建筑物防雷装置检测方法论文

移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文

摘要： 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题，介绍了移动通信基站防雷接地的重要性，防雷接地系统的构成和基本要求，并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。

关键词： 移动通信;基站;防雷;接地

简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上，还有一部分安装在铁塔上，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，从而导致雷击概率增多。通信设备损坏，耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害，确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们：必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统，实施基站针对性防雷。

1认清移动基站雷害的主要原因

移动基站防雷是一个复杂的系统工程，过去我们按照防雷理论[1]，尽量提高基站防雷系统的泄流能力，选用了80kA甚至100kA的大型防雷器，但是防雷效果却不尽人意，经常出现基站防雷器没有明显动作，基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不，防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故，得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3]，完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放，所以基站设备很难遭到直击雷损害。

2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题

当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时，由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高，基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端接工作接地，无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差，因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上，当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时，变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高，因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。

若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆，防雷器对地的泄放电流为2kA，这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV，可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV，如不采取措施，必然造成设备损坏。

3因地制宜消减反击电压

怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装，避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接，这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知，雷电电流沿地网泄放时，在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场，距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开，可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出：基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m，条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外，基站的铁塔遭雷击次数最多，与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害，如果铁塔地网边缘距离基站大于5m，应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线，补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。

对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开，因为山顶基站的接地电阻较大，接地引线较长，雷电流泄放相对缓慢，所以地电压反击比较严重。

降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站，可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体，埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑，最好选择阴暗潮湿的地方，制作横向辐射接地网，辐射接地网长度应小于30m，塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。

4适当地选用电源线路保护空开

防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分：气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙，当线中电压超过防雷器的击穿电压后，防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降，放电能力较强，残压相对较高，恢复电压低于原来的击穿电压，属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管，其特点是响应时间短，放电电流小，残压低，而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路，所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度，应设避雷器分路保护空开。

5实现分级防雷

防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数，一般来讲，泄流能力强的防雷器，响应时间长，残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求，所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次，实现多级防护，对雷电能量逐级减弱，使各级防雷器残压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况，从交流电力网高压线路开始，根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求，采取分级协调的防护措施，进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求，选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。

实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用，使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时，要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右，当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m)，这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的，如两级防雷器靠近或线缆长度较短时，可利用专门的退耦器件，这是无距离要求。

参考文献

[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].

[2]张殿富.移动通信基础[M].北京：中国水利水电出版社.

[3]金山，刘吉克，陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.

[4]曹和生，吴少丰，匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.

[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术，2004(4).

您好，防雷检测步骤如下内容所示：1、主动同被检单位(或称客户)出示有关证件和文件证件包括工作证、上岗证、执法证、收费员证、电工证等，各地的情况不一样，证件的种类也有所不同。如果不主动出示证件，有些被检单位也会要求查看的，这是被检单位的权利。主动向被检单位出示证件是一种良好的工作习惯,也是防雷检测规范化中的不可缺少的一步。2、查看有关图纸、询问有关情况防雷装置有些是隐蔽工程，在检测中是不可能检测到的，如地网的做法、屏蔽的网格尺寸、墙内或地下接地体及其材料规格等。这就需要通过查看图纸、询问等方式来获得有关情况。3、实施检测检测可分为检查和测量两部分，检查是定性的，而测量则是定量的。检查的项目比较多，有几十项甚至上百项之多，这里就不一一列举了。测量项目则相对少一些，主要有接地电阻值、避雷带和引下线的截面积、焊接长度、引下线的间隔距离、避雷针的保护范围、电涌保护器的引线长度、土壤电阻率等，其中有些项目则需要通过计算得出结论。检测结果和数值务必记录清楚，便于整理。请被检单位的有关负责人陪同检测，则可以少走弯路，大大提高工作效率。4、写出现场报告或下达隐患整改通知书在检测结束后，在现场马上写出现场报告或下达隐患整改通知书的做法，有不少地方采用，这样有利于隐患被尽快地整改。但这种形式的报告或通知书不宜作为检测的最终报告，因为一是这种报告不够正式规范;二是不利于存档管理。

防雷接地检测之前，首先要了解被检建筑物的接地电阻允许值，例如电子信息机房的接地允许值应小于4欧姆，加油站接地电阻值小于等于10欧姆。具体检测步骤可参看《建筑物防雷装置检测技术规范》的相关要求，检测要求如下：

