TD-SCDMA_BBU RRU基站防雷与接地工程指导手册(V13).doc
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1、TD-SCDMA BBU+RRU基站防雷与接地工程指导手册 内部公开TD-SCDMA BBU+RRU基站防雷与接地工程指导手册(V1.3)中兴通讯股份有限公司TD-SCDMA BBU+RRU基站防雷与接地 工程指导手册(V1.3)策 划 ZTE全球售后服务中心 移动产品事业部编 著 王 映审 核 雷新 何喜文 等* * * *中兴通讯股份有限公司地址:深圳市高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦邮编:518057技术支持网站:http:/客户支持中心热线:(0755)26770800 800-830-1118传真:(0755)26770801* * * *本文中的所有信息均为中兴通讯股份有限公司内
2、部信息,不得向外传播声 明本资料著作权属中兴通讯股份有限公司所有。未经著作权人书面许可,任何单位或个人不得以任何方式摘录、复制或翻译。侵权必究。和是中兴通讯股份有限公司的注册商标。中兴通讯产品的名称和标志是中兴通讯的专有标志或注册商标。在本手册中提及的其他产品或公司的名称可能是其各自所有者的商标或商名。在未经中兴通讯或第三方商标或商名所有者事先书面同意的情况下,本手册不以任何方式授予阅读者任何使用本手册上出现的任何标记的许可或权利。本产品符合关于环境保护和人身安全方面的设计要求,产品的存放、使用和弃置应遵照产品手册、相关合同或相关国法律、法规的要求进行。由于产品和技术的不断更新、完善,本资料中
3、的内容可能与实际产品不完全相符,敬请谅解。如需查询产品的更新情况,请联系当地办事处。若需了解最新的资料信息,请访问网站http:/修改记录版本号拟制人/修改人拟制/修改日期更改理由主要更改内容(写要点即可)V2007-R1.0王 映2007-3-7发布无V2007-R1.10王 映2007-4-23修订部分非专用机房的接地系统进行修订V2007-R1.11王 映2007-5-9修订增加爱劳室外防雷箱接线说明V2007-R1.2王 映2007-5-16修订修订GPS接地方式V2007-R1.21王 映2007-6-11修订修订附录及室内防雷箱接地V2007-R1.22王 映2007-8-14修订
4、修订室内防雷箱接地V1.3何喜文2009-7-1修订修订室外防雷箱与电源线的接地目 录第1章 概 述11.1 综述11.2 术语11.3 总则4第2章 基本要求62.1 联合接地62.2 供电系统82.2.1 变压器地网82.2.2 市电供电82.3 等电位连接92.4 设备保护地线92.5 布线要求11第3章 机房设备接地133.1 接地原则133.1.1 接地引入线133.1.2 接地汇集线133.1.3 直流工作地线143.1.4 保护地线143.1.5 光缆接地163.1.6 GPS避雷器163.1.7 室内直流电源防雷箱173.1.8 其它193.2 新建机房接地203.3 已有机房
5、接地改造223.3.1 环形接法223.3.2 星形接法233.4 整体连接方案24第4章 室外设备接地264.1 接闪器264.1.1 材料264.1.2 接地线264.1.3 保护范围274.2 楼顶抱杆安装284.3 楼顶挂墙安装314.4 铁塔安装324.5 GPS及馈线接地334.6 室外电源及防雷箱344.7 其它364.8 整体互联方案374.9 TD基站一体化解决方案37第5章 施工注意事项395.1 接地体395.2 连接工艺395.3 布线40前 言现代移动通信技术正以前所未有的速度发展着,作为现代移动通信必不可少的通信基站,承受着恶劣的气候条件。特别是城市以外的基站,大多
