6》  移动通》信基站的防雷与接地！ —。 ， 6.2  地！ 网  【 6.—2.5  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！焊接连通找不到原地！网，时，应因地制宜就近设】一组地网并与建筑物！基础内钢筋》焊接连？通铁塔应在两—个，方向与建筑物避雷】带就近？连接 【 6.2.》6  根据某地【区数百个遭受雷【击损坏设备的基站】接地电阻《的统计5Ω以下的占！74％？5Ω～10Ω的占1！。9％10Ω以上的】。占7％在20—04年某基》站，地网优化设计—及综合防雷方案科研！组对51个现场勘察！的，雷害基站中山区型2！。3个：郊区型25个—市区型3个》接地电阻在5Ω以】下的31《个，5Ω：～10Ω《的4个？10Ω以上的16个！可见接地《电阻符合《规范要？求5Ω？以下但屡次》。遭雷害的基站却占6！0，。％左右比《例依然很高这说明】雷害同接地电阻【值并不是必然对应的！。关，系从统计数》据来看？并不是接地电阻【越小遭雷的概率越】小防雷？效果也越好实践【证明防雷效果和接地！电阻并无直接关系设！备的：损坏是由于》设备间存在电位差造！成，的   ！   ？ 1 ？ 移动基站(包【括微波站)的接地 ！  —。   ？随着移动通信—服务：区网：络不断向郊区—、山区、交通—。主干线的延伸基【。站所处地《理，环境越加《恶劣特别是石—头较多的《山上接地问题—更难解决其实移动通！信基站的接地问【题直困扰《着移动通信基—站的建设和设计单位！另外：对于建在山》区的基站《实，际所处的地理位置】与雷电的活动—区域有着一定的联系！建在山区的基站由于！土质很差多为碎【石土壤、风化岩【或花岗岩石表—面土壤仅十几至几十！厘，米厚甚至只有光秃】秃的岩石土壤电【阻率极高《要使基？站，。的地：网接触？电阻做的很小是极为！困难的 】    《。。 基：站根据设计的不【同分：为机房与《铁塔分别设》立、机？房在铁？塔四脚之内、—铁塔四脚建在机房】之上几类情况因此】各，。类移动？。通信基站接地—系，统的合理设计是当前！移动通？信基站接地工程【中的：重要课？题根据移动通信基】站防雷与接地设【计规：范YD 50—68-98的—要求基站《接地电？阻应小于5Ω—由于基？站所处地理环—。境，千差万别实现规【范的要求《可能：有众多问题许—多工程？技术：人员都？反映按照规范—设计接地系》统不好处理也做不到！条文所要求的接地】电阻值？当然：由于基站的地网【。类型很多不》可，能用一种模式去解决！所有的问题》 —      2【  移动基站—接地的目《的   ！。  目前建在郊区】或山区的移动通信】基站有各种各样的地！网接地电阻值从几欧！姆至几十欧姆不等这！主要是由基》站所：。处的地理环境和土质！以及站址所在—地区的土壤电—阻率决定《的对于正《在运行的基站—。设备实践《证明“接地电—阻的大小对基站设】备技术参数以及信】号传输没有任何影响！”从理论上讲防雷】接地用？的接地电阻越小越】好这是？因为接地装置上流】过的雷电《流会使？。接地点的《地电位？升，高产生过高的接触电！压和：跨步电压因此—地网的设《计主要？从防雷保《护的角度考虑—尽可能降低》接地电阻《的数值 》 ：  ？ ，   ？。  1)按照信【息技：术设备的《安全：I，EC 60950】采用通信开》。关，电源供电的》通信设备属于基本绝！缘类设备所》以，这类设备《的，外露：可导电部分一—定要可靠接地—其目的是为》了防止设备故—障时：的危险电压对人身】构，成电击危险 【      ！  2)对于以分离！器件：为主的？模拟通？信设备由于考—。虑干扰信号的地【环流影响所以设备需！要独立的工作接【地但对于以大规【模，集成电路器》件，为，主的：数字通信《设备：由于设备《本身的抗干扰能力较！强但内？部器件的抗电涌能力！极差所以工》。作地：必须直？接和保护地》合一 【      —  3)对于直【流系统(-48V】系统为直流正接地】。+24V系统为【直流：负，接地)其接地—目的：至少应包括以下【两个方面固》定(均衡）》电位：防止在供电》系统故？障后危险电压—。对人身构成电—击危险；《固定(均《衡)：电位：。防止在？供电：系统故？。障后危？险，。电压对设备本身造成！。的损坏？。 ：      ！  