首页 理论教育 基站地网设计原则及组成方式

基站地网设计原则及组成方式

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:移动通信基站必须采用联合接地方式,并应根据基站构筑物的形式、周边环境、土壤组成、土壤电阻率、地形,以及地网的雷电有效冲击半径等因素,确定地网的边界和形状。图9-7移动通信基站主地网示意图1)机房地网的组成机房地网由机房建筑基础接地体(含地桩)和外围环形接地体组成。若变压器地网与机房地网的边缘距离不超过30 m,应采用水平接地体将这两个地网焊接连通。

基站地网设计原则及组成方式

移动通信基站必须采用联合接地方式,并应根据基站构筑物的形式、周边环境、土壤组成、土壤电阻率、地形,以及地网的雷电有效冲击半径等因素,确定地网的边界和形状。

1.基站地网的组成

移动通信基站的主地网是由机房地网、铁塔地网和变压器地网组成的一个周边封闭的环形地网,如图9-7所示。必要时增设辐射形等接地体。当电力变压器设置在机房内时,其地网可合用机房地网;当铁塔建于机房屋顶时,铁塔与机房地网合为一个地网。

图9-7 移动通信基站主地网示意图

1)机房地网的组成

机房地网由机房建筑基础接地体(含地桩)和外围环形接地体(包括水平接地体和垂直接地体)组成。环形接地体应沿机房建筑物散水点外敷设(距离建筑物地基1 m以上),并与机房建筑物基础横、竖梁内两根以上主钢筋焊接连通。机房建筑物基础有地桩时,应将各地桩主钢筋与环形接地体焊接连通。环形接地体每边长一般为10~20 m。

在土壤电阻率较高的地区,宜敷设多根辐射形接地体。辐射形接地体为水平接地体,长度宜为20~30 m,其走向为联合地网向外辐射方向,在辐射形接地体终端附加垂直接地体。

2)铁塔地网的组成

角钢塔:基站使用角钢塔时,铁塔地网应采用40 mm×4 mm的热镀锌扁钢,将铁塔4个塔脚地基内的金属构件焊接连通,铁塔地网的网格尺寸可采用3 m×3 m或5 m×5 m。角钢塔位于机房旁边时,应采用40 mm×4 mm的热镀锌扁钠,在地下将铁塔地网与机房外环形接地体焊接连通。铁塔地网与机房地网之间可每隔3~5 m相互焊接连通一次,且连接点不应少于两点。

机房被包围在铁塔4脚内时,铁塔地网与机房的基础地网应连为一体,外设环形接地体应在铁塔地网外敷设,并与铁塔地网多点焊接连通。

钢管塔:基站使用钢管塔时,应从钢管塔基础处敷设不少于两根辐射形水平接地体,水平接地体应根据周围的地形环境,向远离机房的方向敷设。制管塔的地网应和机房地网在两侧用水平接地体可靠连通。

3)变压器地网

专用电力变压器设置在机房外时,通常由围绕变压器台敷设的闭合环形接地体(包括水平按地体和垂直接地体)构成变压器地网。若变压器地网与机房地网的边缘距离不超过30 m,应采用水平接地体将这两个地网焊接连通。当它们的边缘距离大于30 m时,变压器地网宜独立设置,可以不与机房地网连通。

4)按地电阻超过10 Ω时的应对措施

根据国家标准《交流电气装置的接地设计规范》(GB 50065—2011)的附录A,面积大于100 m2的闭合地网,其接地电阻简易计算公式为

式中 R——工频接地电阻(Ω);

ρ——土壤电阻率(Ω·m);

S——地网面积(m2);

r——地网等效半径(m)。(www.xing528.com)

