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19％】10：Ω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？23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1【0Ω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】60：。％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：-9：8的要求基》站，接地电阻应小于5】Ω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IEC 6！095？0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R！1＝ρ？。／4r；半》径为r的半圆球【时R2＝ρ／2【πrR1／R—2＝0.63—7  】   ？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～3！m，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GBJ 6【5-8？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5：Ω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》0.15～0.【20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10？0％：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(AFS—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16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ε》r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＝250》Ω·m～200【0Ω：·m地网面积A＝1！。00m？2～64《00m？2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×20m(】400m2)—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1000Ω·】。m时：。为7：1.：63％)当接地网的！。大小在40》m，×，40m(《1600m2)时】此时地网在雷—击时冲？击等值半径利用【率在电阻率为100！0Ω·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500Ω】·m时？地网可小于400】m2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×5》m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《3mm～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 —