主题：微波通讯基站系统防雷设计

1、微波站进出线引起的雷害分析

微波站从其所处的环境条件看，有三种情况：一是城市站，多设在城市通信综合楼的楼顶；二是平原站，设于野外平原地区，天线用铁塔支持，机房设在铁塔旁同一地面上；三是山上站，设于野外山上，机房建于山顶或山坡，天线架设在机房同一地面上或设在机房顶。三种微波站中城市站和平原站环境条件较好，土壤电阻率低，地网易做，从调查看只要按照建筑物防雷规范设计，共用接地系统和进出线的防护处理好，很少发生雷击；而山上站所处地区一般是土质差，土壤电阻率高，地网难做，另外一方面由于其设在山顶或山坡，而且是山坡向阳面，有时为山上维护人员的生活方便，还要接近水源，这样的环境条件恰是雷电活动较易出现的地带，这时虽然微波站采用了共用接地，但是如果进出微波站的缆线防护处理不好的话，就会将雷电引入站内造成雷害损失。与微波站有关联的进出缆线很多。下面对主要的进出缆线进行分析。如图所示：

A、架空电力线路

微波站，尤其是建在山顶或山坡上的微波站，由于架空电力线引雷而遭受雷击，在微波站雷害中占多数。野外的山上微波站所处位置，往往是电力能源缺乏。需要架设数公里的高压电力线路，将电能引入站内而沿着山沟或山坡架设的高压电力线路是一条良好的导电带和引雷带，它不仅因为雷云感应通过它寻找可能落雷的地点，而且它还可能吸引周围数十米处的雷电。当高压电力线在站区以外遭到雷击时，沿着电力线入侵的雷电波到达变压器之前主要是通过高压线终端的阀型避雷器来保护变压器免遭雷击，如果雷电太强或者高压阀型避雷器已经失败，雷电波就会侵入变压器，雷电波就会侵入变压器，它不但有可能将变压器的绝缘击穿，而且还会把高电位经变压器传到次级低电压电力系统，这样一来，机房内的电力设备以及与之连接的其他设备，便有可能遭受雷击而受损。使正在使用电话的人 员，轻则感到震手，造成精神紧张，重则受到伤害，甚至危及生命的安全。

B、中继线 在装有微波载波设备的山上微波站与山下的长途局之间，往往埋设有音频电缆作为中继线，传送音频信号。当微波站落雷时，其地网电位升高，微波站地网与长途局地网之间产生很高的电位差，中继电缆恰恰是跨在这个高电位差上，若电缆的金属外护层和空闲线对未与地网可靠连接，雷电流就会在电缆金属护层与芯线之间，产生横向电位差。另外由于大量雷电流经电缆金属外皮流过，由电缆转移阻抗得知，在电缆外皮与芯线之间也发生高压电压，致使与中继电缆连接的音频设备损坏。

2、微波站进出线的防雷措施 从以上微波站雷害现象及其引雷途径分析可知微波站进出缆线，主要是由于电力线路，是引雷入站的重要途径。我国微波站分布点多面广，遭到雷击的几率较大，各个微波站进出缆线，有的复杂、有的简单，有的站环境恶劣，有的站环境较佳，但是，进出线复杂、环境恶劣的站，若对其进出缆线，采取妥善、有效的防护措施，可能不出现雷击损害。进出线简单、环境较佳的站；或对进出线采取的防护措施不力、失效，则可能受到雷击损害。因此，微波站进出线的防护，应该受到重视，并认真实施。现根据雷击现场调查、避雷整治、国内外资料、以及《微波站防雷与接地设计规范》和有关的国标、行标规范等，对进出缆线防护进行介绍。

