信息產(chǎn)業(yè)部郵電設(shè)計(jì)院 劉吉克
中國聯(lián)通廣東分公司 詹 樂
摘要 本文主要論述了移動(dòng)通信基站的接地問題，根據(jù)各類基站的環(huán)境和建筑物情況，分析了基站接地可能遇到的問題，以及實(shí)際情況與標(biāo)準(zhǔn)矛盾時(shí)因地治宜采取的解決方案和措施。
關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信 基站 接地 雷電
移動(dòng)通信基站的接地問題一直困繞著中國移動(dòng)、中國聯(lián)通的建設(shè)和設(shè)計(jì)單位，這主要是因?yàn)橐苿?dòng)通信的設(shè)立需要租用大量的民用建筑作為機(jī)房，而民用建筑的接地系統(tǒng)難于滿足移動(dòng)通信防雷接地規(guī)范的需要，另外建在山區(qū)的基站，由于土質(zhì)很差，多為碎石土壤、風(fēng)化巖或花崗巖石，表面土僅十幾至幾十厘米厚，并且大地電阻率極高，要使基站的地網(wǎng)接觸電阻做的很小是極為困難的。因此，各類移動(dòng)通信基站的接地系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，是當(dāng)前移動(dòng)通信基站接地工程中的重要課題。
1. 移動(dòng)通信基站接地地網(wǎng)的現(xiàn)狀
根據(jù)YD5068-98《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，基站的接地電阻應(yīng)小于5Ω，但基站所處地理環(huán)境千差萬別，實(shí)現(xiàn)條款的要求可能有眾多問題，許多工程技術(shù)人員來電講按照規(guī)范設(shè)計(jì)不好處理，也做不到條文所要求的接地電阻值，當(dāng)然由于基站的地網(wǎng)類型很多，不可能用一種模式去解決所有的問題。那么由于郊區(qū)、山區(qū)、城市、專用機(jī)房和租用建筑物環(huán)境因素不同，基站地網(wǎng)是否能滿足標(biāo)準(zhǔn)的接地電阻的要求呢？下面分別討論。
1.1 建在郊區(qū)或山區(qū)的基站地網(wǎng)
目前建在郊區(qū)或山區(qū)基站移動(dòng)通信基站有各種各樣的地網(wǎng)，接地電阻值從幾歐至幾十歐姆不等。這主要由基站所處的地理環(huán)境和土質(zhì)以及站址所在地區(qū)土壤電阻率所決定，對(duì)于正在運(yùn)行的基站設(shè)備實(shí)踐證明：“接地電阻的大小對(duì)基站設(shè)備技術(shù)參數(shù)以及信號(hào)傳輸沒有任何影響”。從理論上講，防雷接地用的接地電阻越小越好。這是因?yàn)榻拥匮b置上流過的雷電流會(huì)使接地點(diǎn)的地電位升高，產(chǎn)生過高的接觸電壓和跨步電壓，因此地網(wǎng)的設(shè)計(jì)主要從防雷保護(hù)的角度考慮，盡可能降低接地電阻的數(shù)值。另外對(duì)于建在山區(qū)的基站實(shí)際所處的地理位置與雷電的活動(dòng)區(qū)域有著一定的聯(lián)系，而且土質(zhì)很差，大地電阻率極高，要使基站的地網(wǎng)接觸電阻做的很小是極為困難的。
1.2 建在城市利用辦公大樓和大型建筑物的地網(wǎng)
國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)于建筑物的接地一般都采用其鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為地網(wǎng)，因?yàn)榻ㄖ锲滗摻罨炷粱A(chǔ)埋地較深，與大地的接觸面積大，在相同的土質(zhì)條件下，用其基礎(chǔ)作接地體可比一般人工接地所得的電阻低的多，另外基礎(chǔ)鋼筋埋設(shè)在混凝土中，作為接地體的鋼筋不會(huì)受到外力的損傷和破壞，不需要維護(hù)、使用期限長(zhǎng)，接地電阻穩(wěn)定。對(duì)于通信局（站）這種接地方法是相當(dāng)有效的。同樣利用辦公大樓、大型賓館、高層建筑的基礎(chǔ)作為基站機(jī)房和天饋線系統(tǒng)的接地是可行的（相對(duì)而言，此類建筑物內(nèi)的主鋼筋作為防雷接地系統(tǒng)是安全的）。
