【摘 要】移动通信基站是保证移动通信用户进行正常通信的移动通信交换中心，在一定的覆盖范围内，完成移动通信用户间信息的传递与交换。然而，很多通信基站设立在条件较差的民用建筑、郊区和山地上，其天线一般架设较高并由钢铁支架支撑，容易成为雷电入地的通道，致使基站容易遭受雷击，造成通信网中断，给用户及运营商造成重大经济损失。因此，对移动通信基站防雷的研究显得尤为重要。本文从雷电形式以及雷电入侵基站途径入手，综合分析现有移动通信基站在防雷接地方面所采取的各种措施及方法。
【关键词】雷电；移动通信基站；防雷；接地
１ 雷电的基本形式
为做好防雷工作，首先我们要认识雷电的危害形式及途径。按照雷电的形成方式可以大致分为三种：
1.1 直击雷
带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象,叫做“直击雷”。直击雷主要对室外物体产生破坏作用，包括天馈、空调室外机、室外变压器等。所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。防直击雷主要采用避雷针、避雷带等传统避雷装置，只要设计规范，安装合理，这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御。
1.2 感应雷
雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近的户外传输信号线路、电力线、基站内部设备间连接线上都可能产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路中问或终端的电子设备遭到损害。一次雷闪击都可以在较大的范围内使多个电子设备同时产生感应雷过电压现象,并且这种感应高压可以通过基站供电线和信号中继线等引入传输到很远,致使雷害范围扩大。感应雷产生的感应电压可以通过基站供电线路、馈线、光缆、地线等引入，破坏交流配电箱、开关电源、无线机柜、传输设备、监控设备等。因此感应雷击的防护是在以上入侵通道上将雷电过电压、电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目的。目前感应雷的防护主要采用安装浪涌保护器（SPD）、屏蔽、接地等方法，在接地时，为了防止电压不平衡形成地电位反击，采用联合接地的方式。
1.3 球形雷
一般是橙或红色或似红色火焰的发光球体,直径约为10～20cm,最大的直径可达1m,存在的时间大约为百分之几秒至几分钟,一般是1～5s,一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸。主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内，多数沿带电体消失，只有在一些特殊的地理环境或位置上才会有球形雷的发生。
2 雷电入侵途径
按雷电发生的位置来区分，可以分为基站建筑物遭受直击雷引起通信设备的各种损害方式、局外金属缆线入局时带入雷电引起通信设备的各种损害方式、基站附近或上空雷电感应引起通信设备的各种损害三大类。
2.1 基站建筑物遭受雷击的影响
2.1.1 强雷电流通过移动通信基站建筑物金属体与通信设备金属外壳的电气连接直接流入通信设备内，造成通信设备损坏。
2.1.2 强雷电流脉冲在基站柱、梁金属体流过时，向机房空间发出的雷电磁脉冲在机房内电缆线、通信设备上耦合产生感应电压，造成通信设备损坏。
2.1.3 雷电直击楼顶铁塔时，部分雷电流将直接流到天馈线，沿天馈线涌入通信机房，造成通信设备损坏。
2.1.4 强雷电流通过基站建筑物的地线下地，而地网存在一定数值的接地电阻，雷电流会在地网上产生很高的地电位升，造成通信网络设备因不同地点的电位差过高而损坏。
2.2 通过局外金属缆线破坏通信设备
2.2.1 局外金属缆线长度比较长，所经之处的雷电发出的雷电磁脉冲会在金属电缆上产生感应电压，整条金属缆线上雷电压累积起来，最终沿电缆涌入机房内，造成通信设备损坏。
2.2.2 当雷电直接打在缆线上或打在金属缆线附近而击穿电缆绝缘流入缆线时，大雷电流会沿着缆线进入机房内，造成通信设备损坏。