6、都位于当地海拔最高的山顶,电源采用架空线上山,基站的接地系统在设计时也没有得到足够的重视,极易遭受直击雷、感应雷及电源操作等多种过电压的侵袭。再者其基站重要设备都是微电子设备,由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性,这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力,随时可能遭受重大损失。近年来,由于遭受雷击造成设备损坏通信中断的问题始终困扰着移动通信运营商。 本文介绍了通信工程无线基站的防雷与接地工程指导手册,包括室内部分、天馈设备、馈线等的防雷与接地保护,作为现场工程师与督导人员对工程进行施工及指导、验收时的参考依据。本
7、指导手册在编写过程中参考了以下资料:l IEC61024 建筑物防雷 l IEC 62305-1雷电防护 总则l IEC 62305-4建筑物内电气与电子系统雷电防护l GB 50057-94 建筑物防雷设计规范l YD 5098-2005 移动通信基站防雷与接地设计规范l GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范l 中兴通讯通信设备工程可靠性规范60本文中的所有信息均为中兴通讯股份有限公司内部信息,不得向外传播第1章 概 述1.1 综述为防止TD-SCDMA BBU+RRU通信基站遭受雷害,确保移动通信基站内设备的安全和正常工作,确保构筑物、站内工作人员的安全,特制定本指导手册
8、。通信系统接地的主要目的是:防干扰、防静电、防过电压。通信系统的接地类型分为:工作接地、保护接地、防雷接地。在移动通信系统中采用联合接地方式。1.2 术语(1) 地 (earth):接地系统中所指的地,一般指土地,具有导电的特性,能有效地发散电流,可作为参考电位。(2) 接地线(bonding conductor):通信设备与接地汇集线之间的连线。(3) 接地引下线 (earthing down-conductor):从建筑物防直击雷接闪器、各接地汇集线连接到接地网的导线称为接地引下线,其中从接地总汇集线连接到接地网的导线称为接地引入线。(4) 接地汇集线 (bonding bar):用于汇集
9、接地线的金属构件(即一般所说的接地铜排),它可分为接地总汇集线和接地分汇集线,接地分汇集线包括水平接地分汇集线、垂直接地分汇集线和进线接地分汇集线等。(5) 等电位连接 (equipotential bonding):两个设备的地线应通过足够粗短的导线相连,使之在泄放可能的最大电流时二者的瞬时电位差控制在设计范围内,这种连接叫做等电位连接。如图 1.21所示:图 1.21 并柜时的等电位连接典型的等电位连接为:连接线长小于0.5m,线径大于6mm2,多股铜线,焊接;螺装时螺径大于12mm,必须用线鼻子或铜垫片压紧,一个螺孔只装一根线。(6) 地电位反击 (earth potential ris
10、e):由于设备处于接地网络不同的节点和端点,在泄放雷击电流时各部分地线的电压降不同,造成短时间内不同设备的地电位不同,称为地电位反击,或地电位升。(7) 外部防雷系统(接闪器)(external lightning protection system):避雷针、避雷带、避雷网、架空避雷线的直接接受雷击部分以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。(8) 接地系统 (earthing and bonding system)由接地网、接地引入线、接地汇集线、接地线组成的总体称为接地系统。如图 1.22所示:图 1.22 接地系统示意图大地具有导电性和无限大的容电量,是良好的公共地参考电位。接地电极是与大
11、地电气接触的金属带等,用于使电流扩散入地。接地引入线是在接地电极与室内(或室外)地线汇流排之间起连接作用的部分。接地汇集线为汇集接地配线所用的室内(或室外)地线汇流铜排。接地配线是指连接设备到地线汇流排的导线。(9) 工作地(电源地) (DC power earth)直流电源相对于大地为0V的电路部分,它是构成直流电源的一部分。工作地一般通过接地总汇集线下地。(10) 保护地 (protective earth(PE))设备的外壳及其连接到接地分汇集线的地线,以及三相五线制交流电源系统中的保护地线。(11) 防雷地 (lightning protection earth)为防直击雷而在建筑物上
