3G移動基站電源防雷解決方案

摘要：隨著3G產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，3G基站的建設(shè)正在不斷展開。本文對3G基站電源防雷進(jìn)行了探討，詳細(xì)介紹了3G移動基站交流動力電纜， 地線連接， 組合電源系統(tǒng)以及RRU電源線等的防雷解決方案。

1   前言

隨著國家對3G產(chǎn)業(yè)的不斷推進(jìn)，3G建設(shè)正在不斷展開。但3G基站與2G基站的電路結(jié)構(gòu)是不同的，2G基站只有天饋上塔，但3G基站還存在RRU（射頻遠(yuǎn)端設(shè)備）上塔的問題，雷擊環(huán)境相對惡劣，這給系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。考慮3G的上塔線纜為光纖和電源線，而一般采用的是沒有加強(qiáng)筋的光纖，不存在雷擊的問題，所以電源的防雷在解決3G基站防雷中占有重要的地位。

因?yàn)殡娫捶览资菍儆谙到y(tǒng)工程，必須整體考慮。一般包括以下4個(gè)方面：交流動力電纜的防雷、基站地網(wǎng)與站內(nèi)設(shè)備的地線連接、站內(nèi)組合電源系統(tǒng)防雷，RRU電源線及電源端口防雷等。只有在這4個(gè)方面進(jìn)行綜合防護(hù)，才能達(dá)到理想的防雷效果。

本文從3G基站電源防雷的4個(gè)方面進(jìn)行探討，提供一個(gè)完整的3G移動基站電源防雷解決方案。

2   3G移動基站電源防雷方案

交流動力電纜的防雷

⑴ 進(jìn)站的交流動力電纜的防護(hù)，對有條件的基站，變壓器的高壓側(cè)電纜和低壓側(cè)電纜均應(yīng)埋地安裝。根據(jù)郵標(biāo)《YD 5098-2005通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱‘郵標(biāo)’）要求“使用專用變壓器時(shí)高壓電力電纜的埋設(shè)長度不宜小于200M，低壓電纜進(jìn)機(jī)房時(shí)，其埋地長度不宜小于15m（當(dāng)高壓電力電纜已采取埋地敷設(shè)時(shí)，低壓側(cè)電纜一般不做此要求），低壓埋地電纜，應(yīng)采用有金屬鎧裝層的電力電纜或穿鋼管埋地引入機(jī)房，電纜金屬鎧裝層應(yīng)該在兩端就近與變壓器地網(wǎng)和機(jī)房地網(wǎng)連通”。但對于高壓側(cè)電纜，埋地安裝投資及施工難度比較大，一般的基站都難以做到，根據(jù)以上同樣標(biāo)準(zhǔn)要求，此時(shí)應(yīng)沿架空線架設(shè)避雷線，并在變壓器高壓側(cè)加裝高壓防雷器。

⑵ 在交流低壓電力電纜進(jìn)入機(jī)房的入口處安裝B級防雷箱。特別注意B級防雷箱在安裝時(shí)應(yīng)采用“凱文”接線方式，以降低引線上的殘壓，充分發(fā)揮B級防雷箱的作用。對于交流低壓電力電纜埋地進(jìn)入的基站，由于交流低壓電力電纜埋地后對雷擊電流的衰減作用非常明顯，B級防雷箱采用8/20μs波形的普通壓敏電阻式防雷模塊即可，但對于非埋地進(jìn)入的低壓電力電纜，其雷擊電流可能會比較大，應(yīng)推薦使用10/350μS波形的高通流容量的主動點(diǎn)火型間隙式防雷模塊。

基站地網(wǎng)與站內(nèi)設(shè)備的地線連接

基站地網(wǎng)應(yīng)按照’郵標(biāo)’的第七章《小型無線基站的防雷與接地》進(jìn)行地網(wǎng)設(shè)計(jì)，接地電阻也應(yīng)滿足小于10Ω的標(biāo)準(zhǔn)。

良好的地網(wǎng)設(shè)計(jì)和較低的接地電阻，對基站的防雷起著重要的作用，但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足夠的。一個(gè)防雷接地系統(tǒng)是否成功，更大成度上決定于站內(nèi)設(shè)備間的地線連接（安裝）關(guān)系。

⑴ 常見的不合理站內(nèi)設(shè)備地線連接關(guān)系

圖1 常見的不合理站內(nèi)設(shè)備地線連接關(guān)系

這是一種最常見的機(jī)房內(nèi)設(shè)備地線連接關(guān)系。其弊端非常明顯：就是機(jī)房入口的B級防雷箱地線引線過長，無法發(fā)揮應(yīng)有作用；另外開關(guān)電源的地線也過長，地線上的殘壓會疊加在后端設(shè)備的電源端口上。對與這種基站，無論地網(wǎng)設(shè)計(jì)如何優(yōu)良，接地電阻小到何種程度，都無法起到良好的防雷作用。

⑵ ‘郵標(biāo)’推薦兩種等電位地線連接方案：環(huán)形等電位連接和星形等電位連接。

圖2 站內(nèi)設(shè)備環(huán)形等電位地線連接方案

根據(jù)‘郵標(biāo)’規(guī)定“采用環(huán)形等電位連接時(shí)，應(yīng)在機(jī)房內(nèi)沿走線架和墻壁設(shè)置環(huán)形接地匯集線，環(huán)形接地匯集線應(yīng)多點(diǎn)就近與地網(wǎng)連通，站內(nèi)設(shè)備由環(huán)形匯集線就近接地。”

圖3 站內(nèi)設(shè)備星形等電位地線連接方案