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◆背景描述
眾所周知，雷電具有很強的破壞性，主要有直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電壓反擊四種形式。由于移動通信基站的天線設備不僅安裝在建筑物頂上，而且還有相當一部分安裝在鐵塔上，相對周圍環(huán)境而言，形成十分突出的目標，從而導致雷擊概率增多，移動基站常常遭受雷害，導致通信設備損壞、通信中斷。怎樣才能有效地預防雷害，確保移動通信基站設備和工作人員的安全，必須根據每個基站的實際情況設計移動通信基站的防雷系統，實施基站針對性防雷。
◆挑戰(zhàn)與需求
1、通信（移動）基站系統雷電電磁脈沖干擾的入侵途徑主要為：
1）直擊雷：通信（移動）基站的鐵塔都是安裝在城市高層建筑物的樓頂上和開闊（或曠野的郊區(qū)）的地帶，在氣象條件下是直擊雷侵害的首選對象。
2）雷電侵入波：通信（移動）基站系統的電源線、信號傳輸線或進入基站房的其它金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應時，雷電波沿這些金屬導線/導體侵入通信設備，導致高電位差使設備損壞。
3）地電位反擊：直擊雷防護裝置（接閃器安裝在通信鐵塔的頂端）在引導強大的雷電流流入大地時，在它的引下線（鐵塔體）、接地體以及與它們相連接的金屬導體上產生非常高的瞬時電壓，由于接地電阻的存在引起基站的地電位升高，基站直流負荷如BTS電源、開關電源的監(jiān)控單元、基站的動力環(huán)境監(jiān)控器等設備相對遠端地一般都存在寄生電容，這些設備一端與工作接地相連，無流的遠端地與基站的工作接地間存在電位差，因而產生差模脈沖電壓，當超過設備的容許限度時必然造成設備的損壞。地電位反擊不僅足以損壞通信設備，也可能造成人身傷害或火災爆炸事故。
4）通信（移動）基站設備分布圖： 
2、通信（移動）基站雷電防護思想：
1）直擊雷防護措施：通信（移動）基站外部防雷是利用通信鐵塔本身為通信（移動）基站提供直擊雷防護措施和直擊雷雷電流泄流通道體，使直擊雷不會直接擊在通信（移動）基站的通信設施（設備），外部防雷裝置包括三部分：接閃器、引下線、接地裝置。
2）雷電感應防護措施：在通信（移動）基站內電源系統、微電子線路和終端設備加裝相對應的防雷器（SPD）有效地防護雷電波（電磁脈沖）對傳輸電纜和通信設備的干擾和侵害。
3）地電位反擊措施：把直擊雷防護裝置的引下線以及防雷器的接地線都必須良好的接地以達到快速泄流的作用并且引下線裝置都需連接到公共接地網。
◆方案與解決
1、通信（移動）基站防雷系統結構組成：
1）電源系統裝置
2）開關電源輸入配電柜
3）集群信號接發(fā)器
4）電纜（信號傳輸）
2、通信（移動）基站系統雷電防護內容：
1）直擊雷裝置
2）雷電電磁脈沖防護裝置
3）泄流裝置
3、通信（移動）基站雷電及過電壓防護措施技術依據：
1）直擊雷裝置：依據建筑物防雷標準GB50057-2010《附錄D：滾球法確定接閃器的保護范圍》第D.0.2條技術參數確定接閃器高度的計算公式，作為有效保護半徑技術措施。直擊雷防護裝置材料需符合GB11032-89防雷器材指標要求。
2）雷電電磁脈沖防護裝置：根據GB50057-2010建筑物防雷設計規(guī)范和GB50343-2012建筑物電子信息系統的防雷設計規(guī)范（第5.4.條規(guī)定，參照5.4.1-1圖、5.4.1-1表和5.4.1-2表、5.4.2條、5.4.2-1表、5.4.2-2表、5.4.3條、5.4.4條、5.4.5條、5.4.6條、5.4.7條、5.4.8條、5.4.9條之技術參數）的要求，在通信（移動）基站電源系統、微電子（信號）系統的線路和終端設備加裝相對應的防雷器（SPD）防止傳輸線路中感應雷的雷電波/流侵害通信設施裝置和損害設備及人員的操作安全。
3）泄流裝置：依據防雷規(guī)范GB50057-2010/GB50343-2012要求設計接地裝置的阻抗值，接地裝置安裝實施流程參照接地裝置示意圖D501-1～4建筑物防雷設施安裝規(guī)范。
4、通信（移動）基站雷電及過電壓防護具體措施：
1）直擊雷防護：直擊雷防護裝置是通信（移動）基站不可或缺的雷電防護重要基礎條件之一，是通信（移動）基站的防雷系統保護不可忽視的組成部分。
2）前端設備直擊雷防護：通信（移動）基站前端設備有室外和室內兩種，安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷，而安裝于室外的設備，多數處于相對的開闊地帶，直擊雷風險較大，則必須考慮直擊雷防護問題。通信（移動）基站前端設備系統（如集群信號接發(fā)器等）應置于接閃器（或其它接閃導體）有效保護范圍之內。采用將接閃器架設在通信（移動）基站的鐵塔頂端，引下線可直接利用鐵塔本身（也可采用Φ12的鍍鋅圓鋼或40×4鍍鋅扁鋼），但為了防止電磁感應，沿鐵塔引上布置的線纜（饋線、DV線）應穿金屬管沿鐵塔內壁敷設，金屬管應可靠接地。
3）電源浪涌保護措施：按照電源系統浪涌分級泄放原理和依據GB50057/GB50343防雷規(guī)范要求在低壓配電房電源裝置的電源輸入與輸出端口、交流電源總配電柜、開關電源配電柜AC端、開關電源配電柜DC端安裝相對應的浪涌保護器作為電源線路、機電設備的電涌保護裝置。
4）微電子設備信號浪涌保護措施：按照微電子（信號）系統浪涌分級泄放原理和依據GB50343-2012防雷規(guī)范第5.5.2條、第5.5.3條、第5.5.4條、第5.5.5條、第5.5.6條、第5.5.7條的技術參數要求在網絡設備端口、監(jiān)控系統設備端口、移動通信系統的設備輸入與輸出端口安裝相對應的信號浪涌保護器作為通信（移動）基站微電子（信號）設備的電涌保護裝置。
5）通信（移動）基站傳輸線路直擊雷防護：為了使傳輸線路免遭直擊雷的侵害，傳輸線路應盡量避免架空敷設，最好是穿金屬管埋地敷設，金屬管的兩端應可靠接地。
