通信局(站)接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)是越小越好,接地電阻越小,對于經(jīng)接地系統(tǒng)快速泄入大地的電荷或電流就越有利,尤其是在各類通信局(站)均必須采用聯(lián)合接地方式的情況下。所以,在通信接地系統(tǒng)中,往往把接地電阻值的大小,作為衡量接地系統(tǒng)效果優(yōu)劣的指標(biāo)。然而,在我國相關(guān)通信局(站)防雷與接地工程建設(shè)規(guī)范中,對綜合通信大樓和移動通信基站的接地電阻值,從開始的有具體指標(biāo)要求,逐步到未提出具體要求,或放寬要求,甚至特殊情況下可不做限制。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是依據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件有其正當(dāng)理由的。
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關(guān)于通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范,在早期是我國的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分通信專業(yè)分別制定的,到后來統(tǒng)一整合為YD 5098-2005《通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,再后來的2011年升格為國家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)GB 50689-2011《通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》。在這些工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中,對綜合通信大樓和移動通信基站接地電阻值均有專門的規(guī)定,并有專門的條文說明。基本情況如下:
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一、通信綜合大樓的接地電阻值
1、YDJ 26-1989的規(guī)定與說明
在1989年,當(dāng)時(shí)的郵電部發(fā)布的第1個(gè)有關(guān)通信局(站)接地設(shè)計(jì)規(guī)范,即YDJ 26-1989《通信局(站)接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(綜合樓部分)中,對于綜合通信大樓的接地電阻值的要求是:綜合通信大樓的接地電阻值不宜大于1Ω,當(dāng)樓內(nèi)通信設(shè)備有更高要求時(shí),或鄰近有強(qiáng)電磁場干擾,而對接地電阻提出更高要求時(shí),應(yīng)取其中的最小值作為設(shè)計(jì)依據(jù)。之所以取值1Ω,YDJ 26-1989給出了如下表1-1的4條理由說明。
表1-1:YDJ 26-1989綜合通信大樓接地電阻值規(guī)定的理由說明
2、YD 5098-2005的規(guī)定與說明
YD 5098-2005是對YDJ 26-1989的修訂,然而在YD 5098-2005標(biāo)準(zhǔn)中,卻未對綜合通信大樓的接地電阻值提出具體指標(biāo)規(guī)定,這樣修訂的主要理由是:
第一、由于城市環(huán)境所限,很多局(站)無法嚴(yán)格按照規(guī)定的測試方法,進(jìn)行接地電阻的測量。因此,測得的接地電阻偏差較大。
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第二、從目前通信局(站)地網(wǎng)的檢測情況看,絕大多數(shù)綜合樓的接地電阻值都小于原規(guī)定的1Ω。
第三、原郵電部標(biāo)準(zhǔn)交換設(shè)備允許的接地電阻值是沿用前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)資料介紹,前蘇聯(lián)對交換設(shè)備接地電阻值的規(guī)定是按照局間中繼線的要求計(jì)算出來的,計(jì)算中又有很多未定因素和人為取值。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,模擬技術(shù)的交換系統(tǒng)已經(jīng)被數(shù)字交換系統(tǒng)代替,原有局間金屬實(shí)線連接已經(jīng)被光纜所代替,因此由接地電阻大小引起的問題已經(jīng)不突出了。
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第四、早在1972年,原CCITT(ITU的前身)的接地手冊中,已經(jīng)對多國交換局的允許接地電阻值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)的8個(gè)西方國家接地電阻允許值在0.5~10Ω。
第五、各通信局(站)在日常維護(hù)中,為了解地網(wǎng)的運(yùn)行狀況,對接地電阻進(jìn)行定期測試時(shí),應(yīng)主要考察接地電阻值的變化情況。
3、GB 50689-2011的規(guī)定與說明
在通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范升格為國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50689-2011后,對通信綜合大樓的接地電阻值同樣未給出具體要求,其理由也給出了5點(diǎn)說明,與上述YD 5098-2005的5點(diǎn)說明稍有不同,理由更充分些,具體詳見下附件1。
附件1:GB 50689-2011對通信綜合大樓的接地電阻值規(guī)定的說明
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二、移動通信基站地網(wǎng)的接地電阻值的說明
1、YD 5068-1998的規(guī)定與說明
在原信產(chǎn)部于1998年發(fā)布的第1個(gè)版本關(guān)于移動通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范,即YD 5068-1998《移動通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》中,對其接地電阻值給出了明確的要求:移動通信基站地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)小于5Ω;對于年雷暴日小于20天的地區(qū),接地電阻值可小于10Ω。當(dāng)初的理由是參照了集群移動通信基站及維護(hù)規(guī)程有關(guān)接地電阻的規(guī)定。