A、 高压电力线的防护 如前所述在雷电活动频繁、雷电强度大、雷暴日多的地区，当雷击微波站附近的交流供电线路时，为了防止雷电沿电力线路入侵微波站，可在距变压器300-500m的架空高压电力线上方，架设避雷线（架空地线）对电力线进线进行保护。该架空地线宜每杆接地一次，而且要单设接地体，勿用水泥杆内的钢筋做引下线和接地体。这样，与变压器高压侧的避雷器相配合，可以阻止雷电波造成损害，同时使雷电流在每杆入地，使其分流泄入大地。 为了更稳妥可靠，可在高压电力线终端杆的前一杆上，在每条相线上对地增装一组HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器；在变压器的低压侧还要对地装一组HY1.5W-0.5/2.6配电型无间隙氧化锌高压避雷器，除此之外尚应在每四杆增设一组跌落式熔断器。应当提起注意的是，每当落雷之后和雷雨季节到来之前，一定要仔细检查高压避雷器和接地线是否完好无损，以排除隐患。如果高压电力线直接引入机房配电室，此时，从变压器高压侧起的一段应采用高压电力电缆进室，其长度至少200m。 如果高压电力线直接进站，即高压变压器在微波站同一建筑物内，或者架空高压线与高压电缆的连接处，应加装一组HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器，并且高压电缆两端金属护层、钢带应分别妥善接地。在年雷暴日大于20日，大地电阻率高的地段，还应在电力电缆的上方，架设屏蔽线（排流线）。

B、低压线路保护 低压线路可采用直埋式低压电力电缆埋地引入机房，在进机房入口处，应将电缆金属外护层、钢带直接与地网就近连通，电缆内芯线的两端应分别对地加装Asafe-25/3+NPE开关型电源防雷模块。

采用非金属护套电力电缆，应将其穿金属管后，埋地引入机房，若不能直接埋地，起码金属管的两端，应分别接地网。金属管的全长之内，电气上应保持连续。高压、低压线路上的避雷器和线路与地的连 接点，变压器两侧避雷器连接点、接地点以及电缆的接地点，架空避雷线的接地，均应可靠的保持良好电气连通，而且要牢靠，以防事故。

C、微波站电话线的防护 从微波站到当地邮局专线电话线，如果采用架空线路。则易受到雷击，应该采用直接埋地式电缆，其金属外护层应在两端分别与微波站地网和市话机房地网连接，采用非金属护套电缆时，应穿金属管埋地，至少金属管两端同样应该接地，金属管全长应该保持电气连接。电缆上所有芯线(包括空线)，均应安装RJ45-TELE/2S或SR-E170V/2S的通讯信号浪涌保护器。

D、中继线的保护 微波载波设备设在微波机房，其与长话局间一般均采用埋地式音频电缆作为中继线。中继电缆应该采用金属外护层的电缆，它的两端应该分别与微波站地网和长话局机房地网连接，电缆的铠装钢带屏蔽层也应该一并连接地，电缆芯线均应该对地加装SR-E170V/2S的通讯信号浪涌保护器。非金属护套电缆应该穿在金属管埋设。其两端应该相应与局、站地网连接，金属管全长应该保持电气连接。中继电话线都不要采用架空线。

E、波导馈线防护 波导馈线的防护措施如上图所示。微波天线的波导馈线或同轴电缆馈线的外导体，从机房出来经过走线架(过桥)上塔至天线。这一段至少要有三个点可靠接地(或接铁塔钢梁)。 ①首先在塔顶要有一点与铁塔的钢梁连接，作为一个接“地”点； ②要在过桥向塔转弯处的上方(即波导未弯曲部位)大约1米以内适当地点，与铁塔钢梁连接； ③在机房入口外侧，要连同过桥一起与机房地网连接，同时过桥的另一端应该与铁塔钢梁可靠连接，最好是焊接(并应该处理好焊接点的防腐防锈)，有困难时，用螺栓连接，要注意连接紧密、牢固、电气连通。在铁塔过高时应该在中间增加接地点。 ④与微波设备相连接的同轴电缆馈线，应在进入机房接入设备前安装ST50N高频通讯信号电涌保护器。

F、塔灯电源线防护 天线铁塔上的航空障碍信号灯(简称塔灯)电源线的防护如上图所示。塔灯电源应该穿金属管布放，金属管全长应该保持电气上的连续。穿线金属管在铁塔顶端应该与铁塔钢梁作可靠连接，尽可能焊接，并处理好焊接点防腐防锈。塔灯电源线的相线。应在机房入口外侧对地加装Asafe-15开关型电源防雷模块后再进入机房，其零线(中性线)应在机房入口外侧先接地然后进入机房。 塔灯电源线若不穿金属管，则必须采用有金属护套的电源线，其防护要求与前面所述相同。注意绝对不许只用普通(无金属护套)电源线引接塔灯电源。 G、 其他进出缆线的防护 微波站的其他进出线的防护与前面所列的5种进出线防护措施相仿。如移动通信天线馈线，按要求将其外导体两端接地。如穿金属管时，则金属管两端与外导体两端同时接地网，其芯线上安装相应的保护器件；太阳能电池的馈电线应该穿金属管后进入机房，金属管两端接地网，其芯线对地应加接相应的避雷器件。

