通信基站防雷接地设计方案

通信基站综合防雷接地方案编制依据工程涉及的产品规范与标准；工程施工涉及的规范、标准及验收规范、标准等须完全满足所有中华人民共和国的规范、标准，包括（但不限于此）：《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》GB50689-2011《通信局（站）防雷与接地工程验收规范》YD/T5175-2009《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）1联合接地在整个防雷系统中接地系统是一个基本前提，只有具备了良好的接地系统，防雷设备才能真正发挥作用。所以，接地系统的建设是所有防雷工作的基础。1.1接地的目的1)接地是为了防止电磁干扰起屏蔽作用；2)接地是为了泄放过电压以保护设备和人身安全；3)接地是为了起着工作回路的作用；4)接地是为了给通信设备提供零电位参考点。5)在受到雷击时以供大电流泄放入地，以保护设备和人身安全。1.2地网的组成根据移动通信基站防雷与接地设计规范YD5068中规定：1）移动通信基站应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。2）移动通信基站地网由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，地网的组成如图1所示。基站地网应充分利用机房建筑物的基础（含地桩）、铁塔基础内的主钢筋和地下其他金属设施作为接地体的一部分。当铁塔设在机房房顶，电力变压器设在机房楼内时，其地网可合用机房地网。铁塔地网机房地网变压器地网图1移动通信基站地网示意图3）机房地网组成：机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置，同时还应利用机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网。当机房建筑物基础有地桩时，应将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通。当机房设有防静电地板时，应在地板下围绕机房敷设闭合环形接地线，作为地板金属支架的接地引线排，其材料为铜导线，截面积应不小于50mm2，并从接地汇集线上引出不少于二根截面积为50~75mm2的铜质接地线与引线排的南、北或东、西侧连通。4）对于利用商品房作机房的移动通信基站，应尽量找出建筑防雷接地网或其他专用地网，并就近再设一组地网，三者相互在地下焊接连通，有困难时也可在地面上可见部分焊接成一体作为机房地网。找不到原有地网时，应因地制宜就近设一组地网作为机房工作地、保护地和铁塔防雷地。工作地及防雷地在地网上的引接点相互距离不应小于5m，铁塔尚应与建筑物避雷带就近两处以上连通。5）铁塔地网的组成：当通信铁塔位于机房旁边时，铁塔地网应延伸到塔基四脚外1.5m远的范围，网格尺寸不应大于3m×6m，其周边为封闭式，同时还要利用塔基地桩内两根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体，铁塔地网与机房地网之间应每隔3~5m相互焊接连通一次，连接点不应少于两点。当通信铁塔位于机房屋顶时，铁塔四脚应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接连通，同时宜在机房地网四角设置辐射式接地体，以利雷电流散流。6）变压器地网的组成：当电力变压器设置在机房内时，其地网可合用机房及铁塔地网组成的联合地网；当电力变压器设置在机房外，且距机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔3~5m相互焊接连通一次（至少有两处连通），以相互组成一个周边封闭的地网。7）当地网的接地电阻值达不到要求时，可扩大地网的面积，即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式，水平接地体与地网宜在同一水平面上，环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔3~5m相互焊接连通一次；也可在铁塔四角设置辐射式延伸接地体，延伸接地体的长度宜限制在10~30m以内。