由式(9-1)可知,闭合地网的接地电阻与地网面积的平方根成反比,扩大地网面积是减小接地电阻的有效措施。

移动通信基站所在地区土壤电阻率低于700 Ω·m时,基站地网的工频接地电阻宜控制在10 Ω以内。当地网的接地电阻值达不到要求时,可适当扩大地网的面积,即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置,使接地电阻不超过10 Ω。环形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,可根据地形、地理状况决定其形状,水平按地体与地网宜在同一平面上。水平接地体的间距宜不小于5 m,当敷设地方受限时,其间距可适当减小。环形接地装置与地网之间,以及坏形接地装置之间应每隔5 m左右相互焊接连通一次。也可在铁塔4角设置辐射形接地体,其长度宜限制为10~30 m。

当移动通信基站的土壤电阻率大于700 Ω·m时,可不对基站的工频接地电阻予以限制,此时地网的等效半径应不小于20 m,并在地网4角敷设20~30 m的辐射形水平接地体,以利于分散雷电流

5)地网的网孔个数

在土壤电阻率一定的条件下,决定地网接地电阻大小的主要因素是闭合地网的外环所围面积,而不是地网内接地体的网格数量。网格又称网孔。我国通信行业标准《无线基站防雷的技术要求和测试方法》(YD/T 2324—2011)附录C中介绍,美国《电磁兼容性设计手册》(AFSC-DH1-4)认为:从设计的经济效益方面考虑,地网应尽可能覆盖更大的面积以降低其接地电阻,而网孔数日不宜多于16个。这与我国水利电力部门的试验结果是相符的,当接地网孔大于16个时,接地电阻值随网孔数目增加而减小得很慢。因此,从优化设计的角度考虑,地网的网孔数宜不超过16个。

2.基站地网的形式

1)铁塔建在机房旁的地网

机房、落地塔(包括角钢塔和钢管塔)、变压器的地网相互连通组成一个共用地网。当落地塔设有避雷针雷电引下线时,其引下线应接至落地塔地网远离机房一侧。机房内的接地引入线应接至机房环形接地体远离落地塔的一侧。

当大地电阻率较低时,仅采用周边封闭的共用地网即可。当大地电阻率较高并需引外接地时,宜将引外接地体埋在低电阻率区域或土壤潮湿区域,同时应注意引外接地处与基站地网边缘距离不宜超过30 m。

大地电阻率较高、有引外接地时铁塔建在机房旁的地网示意图如图9-8所示。若大地电阻率不高,则不需要引外接地;当大地电阻率较低时,辐射形接地体也不必敷设。

图9-8 大地电阻率较高、有引外接地时铁塔建在机房旁的地网示意图

2)铁塔建在机房上的地网

当铁塔设在基站的屋顶时,铁塔4脚应与屋顶避雷带就近不少于两处焊接连通,机房铁塔应利用建筑物框架结构建筑4角柱内的钢筋作为雷电引下线。接地系统除利用建筑物基础接地体外,还应环绕机房设置环形接地体共同组成地网,并在地网4角设置辐射形接地体。

若设有专用的铁塔避雷针雷电引下线,该引下线应接至专设的避雷针接地体,避雷针接地体宜设在机房某侧环形接地体向外延伸约10 m处。

铁塔建在正方形机房上时,应在机房两对角线设辐射形水平接地体,并在其相交处焊接,机房内的接地引入线应从两对角线的水平接地体相交焊接处引接;馈线接地排的接地引入线应就近接至机房环形接地体上。其地网示意图如图9-9所示。

图9-9 铁塔建在机房上的地网示意图

3)铁塔4角包含机房的地网

铁塔4角包含机房是指基站机房建在铁塔4角塔脚之内,机房通常采用框架结构建筑。机房的基础接地体和铁塔地网应就近互连,并在铁塔4角外设环形接地体,三者共同组成共用地网,接地网的面积应不小于15 m×15 m。当大地电阻率大于700 Ω·m时,应在原地网的基础上增设辐射形接地体。对变压器地网与机房地网相连的基站,辐射形接地体的敷设可根据实际情况处理。

设有专用的铁塔避雷针雷电引下线时,避雷针接地体的设置、雷电引下线的引接方式,以及机房内的接地引入线和室外馈线接地排的引接要求同2)。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