移动通信基站防雷和接地技术规范书.docx

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移动通信基站防雷和接地技术规范书

移动通信基站防雷和接地技术规范书

GMCC

广东移动通信有限责任公司

2000年5月

一、总则及参考标准和规范

二、天馈线系统的防雷与接地

三、基站铁塔的防雷与接地

四、信号中继线路的防雷与接地

五、供电系统的防雷与接地

六、机房内的地线布置

七、移动通信基站的联合接地系统

八、测试与维护

一、总则

1、移动通信基站防雷的必要性

广东是雷暴日较高的地区，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。

2、参考标准和规范

本技术规范书在制订过程中参考了以下国家规范、通信行业规范和国际相关标准：

（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》GB50057-94；

（5）原邮电部标准《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93；

（6）国际电工委员会（IEC）标准《ProtectionofStructuresagainstLightning》IEC61024；

（7）国际电工委员会（IEC）标准《Protectionagainstlightningelectromagneticimpulse》（雷电电磁脉冲的防护）IEC61312；

（8）国际电信联盟ITU-TSG5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）。

3、防雷工程的实施要求：

移动通信基站防雷与接地牵连若干复杂问题，实施防雷工程应本着整体防雷、综合治理、全方位系统防护的原则，按规范统筹设计、统筹施工。

移动通信基站的防雷与接地设计中所采用的防雷产品应具有理论依据，经实践证明行之有效，经部级鉴定合格的产品，并要求产品有良好的售后服务保障。

二、基站铁塔的防雷与接地

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》的规定，结合十年来的运行经验，利用基站铁塔和常规避雷针，可以有效地防止直击雷的危害。

避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成。

处于海边、山上的基站，铁塔高度超过30m时，宜安装既能防直击雷又能抑制感应雷的新型避雷针。

新型避雷针的雷电通流量应≥300kA。

2、移动通信基站铁塔本身与防雷地网应两点以上焊接连通，以确保多点泄放雷电流。

如通信铁塔在建筑物顶部，建筑物内有主钢筋时，应保证铁塔与建筑物主钢筋以及建筑物主钢筋与防雷地网之间两点以上焊接连通，连接材料可采用不小于40mm×4mm热镀锌扁钢或Φ12热镀锌圆钢，并对焊接处进行防腐处理。

3、移动通信基站铁塔顶部如设有塔灯时，应严格按《移动通信基站防雷与接地设计规范》YD5068-98的3.2.2条执行，同时要求塔灯必须在避雷针的有效保护范围内。

三、天馈线系统的防雷与接地

1、移动通信基站天线应在避雷针的保护范围之内，接闪器的高度应按滚球法计算。

2、基站同轴电缆馈线的金属外护层，应在上部、下部就近与铁塔或地网相连通，在机房入口处的接地应就近与接地汇集排妥善连通。

当铁塔高度大于或等于60m时，同轴电缆馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地。

3、同轴电缆线进入机房后，在连接到基站设备前应安装馈线避雷器，以防止来自天馈线引入的感应雷。

参照基站设备提供商的天馈方案和公司以前的运行维护经验，建议馈线避雷器安装在主馈线和下跳线的接口处，接地端子应就近接到馈线入口处的接地排上。

4、馈线避雷器技术参数要求：

工作原理:

波导分流方式

阻抗为50Ω；

连接接头：

7/16DIN，N

工作频段为850～960MHz,1700～1900MHz;

插入损耗≤0.1dB

驻波系数≤1.15

平均功率≥300W

雷电通流量≥20kA

残压峰值≤200V（放电电流为1.5kA等级）

5、考虑到馈线的维护对网络影响较大，应选用免维护或少维护、满足双频系统应用的馈线避雷器。

四、信号中继线路的防雷与接地

1、光纤中继

光纤信号的传输不受雷电电磁信号的干扰，但铠装光纤的屏蔽层在进入机房时，必须可靠地连接到接地汇集排上。

同时处理好光端机电源的防雷保护。

2、HDSL/DSL中继

信号电缆应由地下进出基站，电缆内芯在进入机房时加装相应的信号避雷器，匹配信号电缆上的馈电电压。

铠装电缆在进入机房时，其屏蔽层必须可靠地连接到接地汇集排上。

处理好传输设备电源的防雷保护。

3、小微波中继

应参照《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93的2.0.5和2.0.6做好微波天线和馈线的防雷保护，同时处理好微波设备的电源的防雷保护。

4、PCM同轴电缆中继

在租用电信机楼的移动通信基站，在电缆进入基站机房时加装相应的同轴信号避雷器。

信号避雷器的技术参数要求

插入损耗≤0.1dB

响应时间≤1ns;

雷电通流量≥5kA;

额定工作电压匹配信号工作电压；

避雷器接头必须与基站的PCM传输电缆接头匹配。

五、供电系统的防雷与接地

1、由于供电传输线路长、架空传输，并且试验证明雷电波的最大能量的谐波分量分布在工频附近，因此，雷电波极易从供电线路耦合进入，且耦合度很高。

因此电源线路上防雷与接地就尤为重要。

2、移动通信基站的交流供电系统应采用三相五线制供电方式。

进入移动通信基站前或电力变压器高压侧的供电线路应按照规范YD5068-98中3.1.2～3.1.5和5.0.2，5.0.3条会同当地电力部门妥善处理。

进入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房，具体要求按照YD5068-98中3.1.6条文处理。