6）通信（移動）基站設備機房直擊雷防護：通信（移動）基站終端設備機房所在建筑物應采取直擊雷的防護措施，可采用φ10的圓鋼（刷銀粉漆）在樓頂構筑接閃帶，另外用φ10的圓鋼做接閃帶支撐，支撐高度15cm，每隔1m設一個支撐，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網（地網電阻應小于10Ω）連接，引下線的間距應不大于25米（或采用接閃器作為直擊雷防護措施，用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網連接，接閃器的高度、安裝位置應根據滾球法進行計算）。
7）通信（移動）基站防雷接地系統：通信（移動）基站防雷系統所有防雷裝置系統均應有可靠、有效的接地，接地系統亦是通信（移動）基站防雷保護的必要組成部分之一（通信基站設備系統前端、終端設備均應有良好的防雷接地，相應接地系統應符合規(guī)范要求。無論前端還是終端設備的接地系統相互之間應做等電位連接）。
8）通信（移動）基站敷設布線注意事宜：許多布線人員因對防雷知識了解有限或者圖簡單方便，習慣于將戶外走線線路與建筑物接閃帶、引下線（鐵塔塔體）相互捆綁。方便了工程施工與影響美觀的同時，也帶來了較大的防雷安全隱患。這一點是值得重視和注意的（為減小雷害風險，任何導線/金屬線路均應盡可能避免與直擊雷防護系統平行捆扎，而應依有關規(guī)范要求合理布線）。
◆方案實施 （產品選型）
1、直擊雷防護裝置
1）GFL系列接閃塔
2）普通接閃器： LR02系列。
3）優(yōu)化接閃器： LR01系列。
4）提前放電接閃器： LRT系列。
2、雷電電磁脈沖防護裝置（SPD）
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序號
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材 料
名 稱
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規(guī) 格 型 號
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安 裝
位 置
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1
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電源防雷器
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A50/420/4P
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低壓側電源總裝置負荷
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2
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電源防雷器
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B80/420/4P
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交流電源總配電柜
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3
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電源防雷器
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F40/385/2
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開關電源配電柜AC端
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4
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電源防雷器
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F20/DC48
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開關電源配電柜DC端
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5
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天饋防雷器
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TN2500
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饋線接口處
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6
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天饋防雷器
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TN2500
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饋線接口處
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3、泄流（接地）裝置
1）銅包鋼接地極：EP01系列。
2）離子接地極：EP02系列。
3）石墨接地模塊：EP03/P2系列。
4）等電位連接器：EP04系列。 南京寧翔防雷工程科技有限公司 2018-10-02
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