1.3 建在城市和郊區(qū)利用小型民用建筑的地網(wǎng)
移動(dòng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)容，微蜂窩、小區(qū)化，城市中多數(shù)基站一般都利用小型民用建筑設(shè)立站址，在其建筑物房頂安裝移動(dòng)通信天線，并在樓頂?shù)哪骋婚g房子作為機(jī)房，其接地也是從避雷帶或房間中的柱子引出。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)于通信局（站）和民用建筑的防雷設(shè)計(jì)，從建筑物的分類來講就不是一個(gè)類別，對(duì)于通信局（站）的防雷設(shè)計(jì)要求，遠(yuǎn)高于小型民用建筑的防雷設(shè)計(jì)，不同類別的建筑物使用的目的是不同的，明明是民用建筑物，基站卻要設(shè)計(jì)在這里，這就為移動(dòng)通信基站的防雷接地帶來不少的難題，另外往往由于條件所限或者租用的民用建筑物所處的業(yè)主和環(huán)境因素，實(shí)施接地系統(tǒng)的改造需要得到業(yè)主的同意。通信局（站）地網(wǎng)的概念在小型民用建筑中是不可能存在的，小型民用建筑本身的防雷接地僅是利用建筑物內(nèi)的金屬構(gòu)件和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為防雷接地系統(tǒng)，由于作為雷電流引下線柱內(nèi)的主鋼筋并非要求焊接，此時(shí)若將建筑物本身金屬構(gòu)件的作為唯一的接地系統(tǒng)是不可靠的。
2 基站地網(wǎng)設(shè)計(jì)涉及到的實(shí)際問題的解決方案
2.1 基站地網(wǎng)的組成形式
移動(dòng)通信基站地網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目的在于：在流往地中的雷電流路徑上得到最低的接地電阻，在保護(hù)范圍內(nèi)把雷電流流產(chǎn)生的電勢(shì)保持在安全范圍內(nèi)。
一個(gè)由多接地體組成的地網(wǎng)可以近似地當(dāng)作一塊弧立的平板，它的電容主要是由它的面積尺寸來決定的，附加于這個(gè)平板上的有限長(zhǎng)度（2－3米）的垂直接地體，不足以改變決定電容大小的幾何尺寸，因而是電容增加不大，亦即接地電阻減小不多。這里接地電阻R為：
式中：R——接地體的接地電阻（Ω）；
C——接地體的電容（F）；
ρ——大地電阻率（Ω.m）；
ε——εr 大地的介電系數(shù)（F/m）；
εr——大地的相對(duì)介電系數(shù)。
這個(gè)極為重要的物理概念告之：增大接地網(wǎng)的面積是減少接地電阻的主要因素。只有當(dāng)附加的垂直接地體的長(zhǎng)度與地網(wǎng)的等效裝徑可以比較時(shí)，平板趨近于一個(gè)半球時(shí)，電容才會(huì)有較大的增加，從而才可能降低接地電阻，但是即使在這種情況下，接地電阻減小僅36.3％.這個(gè)結(jié)果可由下式推出：
地網(wǎng)等效為埋深為零，半徑為r的圓盤時(shí)：R1=ρ/4r 半徑為r的半圓球時(shí)：R2=ρ/2πr
R1/R2 =0.637
由此可見接地網(wǎng)的接地電阻主要和接地網(wǎng)面積有關(guān)，附加于接地網(wǎng)上的2-3m的垂直接地體對(duì)減少接地電阻的作用不大。對(duì)于地網(wǎng)的設(shè)計(jì)，那種認(rèn)為加密垂直接地體可減小接地電阻的觀念是不可取的，從宏觀分析，應(yīng)把地網(wǎng)看作一個(gè)二維的平板，采用不長(zhǎng)的垂直接地體（垂直接地體的長(zhǎng)度與地網(wǎng)等值半徑相比，至少小一個(gè)數(shù)量級(jí)）不論打入多少根，即使密集成厚度為2-3m的實(shí)體鋼板地網(wǎng)，也不會(huì)使接地電阻有多大變化。
2.2地網(wǎng)與沖擊半徑及移動(dòng)通信基站地網(wǎng)最佳面積大小