12、安装的各种接闪器连接至接地网的地线。(12) 联合接地 (common bonding network)通信局(站)的所有设备的工作地、保护地及建筑物的防雷地在地下共用同一地网的接地方式。(13) 浪涌保护器 (surge protective devices (SPD))在通信局(站)用于各类通信系统对各种雷电电流、操作过电压等进行保护的器件。(14) 中心机房 (center telecommunication building)国际电信局、汇接局、万门以上程控局、2000路以上长话局、移动交换局等县局以上通信机房均属于中心机房。(15) 远端机房(terminal telecommuni
13、cation building)非中心机房的室内通信机房,例如仅有简单保护措施的本地远端局站或无保护措施的商业区写字楼内、办公室内,用户室内和街道等。县局以下、接入网远端机房、移动基站、交换机远端模块等小型通信局站属于远端机房。(16) 室外通信设备 (outdoor telecommunication equipment)安装在室外的通信设备,如安装在楼顶或铁塔上的基站、直放站、塔放、室外避雷器、射频拉远设备等。(17) 标称放电电流通过SPD具有8/20波形的电流峰值,用于I级试验的SPD分级以及I级、II级试验的SPD的预处理试验。试验等级标准应该参见YD1235(18) 最大放电电流按
14、8/20us波形试验,其测试属于II级分类试验。经过动作负载试验能承受的一次最大放电电流。1.3 总则(1) 设备在设备系统中的位置工程设计应明确设备在设备系统中的位置,包括物理位置、在电源网络、防雷网络和地线网络中的位置,并标明互连关系。(2) 直击雷防护设备或设备系统应在外部防雷系统的保护范围内,不受直击雷的危害。(3) 防雷措施分级设备系统的边界处为初级防雷,通信设备对外端口为末级防雷,中间为次级防雷。防雷分级详情请参见附录A。(4) 防雷网络设计确定设备系统初级防雷的等级,确定次级防雷的等级和位置,确定各级防雷的参数,使通信设备处于最好的被保护状态,这就是防雷网络设计。(5) 等电位连
15、接要求如果互连设备的互连接口没有防浪涌等级,则设备的工作地必须实现等电位连接。如果有互连关系的设备不能实现等电位连接,则设备的互连端口必须设计必要的防浪涌等级。(6) 均压等电位原则有互连关系的设备应处于接地网络的等电位面上,如果不在等电位面上,则应在互连端口上加浪涌防护,防护的等级应与两个等电位面的瞬时电位差相适应。(7) 浪涌保护器的选则浪涌保护器,应选用经过信息产业部认可的防雷产品质量检测部门测试合格的产品。(8) 接地网络的设计接地网络要尽可能抑制地电位反击。如果地电位反击会造成危害影响,则要尽可能实现等电位连接。(9) 泄放电流的路径各级防雷器泄放电流的大小是不同的,越大的泄放电流越
16、要尽快入地。各级泄放电流的大小、路径及可能导致的地电位升都要经过设计、禁止较大的泄放电流进入较小的泄放路径。(10) 电源网络的设计设备和设备系统的电源应符合工程设计的要求,否则应采取措施比如加装稳压器、滤波器或UPS等等。(11) 防雷系统的维护和检查应定期检查防雷体系的完整性,在每年雷雨季节前(如3月底)和雷雨季节后(如10月底)应各进行一次检查。检查项目包括:各地线连接处的搭接性能(连接点是否有松动、锈蚀,搭接阻抗是否增大);外置防雷箱是否有损坏或性能下降;设备内置的防雷模块是否有损坏或性能下降。搭接性能下降的要进行修复,防雷箱或防雷模块有损坏或性能下降的必须及时进行更换。(12) 各地
17、年平均雷暴日数,应根据当地气象台、站资料确定。也可参阅附录B。第2章 基本要求2.1 联合接地1. TD-SCDMA系统接地需要采用联合接地方式,即设备的交流工作地、直流工作地、保护地、防静电接地、防雷接地等共用一个地网。 如图 2.11所示:图 2.11 联合接地示意图2. 典型的移动通讯基站地网组成如图 2.12所示。图 2.12 典型移动通信基站地网组成3. 地网应在适当位置留出测试端,方便检测接地电阻。接地引入线的出土部位应有防机械损伤的措施,如采用钢管包覆或其它机械加强方式。并有相应的防腐防锈措施,如涂防锈漆或沥青等。保护钢管如图 2.13所示:图 2.13 采用钢管保护引下线4.