4)为防止静电！。对设备本身的危害】的接地 ！       5)！为给窜入系统—的雷：电能量提《供一个泄放渠道的接！地 《。 ？  ：  分？析以：上基站接地的目【。的可：以清楚？地看到基站》接地电阻的大小【是以危险《电压不能对人身和】设备的？安全：构成危险为原则的】即在设备《供，电系统发生对地【短路故障《时故：障，电流在？接地电？阻上的电压降不【。能对接触设备的【人和设备本》身构成安《全隐患 —。   》    《3  基站地网的】组成形？式 — ，    移动通【信基站地网设计的】主要：目的在于在流往地中！。的雷电流路径—上得到最低的—接，地电阻在《保护：范围内把雷》电流产生的电势【保，持，。在安全范围内 【 《  ：   一个由多接】地体组成的地网可以！近似地当作一块孤】立的平板它》的，。电容主要是》由它的面积尺寸来】决定的附加于这【个平板上的》有限：长度(2m～3m)！的垂直接地体不足以！。改变决定电》容大小的几何—尺寸因而是电—容增加？不大亦即接》地电阻减小》不，多这里接《地电阻R为 — ： ？   】 ， 这个极为重要的】物理：概念表明《增大接地网的面积是！减少接地电阻的主】。要因素只有当—附加的垂《直接地体的长—度与：地，网的等效半径—可，以比较时《平板：趋近于一个半球时电！容，才会有较大的增加从！而才可能《降低：接地电阻但》是，即使在这种》情况下接地》电阻减小仅36【.，3％这个结果可由下！。式推出 《 ？     —如果：将地网？等效为埋深为0半】径为r的圆盘—时R1＝ρ》／4：r；半径为》r的半圆《球时R2＝ρ／2π！rR1？／R2＝0.—637 】   ？  由此《可见接地网的—接地电？。阻主要和接地网面积！有关附加于》接地网上的》2m：～3m的垂直接地体！对减少接地》电阻的作用不—大对于地网的—设计那种认为加【密垂直接地体可减小！接地：电阻的观念是—不，可取的从宏》观分析应把地网看作！一个二？维的平板采》用不长的垂直接地体！(垂：直接地？体的长度与地网等】值半径相比至—少小一个数量—级)不论打》入多少根即》使密集成厚》度为2m～3m的】实体钢板地网也不】会使接？地，。。电阻有多大变化【   】 ，   4  地网】大小及网格数与【接地电？阻的关？系 【 ，      1)地！网大小与接地电阻】的关系？ ？     【基站的地网作为【复合接地体(以水】平接地体为主—且边缘闭《合)的接地电阻 】 》 《。 ：   ？ 从式(2)可以】看出接地电阻主要取！决于接地网的面【积而后一《项说明接地网的【埋深接地体的直【径以及？网内的水平和—垂直接地体的总长】度，对减少接地电阻的】作用很？小通常仅《占，R总数的8％—左右：根据工业与民—用电力装《置，的接地设计规范G】BJ 65-8【3对：于上：述复合式接地网【的工频接地电阻【。的计：算上式R约为 】 ？ 》     —   2)接地【电阻与基站地—网面积的大小 【     ！从R=0·5ρ／】√A可以看出—在相同土壤电阻率】。的条件？下要使地网》接地：电阻减少就》要增：加地网的面积表1】列出了在《不同土？壤电阻率时》保持R为5Ω时的】地网面积 》 】     由此！可见在高电阻率的】山区基？站地网的接》地电阻要控制—在5Ω是难以实【现的  ！      —3)地网网孔个【数和接地电》阻的关系《 ： ？    《 ，地网中相距较—近的接地体不—能，充分利用这种接地】体间的相互》屏蔽引起的屏蔽【效应是由《电流流入大地时【电场重？叠而产生的》(接地体的电阻【。主要是靠位于接地体！附近：土壤区域土壤—电阻率所决定的【。由于上述电场是【叠加的所以每—一个接地体附近【的电流密度变得不均！匀使得？接地：体附近？。的土壤有效面积【减少：或者：使流散电阻增加)】。当接地体按照同心圆！的，方式(即一环套【一环)或者地网【以直角小方格配置】时由于接地体的【相互屏？蔽作用其利用率特别！。低，此时设置《。。在网格结点上的垂直！接地体的利用系数】仅仅达到0.1【。5～0.《2，0因为这时对接【地电阻数《值起主要作》用的是接地体—的外环部分而不【是，网格内？部接地体《的数量所以增加地】网内网格数目以【减少地网接地电阻】值既不经济》又，非优化设计考虑 ！ ：    》 据有关资料—介绍：如，果一般复《合式地网的接地电】阻R为1《。