對(duì)于建在山上的移動(dòng)通信基站，由于所處的位置往往比周圍的山地顯得突出，地理位置又與雷電的活動(dòng)區(qū)域有著一定的聯(lián)系，加之山上一般多為巖石或多石土壤，要使防雷接地電阻在有限的面積做的很小（如5Ω）是不可能的，為此建在山上基站，采用了均衡大地電位，實(shí)施聯(lián)合接地及改進(jìn)地線的敷設(shè)方法，可以在雷擊時(shí)使站內(nèi)各處電位同樣上升，局內(nèi)設(shè)備相互間的沖擊電壓均衡，增加雷電泄流能力，因而可對(duì)基站的接地電阻大小不必過于嚴(yán)格，但畢竟存在均衡大地電位接地網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)合理使用面積問題。
2.1.1接地網(wǎng)與沖擊半徑
一個(gè)避雷針的接地體接閃時(shí)所呈現(xiàn)的電阻，與直流、工頻電流的接地電阻有顯著不同，對(duì)于雷電在土壤所發(fā)生的物理過程和工頻有著相當(dāng)大的區(qū)別，它們的最主要區(qū)別在于雷電的形成過程以及土壤對(duì)高頻電磁波傳輸特性所決定的。雷電流是個(gè)沖擊波，而且具有非常大的電流值，由于雷電流幅度很大，在接地體附近形成的電場(chǎng)強(qiáng)度超過了土壤的沖擊擊穿強(qiáng)度而產(chǎn)生電弧式火花放電，結(jié)果相當(dāng)于增加了接地體的尺寸，因此，在實(shí)際雷電流作用下接地網(wǎng)的接地電阻值小了。
雷電流通過接地體向大地散流時(shí)有下列特征：
① 當(dāng)雷電流通過接地裝置流入土壤時(shí)，由于電流幅值很大，在接地體周圍形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，土壤呈現(xiàn)的電阻率，也受到電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度增加，也就是隨著電流密度的增加，土壤電阻率隨之減少。
② 雷電流相當(dāng)于高頻電源，除接地體的電阻和電導(dǎo)外，接地體的電感和電容對(duì)沖擊阻抗發(fā)生作用，其作用的大小，決定于接地體的形狀，沖擊電流的波形和幅值，以及土壤中電的參數(shù)εr和ρ，即地的介電系數(shù)和大地電阻率。
③ 沖擊電流在地中流動(dòng)時(shí)，由于高頻電流的集膚效應(yīng)，不象直流和工頻電流那樣穿透很深的地層，而是在距離地面不太深的范圍流動(dòng)。
④ 雷電流通過接地裝置流入土壤時(shí)，當(dāng)接地體周圍電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，電壓和電流不是直線關(guān)系，而呈現(xiàn)非線性。
所以，沖擊電流或雷電流通過接地體向大地散流時(shí)，不再是用工頻接地電阻，而是用沖擊接地電阻來量度沖擊接地的作用。接地裝置對(duì)地沖擊電壓的幅值與沖擊電流幅值之比，則稱為沖擊接地電阻。由上述沖擊接地電阻的定義可以看出，沖擊接地電阻是一個(gè)人為的概念，并無具體的物理意義，因?yàn)闆_擊電壓幅值和電流幅值往往不是在同一個(gè)時(shí)間出現(xiàn)的（由于接地體的電感作用，沖擊電壓幅值出現(xiàn)在沖擊電流幅值之前），把兩個(gè)在不同時(shí)間發(fā)生的量之比定義為沖擊接地電阻并無物理意義，但在工程上利用這個(gè)定義，可在已知沖擊電流的幅值和沖擊電阻的條件下，計(jì)算出沖擊電流通過接地體散流時(shí)的沖擊電壓幅值。
一個(gè)接地地網(wǎng)的面積不論有多大，在工頻時(shí)，是可以把接地體的表面近似地看成等位面，故接地網(wǎng)全部面積都能得到利用。但是，許多根接地體在地中構(gòu)成的網(wǎng)狀接地體，在沖擊電流的作用下，當(dāng)土壤電阻率和介電系數(shù)一定時(shí)，接地網(wǎng)的沖擊等效半徑就是一個(gè)常數(shù)，而沖擊等效半徑要比接地網(wǎng)面積的等值半徑小得多，即在沖擊電流的情況下，僅僅利用接地網(wǎng)很小的一塊面積，在工頻時(shí)，接地電阻之所以和接地網(wǎng)面積的平方根成反比，是因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)上的電位比較均勻，全部接地體都起著散流作用，接地體得到充分利用的緣故，但在雷電流作用下，情況就不同了。由于接地體的電感作用，接地網(wǎng)的電位呈現(xiàn)不均勻性，離開雷電流引入點(diǎn)愈遠(yuǎn)的地方，接地體上的電位就愈低。甚至電位為零，其變化規(guī)律按指數(shù)曲線衰減，只有雷電流引入點(diǎn)附近一塊接地網(wǎng)才起著散流作用，而且散流的程度與這一塊面積上的電位分布成正比。