2、YD 5098-2005的規(guī)定與說明
在2005年發(fā)布的YD 5098-2005后,整合了多個(gè)通信專業(yè)的防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范,即其中也取代了YD 5068-1998。此時(shí)的YD 5098-2005標(biāo)準(zhǔn)對移動通信基站地網(wǎng)的接地電阻值由原來的5Ω放寬到10Ω,且對少數(shù)大地電阻率很高(大于700Ω·m)的基站不限制工頻接地電阻值,但此時(shí)的地網(wǎng)等效半徑應(yīng)≥20m,并在地網(wǎng)四角敷設(shè)20m~30m輻射型水平接地體。YD 5098-2005對于其要求變化給出的理由說明是:
第一,隨著移動通信服務(wù)區(qū)不斷向郊區(qū)、山區(qū)及主要交通干線的延伸,基站所處地理環(huán)境也越來越惡劣,特別是石頭較多的山上,接地問題很難解決,成為困擾建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的難題。在一些地區(qū),投入運(yùn)行多年的站點(diǎn),雖然投入大量改造資金,但接地電阻值仍無法達(dá)到原設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,而不能移交運(yùn)維部門管理,長期由建設(shè)部門負(fù)責(zé)維護(hù)。
第二、由于山區(qū)基站的土質(zhì)較差,很多是碎石土壤、風(fēng)化巖或花崗巖石,有些表面土壤僅十幾至幾十厘米厚,甚至是光禿禿的巖石,土壤電阻率很高,要使基站的地網(wǎng)接地電阻做小是極為困難的。
第三、大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,并不是接地電阻越小,遭雷害的概率越小。基站雷害同接地電阻值并不是必然對應(yīng)的關(guān)系。目前基站設(shè)備受到雷擊損壞的主要原因是機(jī)房等電位連接不好和沒有適當(dāng)?shù)睦纂娺^電壓保護(hù)措施。具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)詳見下表2-2中。
表2-2:對移動基站遭雷擊的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
第四,為了徹底解決移動基站地網(wǎng)的接地電阻問題,標(biāo)準(zhǔn)研究人員和中國移動集團(tuán)公司廣東省分公司一起,采用“優(yōu)化地網(wǎng)面積”、“機(jī)房均壓等電位連接”和“有效過電壓保護(hù)”的綜合防雷方案,對約300個(gè)雷害頻繁的移動基站(大部分是山頂站)進(jìn)行了試點(diǎn)改造。經(jīng)過兩年多的實(shí)際運(yùn)行,防雷效果良好,所有完成改造的基站至今未出現(xiàn)新的雷害故障。
鑒于此,根據(jù)以上試點(diǎn)工程驗(yàn)證,結(jié)合各地基站的實(shí)際情況,并考慮到實(shí)際操作的便利性,標(biāo)準(zhǔn)將移動通信基站地網(wǎng)的工頻接地電阻要求由原來的5Ω放寬到10Ω,對少數(shù)大地電阻率很高(大于700Ω·m)的基站不限制工頻接地電阻值,而要求地網(wǎng)達(dá)到雷電最大有效沖擊半徑(20 m),并同時(shí)提高電源第一級過電壓保護(hù)和設(shè)備端口的保護(hù)水平,作為補(bǔ)償措施。以上規(guī)定完全可以滿足移動基站防雷和設(shè)備正常運(yùn)行的需要。
同理,標(biāo)準(zhǔn)對移動通信直放站、微波站(特別是高山站)、小型無線通信站等也做了基本如此的相同規(guī)定。
3、GB 50689-2011的規(guī)定與說明
在GB 50689-2011中,對于移動通信基站的接地電阻要求,給出了與上述YD 5098-2005的相類似的規(guī)定要求,但其中有幾個(gè)數(shù)值發(fā)生了變化:一是對于基站不限制工頻接地電阻值的地區(qū)土壤電阻率由大于700Ω·m變?yōu)榇笥?/span>1000Ω·m;二是地網(wǎng)等效半徑應(yīng)≥20m變?yōu)?/span>≥10m;三是敷設(shè)的輻射型水平接地體長度由20m~30m減小為10m~20m。
為此,在GB 50689-2011中給出詳盡的理由說明,其中包括:移動通信基站接地的現(xiàn)狀、移動通信基站接地的目的、基站地網(wǎng)的組成形式、基站地網(wǎng)大小及網(wǎng)格數(shù)與接地電阻的關(guān)系、地網(wǎng)與沖擊半徑及移動通信基站地網(wǎng)最佳面積大小、網(wǎng)格與均衡電壓接觸系數(shù)的關(guān)系、基站地網(wǎng)是否合格的判定依據(jù)等7個(gè)方面。該說明數(shù)據(jù)充分,內(nèi)容詳實(shí),分析到位。若要詳細(xì)了解的請查閱下附件2。
附件2:GB 50689-2011對移動通信基站接地電阻值規(guī)定的說明
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另外,在YD/T 2324《無線基站的防雷技術(shù)要求與測試方法》的附錄C《地網(wǎng)》中,也有對移動基站地網(wǎng)、接地電阻等的分析說明,說明的內(nèi)容與上述GB 50689的說明大同小異,略有不同,可供參考。
欲詳細(xì)了解YD/T 2324標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的請進(jìn)入。
三、結(jié)論
對于綜合通信大樓和移動通信基站接地電阻值規(guī)定,雖然標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中沒有具體數(shù)值指標(biāo)的要求,或不做其限制。但并不是不做要求,而是在其采用聯(lián)合接地方式情況下,以實(shí)際最大有效地網(wǎng)面積代替了對接地電阻值大小的要求。對于移動通信基站接地電阻值的規(guī)定,也適用于類似情況下的微波站、衛(wèi)星地球站及小型無線站。
上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的變化,是依據(jù)長期的工程建設(shè)實(shí)踐,和運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)而逐步得出的,也得益于通信系統(tǒng)和設(shè)備的技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步。
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