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摘要：移动通信基站属于通信介入设施，具有体量小、数量多，分布广的特点，移动通信基站防雷措施的完善与否将直接影响基站设备是否能在恶劣的雷暴天气中正常运行，特别是设置在空旷野外、高山上等突出地形的老旧站点，更易遭受雷击损害，该类站点往往在发生雷击事故后才发现问题，因此，对移动通信基站定期的防雷检测工作必不可少，及早发现问题进行整改完善，以减少因人为疏忽造成雷击设备的损坏，带来严重的经济损失。通过对移动通信基站防雷检测的经验，总结在移动通信基站周边环境、保护范围计算、土壤电阻率的测量、共用接地测量、等电位连接、电涌保护器等容易忽视的方面，保障基站设备安全、稳定运行。
关键词：移动通信基站；雷击；防雷检测
1 雷电对移动通信基站的入侵方式
雷电对移动通信基站的入侵方式分为三种，第一种为基站遭受直接雷击，雷电流在防雷系统中产生暂态高电位,当附近的设备、线路等与防雷系统没有进行等电位连接时,易发生反击造成雷击灾害，损坏设备。第二种为基站各类缆线遭受雷击，将雷电流引入基站设备，损坏设备；第三种为雷击电磁脉冲对基站内设备或线路引起的感应过电压，损坏设备。
2 移动通信基站的防雷检测注意事项
2.1 移动通信基站周边环境的勘察
对移动通信基站进行防雷检测前应对周边环境详细的勘察和分析，如位于空旷野外、高山、河流旁。高层建筑楼顶，基站所处的地理位置不同，其所受雷电灾害的风险程度也不一样，应充分考虑其所处的地理环境，进而判断其可能遭受雷击的途径和风险。
2.2 保护范围的计算
移动通信基站为地面站或楼顶站时，应测量机房或天线与铁塔的距离，铁塔或接闪杆的高度，采用滚球法计算，确保机房、天线等处于铁塔或接闪杆的直击雷防护范围内。通常移动通信基站采用第二类防雷类别，采用单支铁塔计算保护范围，其在机房平面高度hx上的保护范围为[1]：
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式中：h：铁塔或接闪杆高度
hr：滚球半径
hx：被保护物机房、天线的高度
特别注意的是，基站为楼顶站时，铁塔或接闪杆应与楼顶接闪器连接，其保护半径应根据机房或天线在楼顶的位置确定选取楼面或是地面来计算。
2.3 土壤电阻率的测量
土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，为了真实反映接地装置，必须对土壤电阻率进行实测，以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数，但是该项参数常常不被重视。通过测量土壤电阻率判断基站接地电阻是否符合防雷技术规范的要求。基站地网的接地电阻值不宜大于10Ω[2]，土壤电阻率大于1000Ω•m的地区，可不对基站的工频接地电阻予以限制，应以地网面积的大小为依据，地网等效半径应大于10m，地网四角还应敷设10m～20m的热镀锌扁钢作辐射型接地体，且应增加各个端口的保护和提高SPD通流容量、加强等电位连接等措施予以补偿[3]。
2.4 共用接地
通常移动通信基站地网是由铁塔地网、机房地网和电力变压器地网组成的联合地网。当电力变压器设置在机房内时，变压器地网可共用机房和铁塔组成的联合地网。电力变压器设置在机房外，且距机房地网边缘大于30m时，可设立独立的地网，电力变压器距机房地网边缘30m以内时，则电力变压器地网、机房地网和铁塔地网之间应焊接连通。
在检测时，采用接地电阻测试仪分别对铁塔地网、机房地网和电力变压器地网电阻进行测试，不应由铁塔地网、机房地网和电力变压器地网电阻值相差不大于1Ω而判断其共用接地，应利用毫欧表来测量铁塔地网、机房地网和电力变压器地网，当所测阻值小于1Ω，则判定为电气导通，当阻值较大时，则判定各自为独立地网。
机房位于铁塔四周或铁塔旁边，铁塔在高度为hx的瞬态过电压和安全距离由公式可得：
U=IRi+L0•hx•di/dt
S=IRi/ER+（L0•hx•di/dt）/EL
式中：I：雷电流幅值（KA）
Ri：接地装置的冲击接地电阻（Ω）
L0：引下线的单位长度电感（μH/m），取1.5μH/m
di/dt：雷电流陡度（KA/μs）
ER：电阻电压降的空气击穿强度（KV/m），取500KV/m
EL：电阻电压降的空气击穿强度（KV/m），EL=600×(1+1/T1）KV/m，T1为波头时间
假设由于某种原因使铁塔地网和机房地网连接导体断裂，铁塔地网接地电阻Ri=10Ω，遭受150KA雷电流直接雷击，铁塔在机房高度为1.8m的瞬态过电压和安全距离由公式可得：
U=IRi+L0•hx•di/dt=150000×10V+1.5×1.8×150000/10V=1500KV+40.5KV=1540.5KV
S=IRi/ER+（L0•hx•di/dt）/EL=（1500/500+40.5/660）m≈3.06m
由此可见，铁塔地网和机房地网由于某种原因未联合接地时，极容易造成反击，进而损坏机房设备。
2.5 等电位连接
防雷等电位连接是将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。检测过程中应重点检查机房内机柜、机壳、走线架等金属设备、电缆金属屏蔽层、光缆屏蔽层和金属加强芯、UPS及电池柜等是否用电气连接的方法统一连接起来。检测时应采用等电位测试仪进行测试，过渡电阻一般不应大于0.2Ω，当过渡电阻超过0.2Ω时，应告知使用单位重新连接好，保持良好的电气贯通。
2.6 电涌保护器
电涌保护器是为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路、电源线路提供防雷安全防护的装置。当电源线路或者通信线路中因为操作过电压或遭受雷击突然产生尖峰电流或者电压时，电涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而减少雷电流对回路中其他设备的损害。
在实际检测电涌保护器时，要注意做到以下几点：1.对电涌保护器的外观检查，表面应平整、光洁、无划伤、无裂痕和烧灼痕或变形[4]，相关标识应完整清晰。2.判断安装的电涌保护器参数是否与其安装位置相适应，线路上安装的电涌保护器与其位置不匹配时，不但不能有效后续设备，且容易造成电涌保护器的击穿损坏。3.检查其状态标识是否显示正常，及时发现并更换被击穿、无效的模块。4.检查电涌保护器两端引线总长是否大于0.5m，以减少电感电压降对有效保护水平的影响，测量其接地线规格大小，及其是否与等电位连接带做好连接，电涌保护器两端引线总长过长时应适当选用截面积更大的导体，或者使用凯文接法。5.使用防雷元件测试仪测量以压敏电阻为限压元件的电涌保护器的泄漏电流，实测值应不大于20μA。
3 结语
保障移动通信基站在恶劣电磁环境中稳定运行，在国民经济建设和人民正常生产生活中发挥着重要的作用。布设在空旷野外、高山上或高层建筑屋顶的移动通信基站，遭受雷击的风险相对较高，机房内集成的通信设备含有大量电子元器件，其耐冲击过电压性能差，可能因为雷击、电磁脉冲干扰而损坏，导致部分区域的通信不畅，甚至中断，因此有必要对移动通讯基站的防雷措施进行定期的检测与维护。
参考文献
[1]建筑物防雷设计规范[S].中国计划出版社,2011.
[2] 通信局(站)防雷装置检测技术规范[S].中国标准出版社,2017.
[3] 通信局（站）防雷与接地工程设计规范[S].中国计划出版社,2012.
[4] 建筑物防雷装置检测技术规范[S].中国标准出版社,2016.