3、微波站对直击雷的防避措施 微波站多处于比附近高的地方，而且其微波天线都高出附近建筑物之上，尤其是在山地上的微波站，由于土壤电阻率高，当被雷击的时候地电位比较高，而且地面高电位的范围相对较大。为了减小直击雷击时地面高电位反击的影响，故微波站的机房尽可能采用独立避雷针或独立避雷网保护，微波天线应该在避雷针和避雷网的保护范围之内。但是对于微波通信站，由于必须采用高耸的天线铁塔，有时还要采用塔楼结构，用独立避雷针的保护方式则碰到很多困难。 理论分析、实验研究和运行经验已经证实：在正确实施接地、均压、分流和屏蔽等措施的前提下，将微波天线铁塔接地与机房内设备接地相连共用，则是唯一必要的可行措施。从理论上看，如能将机房形成理想的“法拉第笼”，则无论外部电磁场或电位升高，对笼内设备将不再发生任何电磁干扰。当然工程上无法作到理想的屏蔽和均压。即使如此，如能正确执行等电位接地的措施还是可以基本保证安全的。避雷针和引下线应该可靠焊接连通，引下线材料为40mm×40mm的镀锌扁钢。引下线在地网上连接点与接地引入线在地网上连接点之间的距离宜不小于10m。 微波机房屋顶应设避雷网，其网格尺寸应该不大于3m×3m，且与屋顶避雷带一一焊接连通。微波机房四角应设雷电流引下线该引下线可以利用机房四角房柱内2根以上的主钢筋，其上端应该与避雷带、下端应该与地网焊接连通。机房屋顶上其他金属设施亦应该分别就近与避雷带焊接连通。当微波站天线铁塔位于机房旁边时，铁塔地网与机房地网之间应该每隔3～5m相互焊接连通一次(至少有两处相互连通)，铁塔四脚应该与其地网就近焊接连通。当微波天线铁塔位于机房屋顶时，其四角应该在屋顶与雷电流引下线分别就近连通。 4、微波站的接地技术

A、微波站地网的组成 微波站地网由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成，同时应该利用机房建筑物的基础(含地桩)及铁塔基础内的主钢筋作为接地体的一部分。地网的组成如下。

机房地网的组成：利用机房建筑物基础自然间横竖梁内的2根以上的主钢筋(必要时辅以相同尺寸的钢筋)，组成网格不大于3m×3m的机房地网。当机房建筑物基础有桩时，应该将地桩内2根以上的主钢筋与机房地网就近焊接连通。

铁塔地网的组成：当微波天线铁塔坐落在机房旁边时，其地网面积应该延伸到塔基四脚外1.5m远的范围，网格尺寸应该不大于3m×3m，其周边为封闭式。同时还应该利用塔基地桩内2根以上主钢筋作为接地体，与地网焊接连通；当微波机房位于微波天线塔内或微波天线铁塔位于机房屋顶时，宜在机房地网四角设置辐射式外引接地体，以利雷电散流。

变压器地网的组成：当电力变压器设置在机房内时，其地网可合用机房及铁塔地网组成的地网；当电力变压器设置在机房外时，且距离机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应该每隔3～5m相互焊接连通(至少有两处连通)，以相互组成一个周边封闭的地网。当地网的接地电阻值达不到要求时，应该扩大其面积，具体做法是：在地网外围增设放射式或水平式和垂直式接地体或加一圈、至两圈环行接地装置。环行接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式。水平接地体与地网宜在同一个水平面上，环行接地装置与地网之间以及环行 接地装置之间均应每隔3～5m相互焊接连通一次；也可以在铁塔的四角设置辐射式延伸接地体，延伸接地体的长度宜限制在10～30m，并且最长不应该超过2 (ρ为土壤电阻率，单位为Ω· m)

