本設計方案的目的是為了防止或減少雷擊基站所發生的人身傷亡、機房火災和設備損失,通過采用國內外先進防雷技術,做到安全可靠、經濟合理。
2.2.3.1 接地均壓等電位改造
2.2.3.1.1 電源引入線的改造方案
對變壓器至機房的供電,建議采用鎧裝電纜埋地且兩端接地的方式引入,埋地長度應不小于15米,距離不夠時可采用將電源線盤繞的方法;無法埋地時,應采用鎧裝電纜架空兩端接地的方式引入;仍無法達到時,應采用架空5根線的方式處理(即三相五線制供電方式,將其中的PE線兩端接地)。
2.2.3.1.2 增設均壓環
在機房走線架的位置新設一均壓環(環形的等電位連接排),材料采用30×3mm銅排,全封閉,電氣連接和防腐措施可靠。
均壓環靠近墻壁時用膨脹螺栓和絕緣子等將其固定在墻壁上,靠近走線架時可用螺釘等將其固定在走線架上。根據實際情況,位于走線架上的局部均壓環可豎立,也可橫放。
圖1 基站內均壓環在機房四周固定方式示意圖
如在走線架的位置設置均壓環,可參考圖1所示,將均壓環用金屬附件與走線架固定:
圖2 機房均壓環在走線架固定方式及設備接地連接示意圖
同時,機房內各設備應就近與均壓環用BVR16平方導線進行可靠連接。包括交流電源配電箱、開關電源、GSM設備、CDMA設備、SDH設備、ODF、DDF、環境監控設備、走線架、金屬門窗、饋線接線架、饋線防雷器等。
最后,均壓環應與機房的地網可靠連接。均壓環與地網的連接至少需要兩處,并且接地引入點位置應分別靠近一級電源和饋線進線處,接地引入線應用40×4mm扁鋼,并就近與地網、均壓環可靠連接。對于公用建筑或租用民房,還應將墻內鋼筋敲出,使之與均壓環可靠連接。
2.2.3.1.3 增設絕緣橡膠板
對于地阻值在5W以上的基站,考慮到機房設備在發生故障時產生的故障電流對人體的危害,應在機房內設備四周鋪設3~5mm厚的絕緣橡膠板,要求單邊橡膠板寬度應不小于1米。
A、 3.1.4 增加饋線接地點
在GSM、小微波饋線穿越機房外墻處增設一接地排(C點接地),該地排直接與地網連接,饋線進入機房前將其外皮接至該室外接地排上。
B、 3.1.5 光纜防雷改造
應將光纜在進入機房后,增加光纜終端盒,并將其中加強芯就近入地(條件允許時,應直接接在地網上)而不能接在均壓環上。避免由加強芯上感應的過電壓對機房傳輸設備的影響(參考圖3)。
圖3 光纜加強芯通過室內接地排接地示意圖
2.2.3.1.6 用戶纜的防雷改造
在用戶纜進入機房處,先將用戶纜的鎧裝層進行可靠接地。用戶線上配線架后,應在相應位置安裝保安單元,并將保安單元的接地匯流線(排)可靠接地。
C、 3.2 瞬態等電位連接改造設計方案
2.2.3.2.1 電源防雷
對于基站的一級防護,在電源線進入局(站)的總配電箱處,山區類別基站加裝沖擊通流容量達到150KA的一級電源防雷器,郊區類別基站加裝沖擊通流容量達到100KA一級電源防雷器;城區類別基站加裝沖擊通流容量達到80KA一級電源防雷器;
需要說明的是,在實際應用中,可根據上述基本分類情況進行部分的細分,以便在做好移動基站防雷的前提下提高防護的性/價比,根據我們的經驗,如在某些雷電環境相當惡劣的地區,比如在郊區里的某些區域,如果按照普通郊區基站進行電源防雷配置,則基站防雷方面有較大的風險,原因在于其雷擊的頻度、強度都與普通郊區基站不同;另一方面,即便在同一雷暴頻度的發生的區域,比如郊區,也可能由于基站的電源線路布防形式的差別(比如架空、埋地)、線路是否屏蔽等因素造成基站實際線路來波頻度、幅值的差別。
直流電源的防護也應引起足夠的重視,由于直流電源的一端接地,地電位的反擊將會造成對主設備及監控設備的威脅,有很多基站因為忽視了直流端口的防護,使基站設備因此而損壞(包括BTS的絕緣及監控設備的供電端口等情況)。方案建議在開關電源的直流輸出端和機房內各主要直流用電設備的直流輸入端分別加裝通流容量達到25KA以上的直流電源防雷器(開關電源內部一般都有設備供應商配置的第二級交流電源防雷器)。
另外,由于廣東四季氣候變化不大,平均氣溫相對變高,空調對維護站內設備正常運作起到了較為關鍵的作用。由于空調的控制部分含有不同于一般配電設備的弱電子設備,其抗擾能力較差。在主配電箱旁配置的第一級防護不能有效保證空調設備的安全,故本方案建議在室內空調電源輸入端配置第二級電源防雷器(通流量40KA)。
2.2.3.2.2 GSM設備防雷改造
在GSM設備機柜的C8口加裝對應接口的信號防雷器。
2.2.3.2.3 饋線防雷改造
在小微波的射頻端口加裝天饋防雷器。
移動通信基站的機房內部的均壓等電位接地配置如圖4所示:
圖4 移動基站新型防雷接地安全一體化改造示意圖m.tianhengkj.cn