1.3接地体水平接地体材料水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。3、接地材料有以下要求：a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;e、非金属接地模块分为烧制型与压制型，常用规600mm*150mm*100mm,f、铜包钢接地棒，镀铜厚度；≤0.25mm，ф16*1500mm型号：YBD-01Bg、离子接地棒时，WJD-1000/54ф50*1500mmh、采用物理降阻剂时，电阻率R=0.45，降阻率在60-95%之间，石墨含量70%，型号：WJD-JZJ-25与WJD-JZJ-10。计算机工作地安全保护地直流地避雷针天馈线焊接6M6M3M5mm×50mm×50mm镀锌扁钢图2接地系统标准施工图1.4接地线与接地引下线1）接地线宜短、直，截面积为35~95mm2，材料为多股铜线。2）接地引入线长度不宜超过30m，其材料为镀锌扁钢，截面积不宜小于40mm×4mm或不小于95mm2的多股铜线。接地引入线应作防腐、绝缘处理，并不得在暖气地沟内布放，埋设时应避开污水管道和水沟，裸露在地面以上部分，应有防止机械损伤的措施。3）接地引入线由地网中心部位就近引出与机房内接地汇集线连通，对于新建站不应小于两根。1.5接地汇集线1）接地汇集线一般设计成环形或排状，材料为铜材，截面积不应小于120mm2，也可采用相同电阻值的镀锌扁钢。2）机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上，接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。1.6接地电阻根据基站建设的地理环境及YD50698-2011的相关规定，把基站分为两大类：（1）一类地区：土壤电阻率≤1000Ω.m，接地网接地电阻≤10Ω。（2）二类地区：土壤电阻率＞1000Ω.m，地网等效半径应大于10m，地网四角还应敷设10m～20m的热镀锌扁钢作辐射型接地体，且应增加各个端口的保护、加强等电位连接等措施予以补偿。水平接地网可使用接地模块等材料。接地电阻≤10Ω。1.7接地体布置由于雷电流相当于高频电流，除接地体的电阻和电导外，接地体的电感和电容对冲击阻抗发生作用。而在冲击电流的作用下，冲击等效半径要比接地网面积的等值半径小得多，即在冲击电流的情况下，仅仅利用接地网很小的一块面积。在有限的冲击半径内如何有效地利用所埋设的接地体，使雷电流几乎同时地到达各个接地体，成为接地体布置的关键问题，以下给出几种布置接地体的方法以供参考。（1）条形接地体引入线接地体（2）弧形（辐射状）（3）网状接地引入线接地体水平接地体（4）环形垂直接地体水平接地体1.8移动基站接地网接地电阻值的测量接地电阻值测试的准确性，与地阻仪测量电极布置的位置有直接关系，按测量电极的不同布置方式，有如下几种测试方法：1）直线布极法①首先要弄清被测地网的形状、大小和具体尺寸，确定被测地网的对角线长度D（或圆形地网的直径D）。②在距接地网（2～3）D处，打下地阻仪的电流极棒，地阻仪的电压极棒应设在电流极棒到地网距离的0.618处（优选法）。如图3所示。D地网123d12d13电压极电流极图3测量电极布置图按上图布置测得的接地电阻误差应在1％以内。在土壤电阻率较均匀的地区，电流极到地网的距离取2D，电压极到地网的距离可取D。在土壤电阻率不均匀的地区，电流极到地网的距离应取3D，电压极到地网的距离应取1.7D。③测量时在沿地网和电流极的连线上，使电压极到接地网的距离约为电流极到接地网距离的50％～60％范围内移动3次，每次移动的距离为电流极到地网距离的5％，使3次测得的电阻值接近即可。2）三角形布极法：如图4所示：D电压级电流极123d12d13Q地网图4三角形布极图图中，取d12=d13=2D,夹角Q=28.95°30°，此时测得的电阻误差接近零，Q越大误差也越大，Q=180°时误差最大。