2.2.2 地網(wǎng)的最佳面積大小
從沖擊等值半徑與接地網(wǎng)面積的等值半徑變化規(guī)律得出一個(gè)結(jié)論，在移動(dòng)通信基站地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)移動(dòng)通信基站所處的具體地理環(huán)境，其接地網(wǎng)的大小應(yīng)控制在（20m）2=400m2內(nèi)，這時(shí)地網(wǎng)在雷擊時(shí)沖擊等值半徑利用率在高電阻率土質(zhì)的情況是較高的（在大地電阻率為2000Ω.m時(shí)為84.19%）,在大地電阻率低于500Ω.m時(shí),地網(wǎng)可小于400m2。這樣加之外引水平接地體，地網(wǎng)的利用率可更高。另外，考慮到垂直接地體能起到集中接地散泄雷電流之用，可在沖擊等值半徑處打入一圈垂直接地體，其等效半徑應(yīng)以鐵塔為中心。此時(shí)垂直接地體是為了散泄雷電流，而不是以減小地網(wǎng)接地電阻為目的。
2.3移動(dòng)通信基站引外接地的極限長(zhǎng)度
移動(dòng)通信基站設(shè)在高電阻率的山上，如附近有可資利用的導(dǎo)電良好的土壤及低電阻率的地層和水源（河流及其它）時(shí)，采用引外接地作為移動(dòng)通信基站本身均壓網(wǎng)或輻射型接地裝置的輔助措施是合理的。這是因?yàn)樵诟唠娮杪实貐^(qū)設(shè)立移動(dòng)通信基站，為了減小接地電阻，僅僅依靠在土壤中埋設(shè)大量的接地體和采用人工改造土壤電阻率的方法，即不經(jīng)濟(jì)，又不穩(wěn)定。由于山區(qū)土壤層潮濕程度隨季節(jié)的變化而變化，因此地阻值變化也較大，在采用這些措施后，其接地電阻往往還不能滿足要求。所以在上述條件下，如果采用引外接地，并且與其它措施相結(jié)合，就可能使移動(dòng)通信基站的設(shè)備及人身安全都得以保護(hù)。移動(dòng)通信基站正確的引外接地, 利用巖石間多縫隙、外引山下大地電阻率較低的土壤或水田中的接地體不僅可以節(jié)約投資,而且可有效的降低接地電阻。但引外接地有一個(gè)長(zhǎng)度極限的問題,當(dāng)超過最大引接長(zhǎng)度后,由于接地引線自身的電阻產(chǎn)生壓降,會(huì)使所接的末端接地體的利用程度大大降低,影響引外接地的效果.在工頻情況下,由于分布在接地體上的電位比較均勻,接地體都起著散流的作用,接地體得到了充分的利用，但在雷電流(相當(dāng)于高頻電流)作用下,除接地引線的電阻和電導(dǎo)外,還有電感和電容對(duì)沖擊電流發(fā)生作用,使沖擊電阻增大.接地引線愈長(zhǎng),雷電流波頭時(shí)間愈短,則沖擊電阻增大得愈多,并且由于接地引線的電感作用,阻礙了雷電流引外接地接體后半部分的泄放,相當(dāng)于增加了接地電阻。所以在移動(dòng)通信基站引外接地優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)正確估算引外接地引接線的長(zhǎng)度很重要的。
引外接地的極限長(zhǎng)度： L=2
2.4移動(dòng)通信基站地網(wǎng)液狀長(zhǎng)效降阻劑的應(yīng)用與接地電阻
2.4.1液狀長(zhǎng)效降阻劑的降阻原理
接地電阻主要由下列三個(gè)方面構(gòu)成:
(1)接地線和接地體本身的電阻;
(2)接地體表面與土壤的接觸電阻;
(3)從接地體開始向遠(yuǎn)處擴(kuò)散的電流所經(jīng)過路徑的電阻。
