員應該利用其他防護措施配合使用，以增強整體防雷效果。

3.2 內(nèi)部防雷技術

3.2.1 屏蔽技術

合理使用內(nèi)部防雷技術在很大程度上可以增強無線通信基站防雷的優(yōu)化效果。一般來說，單純使用避雷針等外部防雷技術難以實現(xiàn)對線路的全面保護，通常需要依靠技術人員利用金屬元件完成電荷屏蔽過程，以達到良好的防雷效果。在金屬屏蔽過程中，可通過利用雙絞線與四對雙絞線搭配使用方式達到良好的防雷效果。即便是面臨雷雨天氣，也可以形成相對穩(wěn)定的保護屏障。在此過程中，可對雷電聽器所形成的強大磁場進行有效切割與隔離，減輕雷電因素對無線通信設備安全運行帶來的威脅影響。

3.2.2 防雷器

防雷器作為保護電子器件的重要設施，當處于低壓狀態(tài)時，會自動進入高阻開路狀態(tài)。情況相反時，則會自動進入低阻短路狀態(tài)。在實際應用過程中，無線通信基站可通過利用防雷器應用原理免受通信設備遭受雷電損壞影響，在很大程度上可以視為保障無線通信基站電子設備安全運行的重要防線。

與此同時，大部分電流一般難以沖破防雷器，可以為電子設備安全運行提供良好的防護保障。但是，需要注意的是，電路在防雷器的保護作用下，可能會存在大量電壓轉移問題。再加上部分雷電產(chǎn)生的電流電壓過大，可能有部分電壓殘留于電路內(nèi)部中。對此，建議設計人員應該對相關電路設置防線保障，以切實增強防雷器的運行效能。

3.2.3 提前防護措施

雷電天氣對無線通信設備所帶來的負面影響較大，嚴重時可能會對設備傳導機制造成破壞影響。對此，為消除或者減少雷電天氣帶來的負面影響，相關技術人員應該提前做好防雷保護措施。在具體實踐過程中，應該綜合考慮多方面影響因素，做好預防保護工作。結合以往的經(jīng)驗來看，雷電防護工作主要可以從以下兩個方面進行實踐落實：

一方面，為防止雷電對無線通信設備造成破壞性影響，建議相關人員應該提醒結合過往運行管理經(jīng)驗，對雷電天氣可能會對無線通信設備造成的破壞性影響以及具體成因進行提前識別與分析。并通過采取外部防雷以及內(nèi)部防雷相結合的保護設計方式，持續(xù)增強無線通信設備抗雷擊能力。另一方面，相關人員應該對無線通信設備信號質量問題予以高度關注?？商崆安扇?yōu)化措施增強無線通信設備信號質量，如可利用相關裝置系統(tǒng)持續(xù)強化無線通信設備信號效果。

4 無線通信基站防雷接地技術應用實踐分析

在前期建設無線通信基站的過程中，規(guī)劃設計人員應該對無線通信基站接地設計問題予以高度關注。在接地設計過程中，應該立足防雷施工技術規(guī)程以及相關標準，可通過利用線纜接地方式促使通信基站形成較小的接地電阻，降低通信設備被雷擊的可能性。

4.1 安裝饋線接地

為進一步增強無線通信基站防雷接地效果，設計人員可在基站鐵塔上利用饋線接地方式進行合理布置與設計。結合以往的經(jīng)驗來看，設計人員可重點針對通信基站上端以及下端位置進行實踐處理。在處理過程中，可利用就近原則實現(xiàn)高質量接地過程。與此同時，對于機房入口位置接地處理，建議設計人員可通過利用就近原則做好接地線網(wǎng)聯(lián)通工作。舉例而言，當鐵塔度于60m及以上時，鐵塔中間位置的屏蔽層應該增設一個連接點，以便與基站鐵塔本身進行高效連接，達到良好的防雷接地效果。

4.2 設置輕型樓頂塔的防雷接地

無線通信基站通常會設置在相對空曠的環(huán)境位置中，而鐵塔則在機房的頂部位置。結合以往的經(jīng)驗來看，關于鐵塔防雷接地的設計分析，通常會將鐵塔四角與樓頂避雷帶接地端進行有效連接，達到良好的防雷效果。與此同時，設計人員也可以在機房四角位置處采取輻射式接地體設計方式，實現(xiàn)雷電有效分流。這樣一來，可以有效降低雷電對基站帶來的破壞性影響。

4.3 基站低壓電纜引入過程的接地設計

客觀來講，無線通信基站用電負荷相對較小，因此，部分無線基站可能不會設置變壓器，而是選擇將低壓電纜引入到基站中進行應用。在實際操作過程中，相關人員需要按照電纜長度對其進行科學劃分，確保低壓電纜可以在無線通信基站中良好應用。與此同時，關于電纜走線的設計建議相關人員應該提前設置好辨認標識，避免專業(yè)施工過程中出現(xiàn)碰撞或者其他質量風險問題。除此之外，在穿墻施工時，應該做好相關安全防護工作，尤其是防水防火措施，避免電纜運行過程中出現(xiàn)損壞問題。

5 結語

總而言之，國內(nèi)大多數(shù)無線通信基站都處于露天運行環(huán)境當中，很容易受到自然因素的影響而導致通信中斷等不良事件出現(xiàn)。其中，雷電等自然因素對無線通信基站安全運行所帶來的負面影響最嚴重，建議相關人員應該加強對無線通信基站防雷接地設計問題的重視程度。

在具體設計過程中，相關人員應該重點結合無線通信基站防雷接地設計標準以及技術規(guī)程要求，對當前影響無線通信基站防雷接地設計效果的因素進行提前識別。并采取科學合理的方式手段進行應對處理，切實增強無線通信基站防雷接地的設計效果。除此之外，在設計技術實現(xiàn)應用過程中，相關人員應該重點圍繞屏蔽技術、接口保護技術等核心內(nèi)容，增強防雷設計效能，確保無線通信設備始終處于安全穩(wěn)定運行狀態(tài)。