如果测试场地窄小，不能满足d12=d132D的条件时，也可取d12=d13D。3）两侧布极法一般情况下，不宜把地阻仪的电流极棒和电压极棒分别打在地网的两侧，但由于测试场地限制，可按图5所示的方法布置测试电极进行测试。图中：D地网电压极电流极图5两侧布极图（1）电流极到地网的距离和电压极到地网的距离应相等，均5D，D为地网对角线的长度。（2）电流极棒，电压极棒和地网中心应尽量在一条直线上。1.9充分理解基站，因地制宜实施防雷接地工程由于各基站的环境和建设方式不同，所以对基站防雷接地不能一概而论，应根据具体情况采取防雷与接地措施，将基站接地系统按照均压等电位的原理进行设计和改造，即通信设备的工作地、保护地、防雷地、建筑地合用一组接地体的联合接地方式，将接地线和接地引入线按照“共地不共线，一点接地法”的原则进行合理布线。根据不同情况，具体分析如下：1.9.1铁塔建在建筑物顶部1）楼顶建铁塔，机房所在建筑物女儿墙上有避雷带，市电引入机房由于移动基站租用商品房或民房情况较普遍，此种情况占到全部基站的60-70%。首先在楼顶铁塔的基脚处南北或东西方向置180°两处与楼顶避雷带相连，连接材料为40×4mm镀锌扁钢，利用建筑主钢筋多处泄放雷电流，并在楼下合适的位置建一地网，地网建成以后利用扁钢与建筑主钢筋两处焊接组成联合地网，从地网相距5m以上的位置抽两个头引出地面1.5m处做断接点，分别作为避雷针、机房工作保护接地引入线的接地点，机房内设置设备工作保护接地汇集线，其接地引入线接机房工作保护接地点；雷电流引下线下端接避雷针接地点，上端在楼顶与楼顶接地汇集线相连。接地引入线采用40×4mm镀锌扁钢或95mm2多股铜芯线。铁塔上避雷针接地线，基站同轴电缆馈线的金属外屏蔽层的上部、下部接地线均与楼顶接地汇集线相连，同轴电缆馈线的金属外屏蔽层的下部接地也可就近与铁塔中部相连。外屏蔽在机房入口处的接地与机房工作保护接地点引出的接地线妥善连通，接地线材料可采用35mm2铜芯线。同轴电缆线进入机房后与通信设备连接处安装馈线避雷器，馈线避雷器接地端子接到室外入口处馈线屏蔽接地线上，接地线为≥6mm2铜芯线。机房内的交流配电箱处应三相五线或单相三线，其中的PE线接配电箱及电源避雷器。机房内-24V直流避雷器的接地线接机房工作保护接地汇集线。机房内设备的工作接地、保护接地及走线架共用一个室内接地汇集线。如图6所示。避雷针接地线馈线金属外护层的上部下部接地线接地引上线设备工作保护接地引入线避雷针接地点40×4mm镀锌扁钢与建筑主钢筋焊接联合地网接馈线避雷器接地端子及馈线金属外护层在机房入口处的接地40×4mm镀锌扁钢避雷带机房工作保护接地点（断接卡）40×4mm镀锌扁钢50×50×5mm镀锌角钢ZGD-I-3非金属接地模块楼顶接地汇集线图62）对于利用商品房作机房的移动通信基站。此建筑有防雷接地网或其他专用地网（如广播电视系统接地网或固定接入网的接地网），应就近再设一组地网，三者相互在地下焊接连通，有困难时也可在地网上可见部分焊接成一体作为机房地，其它方面与1）相同，如图7所示。如原专用地网与基站新建地网边缘相距20米以上，并且连接有困难，可以不作连接处理。图73）对于铁塔建在机房所在建筑顶端，楼顶女儿墙上没有避雷带（此种情况只占极少数）应在铁塔基脚两处成180°引接地线与地网环形接地装置相连，使铁塔多处泄放雷电流，连接材料可采用40×4mm热镀锌扁钢或ф12圆钢。如在楼下设置环形接地装置有困难，可在铁塔接地线的入地点分别建简易地网，地网地阻值应≤10Ω，并使其中一个简易地网与机房地网相连，其他情况与1）同，具体如图8、图9所示。1.9.2独立铁塔1）由于租用的民房本身只有一层，而其房顶不宜建铁塔，将铁塔建在附近山坡上，而铁塔与机房相距一定的距离。此时，铁塔地网应延伸到塔基四脚1.5m远的范围，网格尺寸不应大于3m×3m，其周边为封闭式，同时还要利用塔基地桩内两根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体，铁塔地网与地网之间应每隔3~5m相互焊接连通一次，连接点不应不少