3、普通基站供电线路的防雷处理：

考虑电源避雷器残压的影响，移动通信基站的220/380V应进行多级过电压防护：

（1）当220/380V供电线路进入基站时，应首先在进站后的第一配电处进行第一级避雷保护，技术参数要求：

响应时间≤25ns；

雷电通流量≥100kA（雷电冲击电流波为8/20us）；

残压峰值≤2.6kV（放电电流为5kA等级）；

损坏告警指示、监控触点；

为防止避雷器件损坏而造成短路故障，避雷器输入端应设空气开关，容量不小于80A。

为便于观察和统计雷击发生情况，应安装雷击计数装置。

（2）在机房内配电箱的输入端加装相应的第二级电源避雷器，技术参数要求：

响应时间≤25ns;

雷电通流量≥40kA（雷电冲击电流波为8/20us）;

残压峰值≤1.3kV（放电电流为5kA等级）

损坏告警指示、监控触点；

为防止避雷器件损坏而造成短路故障，避雷器输入端应设空气开关，容量不小于80A。

（3）在第一级和第二级电源避雷器之间的供电线路应有10m以上的间距，间距达不到时，应加装退耦器件；站内只有一处配电时宜优先选用两级合一的复合型避雷器。

（4）移动通信基站使用高频开关电源时，应选用装有电源避雷器的产品，其直流配电输出端依据基站实际需要，选择性地加装直流电源避雷器。

4、电源避雷器的接地

（1）对于第一级避雷器如果供电线路为TN-S三相五线或单相三线制，则应将PE线作为避雷器接地线；如供电为TN-C三相四线或单相二线制，应按规范YD5068—98的3.1.5条款改为TN-C-S局部三相五线或局部单相三线制，将N线重复接地，再从接地点并接一条新的PE线，同时作为电源避雷器的接地线。

（2）机房内的交流配电箱处应实行三相五线制或单相三线制，或是如上条所述的局部三相五线。

其中的PE线接配电箱及电源第二级避雷器接地线；不是三相五线或单相三线时，应从机房地网汇集排单独引出地线作为PE地线。

（3）直流避雷器的接地线可直接接机房接地汇集排。

（4）电源避雷器的接地线应尽量短、粗，可根据长短选择16-35mm2多股铜线，连接必须可靠。

5、注意：

如果供电系统电压波动过大，需要加装稳压器时，宜装在第二级电源避雷器之前。

六、机房内的地线布置

1、机房内的工作接地、保护接地、走线架、避雷器等可共用一个室内接地汇集排。

各接地线宜短、直。

2、有条件的基站可建设成环状的接地汇集排，并通过至少2条接地引入线，从相距大于5m的机房地网引接点引出。

3、接地汇集排（线）及接地引入线的规格应按照规范YD5068-98的4.3和4.4条款执行。

七、移动通信基站的联合接地系统

1、移动通信基站应按均压、等电位的原则，将机房地网和防雷地网（包括铁塔、建筑物防雷地网）组成一个联合地网。

2、移动通信基站的工作地及室外防雷地应在联合地网上不同的引接点引出，引接点相互距离不应小于5m。

3、联合地网的制作应按YD5068-98的4.1.2和4.1.7条款要求，充分利用地网的面积和接地体的散流效果，接地引接点应尽量从地网中心位置引出。

4、郊区、山坡新建基站时，要考虑地网的建设问题。

独立铁塔与机房不能靠得太近，铁塔地网与机房应有3~5m间距。

5、移动通信基站联合地网的接地电阻应小于5Ω。

接地体的埋设应严格按照YD5068-98的4.2.1~4.2.5条款要求执行。

如果在高土壤电阻率地区，按照普通方法施工，接地电阻无法符合要求，可采用换土、添加无腐蚀性降阻剂、深井钻孔法等办法。

不允许采用在远处低土壤电阻率处建设地网，再用电缆或扁钢长距离引入基站内的接地办法。

八、测试与维护

每年雷雨季节来临之前及雷击后应由基站维护人员对防雷装置进行检测，如发现问题，则应向主管部门报告并尽快解决，检测项目包括：

（1）防直击雷装置及接地状态是否良好；

（2）电源避雷器是否发生损坏，接地是否良好；

（3）天馈避雷器驻波比是否正常，接地是否良好；

（4）地网的地阻是否合格；

（5）各类接地引入线和接地线的连接是否可靠。

说明：

1、铁塔与联合地网应两点以上焊接连通。

如铁塔在楼顶时，塔基对角线至少两处与大楼主钢筋相连，如图所示；如基站所在房屋不是框架结构，需由楼底建筑地网对角线至少两处引至铁塔塔基焊接相连。

2、为方便检测，可以在基站外墙设置接地汇集排；由接地汇集排引至机房内联合接地排；由机房联合接地排分别引线至开关电源架内直流工作地线排、走线架上机架接地排和馈线接地排等。

图1、基站综合防雷和接地示意图

直流工作地引入线

主保护地线

注：

1、本图机架、走线架、接地排等位置仅为机房平面示意图。

2、各类主地线，包括由机房联合接地排引到各分接地排的接地引入线，应采用不小于35mm2的多股铜线，从分接地排引出的各类接地线应采用不小于25mm2的多股铜线。

图2、基站机房接地系统示意图

变压器

变压器地

PE地

说明：

1、对进入基站后的电源线应进行多级过电压防护，一般采取两级避雷措施：

第一级交流电源避雷器一般安装在基站总配电柜（箱）前；第二级电源避雷器安装在基站机房内交流配电箱输入端；应保证第一、第二级电源避雷器之间的供电线路有10米以上距离。

2、基站电源一般在电源的输入端和输出端均已有过压保护装置，可根据基站实际需要，在电源直流输出端或设备前端加装直流电源避雷器。

3、如基站的低压电力线通过架空引入，或者变压器在基站范围内，高压电力线架空引入，建议在变压器低压侧或低压电力线入楼前，加装能防直击雷、大能量的电源加强型避雷器。

图3、基站机房电源防雷系统示意图