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％！1，0Ω以上的占—7％在？2004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！ 5068-9【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 —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3【6.3％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【／，4r；半径为r【的半圆球时》R2＝？ρ／：2πr？R1／R《2＝0.6》3，7 ？ 《    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～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【。～3：。m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GB【J 65-》83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0.15～0！.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【110％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《SC-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1》6个时？接，地电阻减小很慢如1！6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10％《。。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＝2】50Ω·m～20】00Ω？·m地网面积A【＝100m》2～6？40：。0m：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2！0m：×20m(400m！2)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—7，1.63《％)当接地网的大小！在40？m，×40m(1—600m2)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5【00：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×3《m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～5mm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2【0m～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 》