2.2.3 通过电磁感应破坏通信设备
基站建筑物附近落雷时，强大的雷电磁脉冲也会通过空间电磁感应，直接在基站金属缆线上产生感应电压，而一般的通信设备在防雷方面又很脆弱，很容易造成一些精密的核心电子设备损坏。
3 移动通信基站防雷接地措施
3.1 铁塔及天馈线防雷
由于移动通信基站天馈线一般都会建设在较高的位置，所以直击雷是破坏移动通信基站正常运行的一个重要因素。这就要求我们合理的假设避雷针并且保证其与楼顶避雷带或者铁塔地网的可靠连接。
与此同时，馈线的引雷也不容小觑。一般馈线都较长，很容易受到感应雷的影响，从而破坏基站设备甚至导致基站无法正常运行。一般对于馈线防雷，最简单也是最有效的方式就是接地处理，用来释放感应电荷。普通的馈线需要三点接地，首先是天线下方拐弯处需要进行一次接地，再一个就是馈线中间需要接地，馈线进入机房前需要进行第三点接地。根据《移动通信基站防雷与接地设计规范》规定，如果馈线长度大于60米，还需要在中间加设一点接地。
3.2 供电线路及通信线路防雷
通信设备的防雷应主要是防止雷电感应所形成的感应过电压、过电流对设备的损坏。对基站内的各种电子、电器设备的防雷措施主要采用限压、分流的方法，即在电子、电器设备的电源线路上、馈线线路上及信号线路上分别安装电源避雷器。特别应强调电源线路上的防雷，统计表明，电子、电器设备遭受雷击，有70~80%以上是沿电源线路入侵感应雷电波所造成的，因此电源线路的电源避雷器防雷应是电子、电器设备防雷的重点。一般要采用三级保护，即在通信设备所在的建筑物的总配电柜处安装一级电源避雷器保护，在通信设备所在的楼层或房间的分电源处安装二级电源避雷器保护，在电子设备的用电前端安装三级保护电源避雷器。必须通过层层设防，逐步限压分流和放电，逐步消除雷电能量，才能确保电子、电器设备的安全。
对于进入机房内的光缆来说，因为光缆大部分含有金属加强筋和金属护套，因此可采用直埋光缆或普通光缆穿钢管埋地进入机房，埋地长度宜不小于50m，一般可从线路终端杆开始埋设，直埋光缆的金属屏蔽层或钢管两端应就近可靠接地。光缆安装时，应将光缆金属体和光缆终端盒内专用接地母排妥善连接，同时将该接地母排直接与室外馈线接地排相连。与此同时，在光缆与机房内设备相连之前应安装SPD。
3.3 机房内设备的防雷接地
机房内设备的防雷是基站防雷最后一道工序，也是基站防雷最重要的一道工序，万一雷电进入机房，而机房内部设备防雷工作没有做好，整个防雷工程将会功亏一篑。
首先，从大的方面来说，应做好机房内设备的保护接地和工作接地。保护接地是指为了防止在通信设备绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式以保证人身安全。工作接地是保持系统电位的稳定性，即减轻低压系统由高压窜入低压的原因所产生过电压的危险性，将设备的外露导电部分接地，在交直流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中性点，直流一般为中点。与此同时，应在用电设备的前端安装电源避雷器。
对于移动通信机房防雷接地，为了防止地电位反击，根据机房的地网铺设情况，可以采用等电位连接的方案。即在交流配电箱和机房的电源SPD附近可以安装室内接地汇流排，为防止地电位反击，所有室内设备的接地都要接到室内接地汇流排。如果不方便，可以安装室内接地分汇流排，最后接至室内汇流排，再把室内接地总汇流排和室外接地排运用接地线和地网相连。
3.4 降阻增效
众所周之，一个接地装置的接地电阻往往有三部分组成：第一部分是接地体本身的电阻，由于接地体都是钢铁、铜等金属做成的，其电阻几乎可以忽略不计；第二部分是接地体金属与土壤接触面的接触电阻，一般占总接地电阻的20%～60%；第三部分是电流经接地体流入土壤后散布时的电阻，由土壤电阻率决定。因此人们想到了由降低土壤电阻率入手，使用降阻剂的方法使得雷电流较好下地。此种方法所用较少，所以笔者不做详细介绍。
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［责任编辑：汤静］