移动通信基站防雷地网设计与施工研究
摘 要：由于移动通信的发展和壮大，使其普及范围逐渐扩大，不断向郊区和山区以及主要交通干线发展和延伸，移动通信基站的环境也随之愈发恶劣，发生雷击的风险也越来越高。因此，做好移动通信基站的防雷措施显得更为重要。本文主要探究移动通信基站的防雷地网设计与施工研究。
关键词：移动通信基站；防雷地网；设计；施工
由于移动通信行业的快速发展，使得移动通信的发展规模逐渐扩大，需要的移动通信基站也隨之增多。但是目前的大多数移动通信基站的天线要安装在铁塔上，尤其是山区，一般情况下要建设在高山上，在整个环境中形成了一个突出独立的目标，从而增加了雷击的风险。在移动通信发生雷击后，移动企业要对受损的雷电进行维修，大大增加了企业的运作成本，同时也耗费了大量的人力与财力，严重阻碍了移动企业的可持续稳定发展。因此，移动通信基站的防雷地网的设计与施工对于移动通信基站的安全具有非常重要的意义。
一、雷电防护技术
（一）屏蔽技术
雷击可以对移动通信设备产生巨大的破坏，但是就目前的科学技术还无法消除雷电的能力，因此，防雷设计只能根据雷电的属性和特点来设计屏蔽功能，从而降低雷电给移动通信基地带来的破环和伤害。屏蔽技术是一种有效的电磁屏蔽系统，其原理是根据雷电发生时产生的交变电流，在交变电流出现的过程中会随之产生一个巨大的交变电磁场，采用屏蔽技术对交变电磁场进行屏蔽I，从而有效降低交变电磁场对整个通信设备的破坏与影响。如下图所示。
（二）等电位连接
等电位连接环节中的技术主要两部分组成，一是接地装置。接地是所有防雷设施的基础和前提，防雷接地装置的质量和水平直接影响着整个防雷系统的有效性。若接地装置的接地环节出现问题，当雷云和接闪器、建筑物等无敌放生放电感应后，导体的感应电荷通过接地装置无法流入地下，从而导致地电位迅速升高，甚至会产生几万伏以上的电位差，形成严重的雷击。接地装置主要是由地下的接地体与接地线，即是地网。接地体是一种深埋地下的金属型材，或者是通过建筑物的钢筋深埋地下形成防雷接地体。埋设方式主要包括水平式和垂直式以及水平混合式，并通过土壤电阻率来控制接地电阻，形成地网、土壤接触电阻、地网形状以及地极数量间的互相协调、共同作用的关系。具体结构如图1所示。二是等电位连接。在等电位连接方面而言，地网主要作为电位基准点而非零电位点。在进行要地网布置的过程中，地网布置形式要符合等电位连接的标准，在接地电阻值方面并不需要太多要求。但是接地电阻值越低对整体的防雷技术会越有益。
（三）接口保护与绝缘配合
在进行移动通信基地防雷设施的过程中，要对防护设备的所有接口进行有效的防护，从而降低引入的过电压。雷电主要可以通过对电源端口、信号接口、馈线端口和接地端口等四个接口来影响移动通信基站的日常运作，对于接口的防护不仅要做到尽可能降低端口间的电位差，并且还要降低同一接口中的电位差。如图1所示。另外，在绝缘配合方面要把过电压控制在防雷击设备的冲击电压所能承受的范围内，从而真正实现对移动通信基站防雷击措施的有效性。具体如图2所示。
二、防雷保护系统
（一）直击雷保护系统
直击雷保护系统主要是由接闪器和引下线以及接地装置三部分组成。在目前的移动通信基站的设计中，建造的过程中按照《建筑物防雷设计规范》进行了防雷击系统的安装。防雷击的措施目前发展逐渐趋向成熟，但是在移动通信基站设计与建造的过程中还要重视基站建筑物的自然构件和金属管理以及配电的保护接地系统有机的和防雷装置结合起来，从而形成共用接地系统。并且要在适当的位置预埋等电位连接板，从而使得防雷击信息系统中全部的外露导电物能够形成一个系统化的等电位连接网络。为了使得通信天线与基站的建筑物免受雷击，防雷装置中要含有接闪器与引下线，接闪器主要运用避雷针，而引下线主要是金属线接地。通过“滚球法”校核接闪器对防雷击系统的实行的保护可以让微波天线与基站建筑物保持在接闪器的保护状态中。接闪器虽然不可以消除雷击，但能把大量的雷电流引入地下，从而实现对移动通信基站的保护
（二）感应雷保护系统
感应雷在侵入导体的过程中会产生两种感应方式，分别是静电感应和电磁感应。在静电感应方面上看，在雷云积聚大量的电荷时，其附近的所有导体都会感应到与其极性相反的电荷，雷击放电中电荷迅速的进行释放，而其附近的导体中被雷云电场限制的静电荷会通过导体的流动而获取释放通道，从而形成电脉冲。在电磁感应方面上看，在雷云进行放电的过程中，产生变化的雷电流会产生一种很强的瞬变电磁场，并在附近导体中形成高感生电动势。因此，雷云的静电感应所造成的影响远远大于电磁感应，电雷的破坏作用也是由于静电感应所引发的。对此，防雷工作人员可以通过基站钢筋框架所构成的屏蔽笼来强化对静电感应的屏蔽，从而降低电雷的破坏作用。同时也可以利用多根金属引下线来提高雷电流的自身分流作用。引下线要均匀的布置在基站四周，从而使得雷电的电磁场擦形成相互抵消，从而降低雷电流中电磁感应对基站的干扰与破坏。
结束语
本文通过对移动通信基站防雷设计与施工的分析，让我们知道了由于移动通信的发展和壮大，使其普及范围逐渐扩大，不断向郊区和山区以及主要交通干线发展和延伸，移动通信基站的环境也随之愈发恶劣，发生雷击的风险也越来越高。因此，做好移动通信基站的防雷措施显得更为重要。本文讲述了雷电的屏蔽技术、等电位连接、接口保护与绝缘配合等三种防雷电技术，在进行雷电防护的系统建设中要重视基站建筑物的自然构件和金属管理以及配电的保护接地系统等三种方式有机的与防雷装置结合起来，从而形成共用接地系统，实现对移动通信基站的保护。
参考文献
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[3]杨艳红.移动通信基站地网优化及综合防雷[J].信息通信，2012，04：290-292.
作者简介
王梁栋（1997-08），男，山东省菏泽市人，民族：回，学生，学历：南京邮电大学在读学士，研究方向：通信工程。
（作者单位：南京邮电大学通信与信息工程学院通信工程专业）