對(duì)于前一項(xiàng)由于本身的電阻很小可以不考慮影響,改善后兩項(xiàng)是接地電阻降低的關(guān)鍵,采用液狀長(zhǎng)效降阻劑可實(shí)現(xiàn)這一目的。首先使用液狀長(zhǎng)效降阻劑增大了接地的尺寸，液狀長(zhǎng)效降阻劑由于具有良好的流動(dòng)性和滲透性，對(duì)各種土壤都能由接地體附近向各方向進(jìn)行滲透，從而顯著擴(kuò)大接地體的等效直徑和等效長(zhǎng)度，液狀長(zhǎng)效降阻劑滲透結(jié)果，在大地出現(xiàn)樹技狀的延伸體產(chǎn)生樹枝效應(yīng)。
對(duì)于半球接地體或垂直管狀接地體，其接地電阻值與其在地中的尺寸和土壤的電阻率有關(guān)：
半球接地體:R=
垂直管狀接地體:R=
其中： ρ—土壤電阻率（Ω·m）；
r—半球的半徑（m）；
d—垂直接地體的直徑（m）；
L—垂直接地體在地中的長(zhǎng)度（m）。
顯而易見，當(dāng)土壤電阻率一定時(shí)，要降低接地電阻，只能增大接地體的幾何尺寸，盡管降阻劑電阻率約為0.1Ω·m,比導(dǎo)電金屬電阻率10-3Ω·m,高,但與高電阻率土壤比較起來,相差萬倍。因此，可以把接地體和降阻劑看為一個(gè)整體，相當(dāng)于加大了接地體尺寸。由公式（管狀）可看出，當(dāng)降阻劑處理尺寸為原接地體直徑10倍時(shí)，接地電阻大約降低一半。據(jù)測(cè)試結(jié)果表明，由于液狀長(zhǎng)效降阻劑滲透結(jié)果所致，在接地體加降阻劑處理后，使接地電阻降為原來的0.2～0.3R,甚至0.1R。可見降阻劑有效的降低了接地體與土壤的接觸電阻，擴(kuò)大了接地體的等效直徑和等效長(zhǎng)度，從而明顯的得到降阻效果。
2.4.2降阻劑在移動(dòng)通信基站接地地網(wǎng)的實(shí)施
液狀長(zhǎng)效降阻劑在移動(dòng)通信基站接地地網(wǎng)的應(yīng)用，必須注意“面積效應(yīng)”，隨著地網(wǎng)面積的增大，網(wǎng)中降阻劑降阻效果急劇下降，這是因?yàn)榇藭r(shí)應(yīng)用降阻劑既不會(huì)使原地網(wǎng)面積有顯著的增加，也不會(huì)使接地網(wǎng)變?yōu)槿S空間，因降阻劑的滲透深度遠(yuǎn)小于地網(wǎng)的等效半徑，故還是二維空間。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)較小時(shí)，若采用液狀長(zhǎng)效降阻劑，則地網(wǎng)的等效面積（地網(wǎng)的原有面積+降阻劑處理的面積+由于降阻劑的滲透產(chǎn)生“樹枝效應(yīng)”而增大的面積）即會(huì)成倍增加，此時(shí)R相應(yīng)下降。所以對(duì)于移動(dòng)通信基站（20m）2的接地地網(wǎng)的面積來說降阻劑可使移動(dòng)通信基站地網(wǎng)面積增大，接地電阻下降，液狀長(zhǎng)效降阻劑在移動(dòng)通信基站地網(wǎng)的實(shí)施應(yīng)采取優(yōu)化設(shè)計(jì)。
（1）在電阻率較高的地區(qū)，液狀長(zhǎng)效降阻劑可在移動(dòng)通信基站地網(wǎng)的邊緣使用，以擴(kuò)大地網(wǎng)的等效半徑及面積。
（2）采用稀疏分布的長(zhǎng)垂直接地體，使液狀長(zhǎng)效降阻劑向地網(wǎng)下端滲透，形成三維空間。
（3）將與地網(wǎng)連接的幅射形水平接地體周圍和末端接地體采用液狀長(zhǎng)效降阻劑處理，這樣由于“樹枝效應(yīng)”等效擴(kuò)大地網(wǎng)面積。
（4）在天線鐵塔避雷針引下線所接的垂直接地體周圍施放液狀長(zhǎng)效降阻劑，這樣有利于增加雷電流的泄流能力。
3.基站的接地系統(tǒng)改造
3.1 獨(dú)立機(jī)房地網(wǎng)的改造方案
建立在郊區(qū)、山區(qū)的獨(dú)立機(jī)房的地網(wǎng)應(yīng)采用環(huán)型接地網(wǎng)的方式，環(huán)型接地網(wǎng)圍繞鐵塔和機(jī)房一圈，并分別與鐵塔各基礎(chǔ)多點(diǎn)相連，機(jī)房接地引入點(diǎn)應(yīng)在遠(yuǎn)離鐵塔的一側(cè)。如果大地電阻率較高的地區(qū)，再在地網(wǎng)四角采用輻射型接地體（在輻射型水平接地體周圍采用液狀長(zhǎng)效降阻劑處理）。
3.2 辦公樓、大型建筑地網(wǎng)的改造方案
