通信基站防雷 | GFW40米四角拉线避雷塔

通信基站作为信息传输的核心节点，其防雷设计需兼顾直击雷防护、感应雷抑制、接地系统优化及结构安全冗余。采用 40 米 GFW 四角拉线避雷塔时，需结合通信基站的高敏感性、设备分散性及复杂地理环境，构建全维度防护体系，具体设计要点如下：

一、直击雷防护范围精准计算与塔位优化

1. 保护范围验算（滚球法 + 地形修正）

防雷类别定位：通信基站通常属于第二类防雷建筑物（滚球半径 45 米），

地形修正：山区基站需采用三维建模软件（如 LPS）模拟地形对雷电通道的影响，在山顶、垭口等易击点加密布置避雷塔，消除绕击盲区。

2. 塔位选择原则

距离约束：

保护覆盖：塔基距最远设备≤44.7 米，且需覆盖天馈线路径（避免线路暴露）。

安全距离：避雷塔与机房、铁塔的水平距离≥5 米（空气距离），接地体与其他接地系统地中距离≥7 米

环境规避：避开易积水洼地（防止接地体腐蚀）、断层带（避免地震损坏），且塔身不得位于基站的泄爆方向（防止倒塌冲击设备）。

二、接地系统设计（高土壤电阻率区域的优化方案）

1. 接地电阻要求

直击雷接地：避雷塔接地电阻需≤10Ω（GB 50057 要求），建议通过多极接地优化至≤5Ω（降低跨步电压风险）。

设备接地：机房、铁塔等设备接地电阻≤4Ω，与避雷塔接地系统地中距离≥7 米，禁止共用。

2. 接地体布置与降阻措施

复合接地网设计：

水平接地体：采用 50×5mm 热镀锌扁钢，围绕塔基形成闭合环（埋深≥0.8 米），环内均匀设置 4 根 L50×5×2500mm 镀锌角钢垂直接地极（间距 5 米）。

外延接地体：从环网向外辐射 4 条水平扁钢（长 30~50 米），形成网格尺寸≤5m×5m 的接地网，降低土壤电阻率影响。

防腐强化：接地体采用锌包钢材料（锌层厚度≥3mm），兼具阴极保护与接地功能，每 2 年开挖检查腐蚀情况。

三、感应雷与电磁脉冲防护（通信设备的核心需求）

1. 天馈线系统防雷

馈线屏蔽与接地：

馈线全程穿镀锌钢管屏蔽（钢管两端接地），在塔顶、馈线转弯处及机房入口处分别接地（间距≤60 米），接地导线采用≥10mm² 多股铜线。

馈线与设备连接处安装天馈信号防雷器（如 RJ45 接口 SPD，Uc≥线路工作电压，Up≤10V），响应时间≤1ns。

2. 电源与信号系统分级防护

电磁屏蔽：

机房采用 6mm 厚钢板构建 “法拉第笼”，屏蔽效能≥60dB，门窗安装金属丝网（目数≥100 目）。

进入机房的电缆全程穿金属管，金属管与屏蔽体焊接（每隔 5m 连接一次）。

四、塔身结构安全与维护要求

1. 抗风抗震设计

抗风等级：按当地 50 年一遇最大风速设计（≥35m/s），塔身采用 Q355B 钢材（屈服强度≥355MPa），主构件截面惯性矩≥1.5×10⁶mm⁴，可抵御 12 级台风。

抗震设防：按 7 度设防烈度验算（0.15g 加速度），基础采用桩基础（桩长≥8 米），地脚螺栓抗拉强度≥400MPa。

2. 定期检测清单

季度检查：塔身垂直度（偏差≤1/1000）、拉线张力（符合设计值 ±5%）、防腐层完整性（锌层厚度≥85μm）。

半年检测：接地电阻（避雷塔≤5Ω，设备接地≤4Ω）、SPD 漏电流（≤30μA）、等电位连接电阻（≤0.03Ω）。

年度校验：使用红外热成像仪检测接闪器温升（异常温升≤20℃），校验 SPD 残压（符合标称值 ±10%）。

五、规范依据

直击雷防护：GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》

通信局站：GB 50689-2011《通信局站防雷与接地工程设计规范》

材料与工艺：GB/T 13912-2020《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层》

检测标准：GB/T 33676-2017《通信局 (站) 防雷装置检测技术规范》

40 米 GFW 四角拉线避雷塔可作为通信基站直击雷防护的核心装置，但其有效性依赖于精准的保护范围计算、高阻区域接地优化、全维度感应雷防护及结构安全冗余设计。建议由具备通信行业防雷专项资质的单位，结合基站分布、土壤特性及雷电活动特征进行专项设计，并通过三维建模验证和模拟雷击试验确保方案可靠性。施工完成后需经气象部门检测验收，并建立全生命周期维护档案，实现 “防护 - 监测 - 维护” 闭环管理，最大限度降低雷击风险。