00％则实心—钢板地网接》地电：阻约为90％R而】中空：的环：形地网(只》有周边？有接地体)的接【地电阻约为11【0，％，R房屋建筑物—基础(一《般有钢筋《。的地基较深》而建筑物《中间有？空隙)的接》地电：阻约：为80％R》可见加？密，水平接地体增设【垂直接？地体：对基站地《网的接地电阻无显】著作用 ！  ：  接？地电阻？与接地网孔的关系】美，国电磁兼《容性设？。计，手册：(AF？S，C-DH1-4【。)认为“从设计的】经济效益方》面，考，虑地：网应尽可能》。覆盖大的面》积以降低其接地电】阻而且网孔数目不】宜多于1《6个”这与我国水利！电力部门的试验结果！是相符的；当—接地网孔大》于16个时接地电】阻减小？很慢如16个网孔的！正方形接地网与2】个网孔的正方形接】地网相比接地电阻减！少23％；与4【个网：孔的正方形》接地：网相比仅减》小1：0％网？孔个：数和：接地电阻的关系用】图，2表示(图中R为】平板的？接地电？阻，) ：。 ： ？    ！ 由此可见加—大地网网《格的密度以》降低接地《电，阻的方式并》非优化设计所—推荐的如将》多于：16个网孔的接地体！用来增大《接地：网的面积对于减小接！。。地电阻？的效果要好得—多  】     5 【 地网？与冲击半径及—移动通？信基站地网最—佳面积大小 ！  ？ ，  对于建在—山上的？移动通？信基站由于所—处的：位置往往比周围【的山地显得》突出地理位置又与】雷电：的活：动区域有着一定【。的，。联系加之山》上一般多为岩石【或多石土壤要使防雷！接地：电阻在？有限的面积做的很】小(如5Ω)是不可！能的：为此：建在山上的基站采】用了均衡大地—电，位实施联合》接地及改进地线的敷！设方：法可：以在雷击时使站内】各处电位同样—上，。升以致局内设备相】互间的？冲击：电压均衡增》加了雷电泄流—能力 【       【。 1)接地网与【冲击半径 【   》  一个避》雷引的接地体接【闪时所呈现的—电阻与自流、工频】电流的接地电阻有】显著不？同对于？雷电在土壤》所发生的《物理：过程和工《。频有着相《。。当，大的区别它》们的最主要区—。别是由雷《电，的形成过程以及土壤！。对，高，频电磁波的》传输特性《决定的雷电》流是个冲击波—。而且具有非常大的电！流值由于《雷电流幅度》很大在？。接地体附《近形成的电场强度】。超过了？土壤的冲击击穿强】度而产生电》。弧式火花放电—结果相当于增加了】接地体的《尺寸因？此在实际雷电流作】用下接地网》的接地电阻值—小了 》 ，  ？   雷电流通【过接地？体向大地《散流时有下》列特征 —   》  第一当雷电【流通过？接地装置流入土壤时！由于电流幅值很【大在接地体周围形成！强大的电《场土壤？呈现的电阻率也受到！电场强度《的，影响随着电场强度增！加也就是随着—电流密？度的增加《土壤：电，阻率随之减少 ！。 ？  ：  第二雷电—流相当于高频电【源除接地体的电【阻和电导外接地体】的电感和电容对冲击！。阻抗发生作用其作】用的大小决》定于接地体的形【状，、冲击电流的波形】和幅值以及》土壤中电的参数【εr：和ρ即？。地的介电系数和土壤！电阻率 】 ，  ：  第三《冲击电流在》地中流动时由于高】频电流的集肤—效应不像直》流和工频电流那样穿！透，很深的地层而—是，在距离地面不—太深的范《围流动 《 ：  《   第四雷电流通！过接地装置流入土壤！时当接地体周—。围电场强度达到【一定数值时电压和】电流不是直》线关系而呈现非线】性， ： ？    《 所以冲击电流或雷！电，流，通，过，接，地体向大地散流时】。不再是用工频接【。地电阻而是用冲击接！。地电阻？。来度量冲击接地的作！用，接地装？置，对地冲击电压的【幅值与？冲击：电流：幅值：之比则称《为冲击接《地电阻由上述冲击】。接地电？阻的定义可以看【出冲击接地电—阻是一个《人为的概念》并无具？。。体的物理意义因为冲！击电压幅值》和电流幅值往往不是！在同一个《时间出？现的(由于》接，地体的电感作—用冲击电压幅值出现！。在冲击电流》幅值之前)把两【个在不同时间发【生的量之比定义为】冲击接？地电阻并《。无物理意义》但在工程上利用这个！定义：可在已知冲击—电流的幅值和冲击电！阻的条件下计—算出冲击电流通【过接地？。体散流时的》冲击电？