辦公樓、大型建筑地網(wǎng)，為了保險(xiǎn)起見，要充分利用建筑物自身各類可能與地構(gòu)成回路的金屬管道（如消防水管），并與大樓頂避雷帶上或者在大樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)預(yù)留的接地端多次連接，可能的情況下，敲開幾根柱子內(nèi)的鋼筋與大樓頂避雷帶上或者在大樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)預(yù)留的接地端相互連在一起作為基站的接地。
3.3 民用建筑物地網(wǎng)的改造方案
通信局（站）地網(wǎng)的概念在民用建筑中是不可能存在的，不同類別的建筑物使用的目的是不同的，明明是民用建筑物，基站按照規(guī)劃、設(shè)計(jì)在這里，怎么辦？該問題也困繞著許多工程技術(shù)人員，按照規(guī)范設(shè)計(jì)不可能，基站現(xiàn)場(chǎng)條件也滿足不了標(biāo)準(zhǔn)條文的要求，同樣由于建筑物的類型很多，沒有一種可以參考的模式去處理所有的問題，民用建筑本身的防雷接地僅是利用建筑物內(nèi)的金屬構(gòu)件和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為防雷接地系統(tǒng)，由于作為雷電流引下線柱內(nèi)的主鋼筋并非要求焊接，此時(shí)若將建筑物本身金屬構(gòu)件的作為唯一的接地系統(tǒng)是不可靠的。另外考慮到租用的民用建筑物所處的環(huán)境因素，實(shí)施接地系統(tǒng)的改造需要得到業(yè)主的同意，因此，在現(xiàn)有的機(jī)房接地改造中采用將機(jī)房?jī)?nèi)所有的立柱主筋焊接連通的方案，作為基站的接地系統(tǒng)，如果有條件，再在樓外設(shè)一組接地體與建筑物立柱焊接在一起，作為基站的接地系統(tǒng)。當(dāng)然民用建筑物有各種類型，實(shí)施接地改造時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)房的具體情況確定方案。往往由于條件所限或者業(yè)主和環(huán)境的要求，接地體的選擇就很重要，從實(shí)際出發(fā)，在樓房機(jī)房的一側(cè)地下，根據(jù)環(huán)境條件，可設(shè)一組接地體，使用40X4熱度鋅扁鋼或截面積大于120mm2 多股銅線與機(jī)房接地排連接。所有焊點(diǎn)用瀝青做防腐處理。
3.2 天饋線的接地
（1）鐵塔上安裝移動(dòng)通信天饋線的防雷接地：
鐵塔上架設(shè)的移動(dòng)通信系統(tǒng)饋線、同軸電纜金屬外護(hù)層應(yīng)在天線側(cè)及進(jìn)入機(jī)房入口處外側(cè)就近接地，經(jīng)走線架上塔的饋線及同軸電纜，其屏蔽層應(yīng)在其轉(zhuǎn)彎處上方0.5～1米范圍內(nèi)作良好接地，當(dāng)饋線及同軸電纜長(zhǎng)度大于60米時(shí)，其屏蔽層宜在塔的中間部位增加一個(gè)與塔身的接地連接點(diǎn)，室外走線架始末兩端均應(yīng)和接地線、避雷帶或地網(wǎng)連接。
（2）在建筑上安裝的移動(dòng)通信天饋線的防雷接地
移動(dòng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)容，微蜂窩、小區(qū)化，城市中多數(shù)基站一般都利用城市內(nèi)建筑物設(shè)立站址，在其建筑物房頂安裝移動(dòng)通信天線。對(duì)于利用辦公大樓、大型賓館、高層建筑和居民樓作為基站機(jī)房天饋線系統(tǒng)的接地，由于條件所限只能利用樓頂避雷帶或者在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)預(yù)留的接地端以及建筑物樓頂?shù)母黝惪赡芘c地構(gòu)成回路的金屬管道。
3.3 接地體的選擇