18、移动基站所在地区土壤电阻率低于700m时,基站地网的工频接地电阻应控制在10以内;当基站所在土壤电阻率大于700m时,可不对基站的工频接地电阻予以限制,但此时地网的等效半径应20m,并在地网四角敷设2030m的辐射型水平接地体。5. 典型的接地系统如图 2.14所示图 2.14 三维接地系统图示意图2.2 供电系统2.2.1 变压器地网1. 当电力变压器设置在机房内时,其地网可合用机房及铁塔地网组成的地网;2. 当电力变压器设置在机房外,且距机房地网边缘30米以内时,变压器地网与机房地网或与铁塔地网之间,应每间隔3-5米相互焊接连通(至少有两处连通),以相互组成一个周边封闭的地网。距地网边缘大
19、于30m时,可不与电网连通。2.2.2 市电供电1. 供电线路宜采用埋地敷设,不宜长距离架空走线,如图 2.21所示:图 2.21 供电线路不宜长距离架空走线2. 高压电力电缆入局时,埋地长度应大于200m;低压电力电缆入局时,埋地长度应大于15m(高压电力电缆已做埋地处理时,低压电缆的埋地长度可不做限制)。当埋地引入有困难时,应适当增加电源系统第一级过电压保护设备的防护等级。3. 具有金属护套或屏蔽层的电缆入局时,应将金属护套接地。可利用配线箱内部的接线卡进行接地处理,严禁悬空浮地。4. 无金属外护套的电缆宜穿管埋地引入,钢管两端做好接地处理。5. 移动基站电源SPD最大通流容量指标的选取参
20、照YD5098-2005,表9.3.6执行。6. 交流电的4线(L1、L2、L3和N)都要有相应的防雷措施。TT供电方式下,电源防雷器采用3+1安装方式,即采用3个限压型避雷器装在L与N之间,1个间隙型避雷器装在N与PE之间,如图 2.22所示:图 2.22 TT电源系统的3+1避雷模式7. 交流电源柜配备C级防雷器,推荐不小于40kA。2.3 等电位连接1. 设备互连时,需要采用等电位连接。2. 等电位连接方式可采用常态等电位连接(如采用均压环),或瞬态等电位连接(采用SPD)。图 2.31 常态等电位连接2.4 设备保护地线1. 保护地线采用多股铜线时,应用整段线料,多余长度应裁剪,不得盘
21、绕。2. 室外接地线尽量采用40mm4mm镀锌扁钢,以便于防鼠、防盗及降低导体自身感抗,导体电感计算请参见附录C。3. 除有意设计的机架间等电位连接以外,机架间的保护地线不得串接,如图 2.41所示。图 2.41 等电位连接4. 室内接地排上的一个接地螺栓只能接一根保护地线,防止大的冲击电流流过时,接头松动,并且便于施工及维护方便。5. 设备保护地线应直接接地,中间不应加装熔断器或开关。6. 室外地排与室内地排应分别接入地网,不可串联。7. 所有接地汇集线在满足工程设计的基础上,尽量选择最短的接地路径,以降低地电位抬升。8. 线缆与铜排连接时,需将铜排表面打磨以去除氧化层。并涂抹黄油进行防腐防
22、锈处理,如图 2.42所示:图 2.42 接地铜排处的防腐处理2.5 布线要求1. 通信机房内部通信设备的信号线应与交流电源线、天馈线分开布线,并行时需保持10cm以上的距离,信号线与直流线如有条件最好分开走线。大型通信设备内部的布线也应如此处理,并分类捆扎,严禁盘成圆环随意放置。2. 交流办公及照明线路,宜与通信设备布线分开布放,以便于日后检修维护,如图 2.51所示:图 2.51 照明线路与通信线缆分开走线3. 通信设备间的室内信号电缆应尽量布置于大楼中间位置,垂直布线时应尽量远离大楼立柱特别是大楼四角的立柱(最好相距在5m以上)。该信号电缆宜用全密封式的金属电缆槽管进行屏蔽,金属管槽两端
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