B、接地体 接地体应该采用镀锌刚才，其规格要求如下： 钢管 Φ50mm，壁厚应该不小于3.5mm； 角钢 应该不小于50mm×5mm； 扁钢 应该不小于40mm×4mm。 垂直接地体长度为1.5～2.5m。垂直接地体间距应不小于其自身长度的2～2.5倍。当垂直接地体埋设有困难的时候，可在环行水平接地体的基础上向外延伸辐射形接地体或加降阻剂。接地体之间所有的焊点，除了浇注在混凝土中的以外，均应该进行防腐蚀处理。接地装置的焊接长度，对扁钢为宽边的2倍，对圆钢为直径的10倍。接地体埋深，其上端距离地面应不小于0.8m，在寒冷地区，接地体应该埋设在冻土层以下。接地坑应回填土壤或降阻材料。 C、接地体引入线

接地体引入线长度不超过30m，其材料为镀锌扁钢，截面积应该不小于40mm×4mm。接地引入线应该做防辐射处理，较好的办法是采用牺牲阳极防腐蚀法(阳极金属应该采用锌或镁为宜)，还应该作绝缘处理，并不得在暖气地沟内布放，埋设时应该避开污水管道和水沟，裸露在地面以上的部分，应该有防止机械损伤的措施。 接地引入线应以对称的方式(南北或东西)由地网就近引入，其中2根与电力室接地汇集线相连。另外2根与机房接地汇集线相连。两接地汇集线之间应该采用截面积不小于40mm×4mm的镀锌扁钢相互妥善连通。接地汇集线一般设计成环行或排状，材料为铜材，其截面积不小于120mm2，也可以采用相同的电阻值的镀锌扁钢。电力室的接地汇集线可以设在干燥的地槽内或墙面适宜的位置。微波机房的接地汇集线可以设在地槽内、墙面适宜位置或走线架上。 D、接地电阻值

微波中继站地网的工频接地电阻值应不大于10Ω。微波枢纽站地网的工频接地电阻值应不大于5Ω。 无源中继站地网的工频接地电阻值为20～30Ω。架空电力线与电力电缆接口处的保护接地以及电力变压器保护接地的接地电阻值应不大于10Ω。 架空电力线上方的避雷线以及增装在高压线上的避雷器的接地电阻值，其首端(即进站端)应不大于10Ω，中间和末端应不大于30Ω。

很好啊 支持

支持

我认为楼主的总体设计思路还是很好的。但有几个疑问还是提出来问一下：

1、在1－B的低压线路保护部分，雷电只加装了一级ASAFE-25/N-PE。有两点需要商榷：一个是ASAFE25的残压电压是2KV，对设备来说是否能够承受这么高的残压电压，如果再加上一级ASP 的AM-10似乎更好点。第二、N-PE模块虽然可以认为通用安装在TN和TT系统。因为TT系统根据国家规范的要求是必须用N-PE模式，但如果是TN-S系统，采用N-PE模式将增加防雷设备的相应时间和残压电压。(原因我暂时不解释了，否则篇幅太长）。

2、微波站现在是不是还有大量的铜线通讯电缆采用，那么线路分为有振铃和无振铃两种。如果是中继线且无振铃电压则采用SR-170V不太合适，因为SR-170V的启动电压大约在180V左右，若无振铃电压则其正常工作电压为48V。采用180V才启动的防雷器，结果是该防雷器的启动电压高同时残压也高，对设备保护来说不是最好的选择。

这些问题，大家可讨论一下。

文章很好，但想问一下通信设备直流电源部分的防护有吗,有些站电源在楼下,设备在楼上.

１、在1－B的低压线路保护部分，应采用多级防护，在设计中只用了Ａsafe-25/3+NPE，这里应该再做两级防护。或者可用联动是防雷箱。在野外基站，一般采用ＴＴ系统，如果是ＴＮ－Ｓ系统，个人认为不要用Ｎ－ＰＥ模式．

２、微波站现在是不是还有大量的铜线通讯电缆采用，那么线路分为有振铃和无振铃两种。

　　这个要根据具体情况分析。然后做具体的防护。