對(duì)于和其它通信局（站）同站址的基站，基站的接地系統(tǒng)僅需利用原有機(jī)房的接地系統(tǒng)，對(duì)接地體沒有什么特殊的要求，但建在民用建筑的基站，往往由于條件所限，或者業(yè)主和環(huán)境的要求，基站的接地是非常困難的事情，這也是各地移動(dòng)通信局經(jīng)常詢問筆者的問題。既然通信局（站）地網(wǎng)的概念在民用建筑中是不可能存在，此時(shí)若將建筑物本身金屬構(gòu)件的作為唯一的接地系統(tǒng)是不可靠的，為此應(yīng)在此基礎(chǔ)上另外設(shè)一個(gè)輔助接地系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)焊接為一體，這樣才能保證基站設(shè)備的安全運(yùn)行；上面講到，往往由于條件所限，或者業(yè)主和環(huán)境的要求，接地體的選擇就很重要。從實(shí)際出發(fā)，在樓房機(jī)房的一側(cè)地下，根據(jù)環(huán)境條件，可設(shè)一組接地體，接地體可有多根2.5米長(zhǎng)的鍍鋅垂直接地極棒和鍍鋅扁鋼水平接地體組成（鍍鋅垂直接地極棒的數(shù)量根據(jù)大地電阻率和具體的地理環(huán)境所確定），在電阻率較高的地區(qū)，通信局（站）要達(dá)到規(guī)范要求的接地電阻值，可在垂直接地極棒周圍加液狀長(zhǎng)效降阻劑。
4.基站機(jī)房?jī)?nèi)接地排設(shè)立與接地的關(guān)系
由于移動(dòng)通信基站機(jī)房較小，一般僅采用一個(gè)接地排為開關(guān)電源、收發(fā)信機(jī)、傳輸設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控以及總配電箱提供參考接地點(diǎn)。作為設(shè)備的接地，接地引線的長(zhǎng)短可能對(duì)設(shè)備影響不大，但對(duì)于雷電過電壓保護(hù)而言，SPD接地線的長(zhǎng)短可能關(guān)系到基站安裝了SPD能否起到保護(hù)作用、是否還可能遭受雷擊的關(guān)鍵問題（SPD并非100%的能解決雷擊問題）。
4.1 總配電箱B級(jí)SPD的接地線
筆者在各地處理防雷問題時(shí)，經(jīng)常聽到一些移動(dòng)通信的維護(hù)人員講，基站安裝了配電系統(tǒng)用B級(jí)SPD，設(shè)備還是被打壞，當(dāng)然SPD的正確選擇是一個(gè)很重要的問題，確定使用什么SPD，是根據(jù)雷電活動(dòng)區(qū)的劃分、通信局（站）的分類、基站所處的地理環(huán)境、建筑物的形式、供電方式和所在地的電壓穩(wěn)定度來定的，而且還涉及到各級(jí)SPD的配合問題，不是什么樣的SPD都可以解決其防雷問題的，還有SPD的工作電壓?jiǎn)栴}和一個(gè)最大通流容量問題，例如在多雷區(qū)一般采用80kA/每線的SPD，但一些廠商提供的卻是整個(gè)SPD幾相之和的80kA或80kA/每相，此時(shí)SPD的通流能力就不可能解決電源的B級(jí)防護(hù)問題，以小充大、以劣充優(yōu)來代替B級(jí)保護(hù)器（相關(guān)問題專門論述），此時(shí)SPD更起不到應(yīng)有的保護(hù)作用 。但我們這里討論的是：縱使采用名牌的SPD，各項(xiàng)指標(biāo)都非常好，基站還是遭受雷擊。此時(shí)這種情況就要查找一下接地等雷擊的其他原因了，例如SPD的接地線長(zhǎng)短就是一個(gè)雷擊的重要因素，B級(jí)SPD的安裝位置一般都在配電線路的入口端，但總接地排往往都遠(yuǎn)離入口端一端的走線架上，將B級(jí)SPD的接地線通過2~6m的長(zhǎng)度接至總接地排，其接地線之長(zhǎng)，致使殘壓過大，此時(shí)SPD對(duì)設(shè)備不可能起到任何作用，何況多數(shù)情況下為了施工方便，接地線一般僅采用16mm2的多股銅線，其導(dǎo)線自身的感抗也足以使SPD殘壓加大到不能容忍的狀況。
4.2 開關(guān)電源內(nèi)部SPD的接地線