智能防雷涉及到微型计算机、云计算、移动互联网、通讯传输、软件控制等众多领域，对硬件装置、传感器件性能要求更高。智能防雷在线监测系统通过实时采集监测雷击过电压、雷击过电流、雷击次数、防雷模块温度、SPD寿命状态、防雷接地装置状态接地阻值等环境变量的变化趋势及雷电预警信息，进而对监测数据进行算法处理，并通过物联网技术实现对防雷系统的远程运维管理，从而将传统防雷减灾上升到“主动预防”防雷范畴。1、智能防雷在线监测系统是物联网架构，符合未来物联网（防雷监控系统并入上层的监控系统）、大数据、移动运维的发展趋势;2、帮助用户及时发现甚至预判SPD、SCB（后备保护）、接地电阻的故障，一方面减少运维人员的工作量，节省运维成本;另外比人工巡检更加及时、有效，减少因SPD回路故障而带来的设备损坏风险;（1）监测防雷设备故障具体位置，时时监控防雷设备运行情况，如监测到电涌保护器损坏时发出警报；精准检测到每个防雷模块故障状态（A相、B相、C相、N相），可第一时间发现具体故障点，及时处理故障点，随时掌握设备正常运行情况。管理人员可实时掌握安全监测数据提前预警维护设备，减少每年繁杂巡视人员成本。；（2）防雷后备保护器（保护空开）如跳开，电涌保护器停止保护系统会自动发出警报提示维护相关人员及时恢复空开让电涌保护器正常运行保护工作；如后备保护器（保护空开）跳开，没有及时恢复，将造成电涌保护器失去保护功能。（3）实时监测电涌保护器温度；电涌保护器温度过高，电涌保护器外壳会变形，老化加快。监测到电涌保护器温度有变化或过高，将会报警。可以及时找出过热原因并排除故障。（4）监测雷击电流峰值，过电压次数，电涌保护器有动作过多少次，留下记录次数，便于分析该区域雷电活动频率。（5）工频漏电流监测，电涌保护器的微安级漏电流监测，可对防雷产品的寿命进行预警，当漏电流大于规定值，发出报警，可提前判定该电涌保护器的使用寿命或者说电涌保护器失效，是必须要更换电涌保护器了。3、积累不同区域的雷电数据:雷击次数、峰值等信息，为将来优化防雷方案提供数据支撑，科学合理的兼顾防雷方案的技术及经济性;工作人员可以随时查询设备电源和电涌保护器的工作状态，收集设备工作状态的数据，能更有效、更高效的管理维护设备的安全运行，确保收费站经营活动正常高效进行。4、告警阀值设置，短信通知，管理人员第一时间得到报警信息，软件比较人性化设计，告警阀值可调整。5、实时监测接地网接地电阻值变化。提供给配电房配电设备接地的接地网、通信机房接地网、收费站接地网，都有规范及技术要求的最大接地电阻规定值。如通信机房接地电阻要求不大于4欧姆。接地电阻值会随着时间的推移、天气（晴天或雨天）状况的变化及土壤对接地装置金属接地体的腐蚀程度而变化，当监测到接地电阻变化波动很大，或长时间超出要求的电阻值，说明该接地网出问题了，应进行检查维护。设备正常运行需要一个比较稳定的接地装置。地凯智能防雷云平台监测系统监测主要内容：1、SPD故障告警；2、SCB分合状态监视；3、SPD温度监视；4、雷击过电压次数；5、 接地电阻在线监测；6、短息告警；7、告警阀值设置。8、可通过手机APP查看.系统可扩展检测：系统电压监测；负荷回流电流监视；有功、无功功率；频率；用量统计；红外、漏水、门磁、UPS等检测功能。

1、仪器仪表鉴定或校准，检查仪器、仪表鉴定证书、校准证书是否在有效期的范围内，一般要求每台检测仪器、仪表要纳入计量的检测。检测单位可委托有计量认证资质的检定单位进行常规的计量检测，检测合格的，由检定单位核发给每台仪器、仪表一张计量认证合格证。2、检査仪器仪表电池，检査仪器、仪表所使用的电池是否在正常值范围，如果电池的电压不足，则应立即更换新的电池如遇到在检测中仪器、仪表的电池电力不足时，建议随身携带一组与仪器、仪表相配套的备用电池。3、检查检测设备外观及其附属设备，检査检测用测试线绝缘层是否有破损，如果有破损则应更换或采用绝缘胶带对破损的部位进行处理。避免让裸露的金属线在检测过程中碰到带电物体或接地体产生危及人身安全或影响检测数据情况出现如果发现检测线某处断开，可用万用电表的电阻挡寻找检测线断开位置并做处理，以免影响检测工作。4、防雷装置检测顺序可按先检测外部防雷装置，再检测内部防雷装置进行。5、内部防雷装置包括各级电涌保护器(SPD)、屋内电子设备的等电位连接、电梯机房的等电位连接、均压环、电子设备安全距离等。6、外部防雷装置和内部防雷装置检测完毕后应将每项检测结果填人防雷装置安全检测原始记录表中作为检测的原始记录。扩展资料常规防雷检测项目只需要检测如下内容：(1)接闪器(2)引下线(3)接地装置(4)电磁屏蔽(5)等电位连接(6)电涌保护器(SPD)