压，幅值 —  ？   一个接—地地网？的面积不论有多大在！工频时是可以把接地！体的表面近似—地看成？等位面的故接—地网全部《面积都能得到利用】。但是许多根接—地体在？地中构？成的网状接地体在】冲，击电流？的作用下《当土壤？电阻：率和介？。电系数一《定时接地网的冲击】等效半径《。就是一个常数而冲】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！在工频？时接地电阻之所【以和接地网面积的平！方根成反比是因【。为接地？。网，上，。的电位比较》均匀：全部接地体都起着】散流：作用接地体得到【充，分利用的缘故但在雷！电流作用下情况就不！同了由？于接：地体：的电感作《用接地网的》电位呈现不均匀性】离开雷电流引入【点，愈远的地方接—地，体上的电位就愈低】甚至：。。电位为零其变—化规律按指数曲线衰！减只有雷电流引【入点附近一》块接地网《才起着散流作—用，而且散流的程度与这！一块面积上的电位分！布成：正比 【    《    2》)地网的最》佳面积大《小  】   冲击》等值半径与接地网】面积的等值半径之】比 — ！ 《    在不同【的土壤电阻率和地】网的：面，积条件下两者之比可！为基站地网优化设计！提供一个考虑方【案表2列出了土壤电！阻率ρ？＝250Ω·m～】2000Ω·m地网！面积A＝《100m2～—6400m2时冲击！等值半径与》接，地网面积的等—值半：径的变化规律从【冲击等？值半径？与接地网面积的等值！半径变化规律得【出，一个：结，论在移动通信基【站地网优化设计【时根据移动》通信基站所处的具体！地理环境《其接地网《的，大小：应，控制在20m×2】0m(？400？m2)内这时地【网，在，。雷击时冲击等值半径！利用率在高电阻率】土质的情《。况是较高的(在土壤！电阻率为《100？0Ω·m《时，为71.6》3％)当接地网的】大小在40m—×，40m(1600】m，。2)时此时地网在】雷击时冲击等值【半径：。利用率？在电阻？率为1？000Ω·》m的土？质情况？是53.44％【冲击等值半径—利用率较低在土壤】电阻率？低于500》Ω·m时地》网，可小：于400m2这样加！之外引水平接地体地！网的利用率可—更高：另，外考：虑到垂直《接，地体能起到集中接】地扩大散泄雷电流之！用可在冲击》等值半径处》打，入一圈？垂直接地体其等【效半：径应以铁《塔为中心此时垂直接！地体是为了加速散泄！雷，电流而不是以—减小地网接地—电阻为目《的   ！    6  【网格与均衡电—压接触系数的—关系 —     —实施基站联合接【地均衡电位的目的除！了减小？设备上的《反击电压外另一个】目的是减小地网内】的，最大接触《电位差(当电—流流过接地》装置时大地表面形成！分布电位在地—面，上离设备《水平距离《。为0.8m处与设】备外：壳或墙体《离地面的垂直距离1！. 8m处》两点间的电位差称为！接触电位差人—体接触该两点—。时所承受的》电压：称为最大《接触电压)接地【网地面的《最大接触电》压可近似按》下式计算 【 》。     由！此可：见，最大：接触系数《随网孔个数》增加而下降的梯度】和接地电阻随网孔】个数增？加而下降的梯度是相！似的这说明》了用增加网》孔，个数而减小接触系数！和减小接地电阻一样！不能作为主要方法一！般地网网《孔可：采用3m×3m【。或者5m×5m当】然最好？能利用冲击电—流进行？现场：实际测量和》校核 —     —另，。外由于？现在站内地面一般】都采用高电阻—率的地面《结构其平均》击穿强度远高于土】壤并且限制了—通过人体的能量其效！果十分显著为了提高！地面击？穿强度在方案实【。施时：可以考虑在地—面上铺设3》。。mm～5《mm厚的绝缘橡胶】板 》 ，   ？    7  基站！地网是否《合，格的判定依》据 》     在【移动通信基站采用联！合接地土壤电阻率较！低的情况下可以规】定，一个接地电阻—的要求？以减小建设》地网投资但在—大地电阻较高的地】区评价基站地网【接地电阻《是，否合：格应采取《优化设？计的方式《换一种？方式来评价即以【。。地网面积的大小为】判定：依据看看是》否能：满足雷击时基站接】地的需要另外—地网四角还应辅以】。20m～30m的】热，镀锌：扁钢做辐射型接地以！提供：更好的雷电流散流通！道 ？