開關(guān)電源內(nèi)部的SPD的接地，如果孤立的去看問題，SPD在開關(guān)電源內(nèi)部的安裝位置是由設(shè)計(jì)者根據(jù)各家自身設(shè)備的特點(diǎn)來考慮的，接地線可能在其設(shè)備中是較短的。但幾個(gè)孤立的設(shè)備，集成為一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，用系統(tǒng)化、整體的概念去考慮問題，孤立、單一設(shè)備所存在的問題就暴露了出來。例如對(duì)于移動(dòng)通信基站接地排和接地線，一般都是在走線架上方固定，那么對(duì)于開關(guān)電源用的SPD的安裝位置，自然是選擇設(shè)計(jì)位置在開關(guān)電源上方的產(chǎn)品是最佳方案。如果選用設(shè)計(jì)位置在開關(guān)電源下方的SPD，對(duì)于防雷設(shè)計(jì)來講是一個(gè)敗筆和錯(cuò)誤，因?yàn)閷?duì)于SPD的接地線長(zhǎng)1m，其殘壓值就高達(dá)1000V，筆者在處理福建泉州接入網(wǎng)設(shè)備與移動(dòng)通信基站共址時(shí)，就發(fā)現(xiàn)安裝在開關(guān)電源下方的SPD，需要通過2m的接地線才能到達(dá)走線架（在通信大樓，有地溝的情況下，SPD安裝在開關(guān)電源下方的方式是優(yōu)選的），其安裝的SPD能否起到應(yīng)有的作用，就不得而知了。因此廠家應(yīng)根據(jù)不同的站型，整體、系統(tǒng)化的為用戶設(shè)計(jì)不同的方案和設(shè)備，從多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)接地情況看，深圳安圣電氣有限公司的開關(guān)電源在設(shè)備系統(tǒng)接地和SPD的安裝方面就考慮非常合理和全面。
4.3 天饋線SPD和其它設(shè)備的接地線
天饋線SPD的接地，按照規(guī)范的要求，其接地線要求接到機(jī)房外天饋線入口處的接地排，這是按照電磁兼容（EMC）的原理，屏蔽、濾波、接地的三要素，和解決干擾渠道一樣，用以解決雷電流的引入問題，將雷電流拒機(jī)房以外，使其對(duì)設(shè)備的影響最小。另外機(jī)房?jī)?nèi)安裝2Mb/S接頭的DDF板的接地和環(huán)境監(jiān)控采集器、直流分配盤等的接地問題也要統(tǒng)籌考慮。
結(jié)束語
由于移動(dòng)通信基站的雷電防護(hù)是建立在聯(lián)合接地、均壓等電位基礎(chǔ)上的，與其它通信局（站）設(shè)備的情況不同，其設(shè)備電磁兼容性設(shè)計(jì)是非常完善的，因此基站只要對(duì)各出入線采用和機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境監(jiān)控接口進(jìn)行恰當(dāng)?shù)睦纂娺^電壓保護(hù){參照信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)YD/T5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》}，那么基站的雷擊概率就可以減小到最低限度。需利用原有機(jī)房的接地系統(tǒng)，對(duì)接地體沒有什么特殊的要求，但建在民用建筑的基站，往往由于條件所限，或者業(yè)主和環(huán)境的要求，基站的接地是非常困難的事情，這也是各地移動(dòng)通信局經(jīng)常詢問筆者的問題。既然通信局（站）地網(wǎng)的概念在民用建筑中是不可能存在，此時(shí)若將建筑物本身金屬構(gòu)件的作為唯一的接地系統(tǒng)是不可靠的，為此應(yīng)在此基礎(chǔ)上另外設(shè)一個(gè)輔助接地系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)焊接為一體，這樣才能保證基站設(shè)備的安全運(yùn)行；上面講到，往往由于條件所限，或者業(yè)主和環(huán)境的要求，接地體的選擇就很重要。從實(shí)際出發(fā)，在樓房機(jī)房的一側(cè)地下，根據(jù)環(huán)境條件，可設(shè)一組接地體，接地體可有多根2.5米長(zhǎng)的鍍鋅垂直接地極棒和鍍鋅扁鋼水平接地體組成（鍍鋅垂直接地極棒的數(shù)量根據(jù)大地電阻率和具體的地理環(huán)境所確定），在電阻率較高的地區(qū)，通信局（站）要達(dá)到規(guī)范要求的接地電阻值，可在垂直接地極棒周圍加液狀長(zhǎng)效降阻劑。
