淺論無線通信防雷接地工作

淺論無線通信防雷接地工作

雷雨頻繁季節，防雷成為無線通信臺站的一項重要任務，認真做好系統接地工作在無線通信設備防雷避雷中具有重要意義。針對無線通信系統最基礎的接地工作，分析和探討通信防雷工作、減少通信機意外故障因素。
　　

　　
　　隨著無線通信系統的自動化裝備越來越先進，設備電路的精密集成度日益提高。感應雷電及雷電電磁脈沖的入侵很容易損壞相應的電子、電氣設施，加之無線通信設備自有的室外天線和電纜饋線等的裸露，感應雷擊的危害明顯增加，僅靠避雷針已遠遠不能滿足無線通信臺站設備的防雷實際需求，因此，對系統工作地和保護地的要求更加嚴格，必須從細節抓起、從源頭治理、全方位著手，在抓好系統接地工作的基礎上，對臺站設備實施綜合防雷工程。要對設備防雷要認真規劃、設計、施工，設備接地工作必須嚴格要求、高度重視，務必做到系統接地關即：連線堅固、地網可靠、泄流暢通，總的來說，在一個工作區域內，盡量將鄰近的機房、鐵塔、天線、變壓器、配電柜、通信電纜統籌考慮，按均壓、等電位的原理把工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網，臺站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入，擴大地網范圍，增強整體防雷能力。
　　
　　一、無線通信防直接雷的接地工作
　　
　　對于防直接雷襲擊，我們一般主要采用避雷針、避雷帶、避雷網等傳統避雷裝置，只要設計規范，安裝合理，這些避雷設施便能對直接雷進行有效的防御，這種方法經濟、簡單，但要注意，避雷針應當裝在高于天線尖端數米，避雷針與天線之間應有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。一般的做法是避雷針成為天線塔體的主桿，通信天線裝在避雷針外線大約1.5個波長以外。由于避雷針帶接觸雷擊的強度較大、范圍較廣，首先要確保其具有良好的電流瀉放通道，主要接地標準應做到：
　　1、避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低，一般為10—500，小于50最佳，由于雷電浪涌電流較大，頻譜較寬且持續時間短，因此要求必須有盡量小的電感量。
　　2、地線不能用扁平編織線或絞合線，因為這種線電感較大，不利于泄放雷擊電流，且容易被腐蝕。要盡可能使用3mm以上的實心導線，且最好是相同的金屬材料。
　　3、為了增大地表層的泄放面積，可采用埋設有一定間隔的多根接地體，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的間隔埋上10根左右的銅管，并把它們焊接起來。
　　接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規格要求如下：
　　鋼管φ50mm壁厚不應小于3.5mm。角鋼不應小于50mm×500mm×5mm。扁鋼不應小于40mm×4mm。
　　但由于無線通信臺站的環境條件不一，其地網往往難以組成沿房屋四周封閉式的環形地網，所以對地網組成方式給予了靈活考慮，但機房工作地、保護地、鐵塔防雷地三者應共同地網，且要求鐵塔與建筑物連通(含地下、樓頂)，有困難時也要確保樓頂避雷帶與鐵塔地網連通。對于地處市郊、多雷區(年雷暴日大于20天以上)或建筑物較高而得不到周圍建筑物防雷設施保護的臺站，其地網應在地下、地面上作多點(兩點以上)焊接連通，特別注意的是，在地網焊接連通時要與設備斷開操作，以確保系統安全。[

　除了做好室外防雷設施的有效接地外，從防雷工程的系統性和綜合性來考慮，還要注意通信機房內相關設施的聯合接地，即機房內走線架、吊掛鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地，保護接地線一般宜采用截面積不小于35mm2的多股銅導線。按照《通訊局(站)防雷與接地設計規范》要求，對機房的接地引入線長度不宜超過30m，其材料為鍍鋅扁鋼，截面積不宜小于4mm×40mm或不小于95～2的多殷銅線。接地引入線應作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣、地溝內布放，埋設時應避開污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應有防止機械損傷的措施。
　　
　　二、無線通信防感應雷的接地工作
　　
　　無論多么完善的避雷針，對感應雷擊都無能為力，由于其來自線路的感應電流，加之有的系統屏蔽差，以及沒有采取有效的等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規范造成地電位反擊等，因此需要運用完善的綜合防雷手段，在電源和饋線等線路上安裝相關的避雷器SPD，與合格的避雷針有機結合、相互補充，構成一套完整的防雷體系。而對任何先進、科學的防雷器件而言，設備的本身接地和防雷器的接地都尤為重要，一般要求通信機房地阻不超過10，這也是保證避雷設備發揮作用的前提和關鍵。
　　1、機房內的設備首先要做到保護地、工作地等電位連接，特別是相關設各機箱的外殼必須接地，以最大程度上減少二次感應雷擊的危害。對接地匯集線和接地排的要求較高，它一般設計成環形或排狀，材料為銅材，截面積不應小于120mm2，也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼，機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上，接地匯集線應與建筑鋼筋保持絕緣。
　　2、通信站傳輸射頻信號的同軸電纜饋線一般都有金屬外護層，應在上廓、下部和經走線架進機房入口處就近接地，在入機房處的接地應與地網引出的接地線直接連通，以瀉放線纜在外界感應的雷電流。當鐵塔高度大于或等于60m時，同軸電纜饋線的金屬外護層還應在鐵塔中部增加一處接地。在天饋系統中安裝避雷器時要注意以下方面的接地問題。一是避雷器的接地端的接地電阻不得大于50，否則將影響防雷效果；二是安裝通信天線時，天線支撐桿要與鐵塔可靠連接，連接電阻等于零，饋線應從鐵塔內部垂下，并每隔一段距離用銅絲與鐵塔固定。
　　3、為有效防范在電源和信號線路上產生感應雷擊，所設置的各種避雷器的接地狀況直接關系防雷效果。對于配電柜中電源避雷器的接地線，應至少保證截面在16mm2以上，而信號線路的避雷器的接地線也要達到截面在6～2以上，并且到接線排的距離要越短越好，在小于1m范圍內，這樣一旦受雷擊時，可保證避雷器上強電流在最短時間內瀉放，達到對電源、信號線路的有效防雷目的。
　　4、為防感應雷擊的二次破壞效應，我們必須重視接地線的布設，切記不可將避雷器接地線與供電或信號線路混合捆扎，雖然平時看起來線路相互之間沒有干擾和簡潔美觀，可一旦發生雷擊，避雷器作用時強大的瀉放電流將在瞬間再次感應同向的鄰近線路，從而造成相聯設備受損，這一點我們往往容易忽視，可事實卻提醒我們在防雷工作中不可半點馬虎，否則后果不堪設想。