8.1 基站安装概述
1.基站选址的8个原则
(1)选址应满足通信网络规划要求;
(2)基站建设场地应平坦,且基站及机房附近无高大建筑物或者山体、树木的阻挡;
(3)工程地质良好,建设位置应该避开地质断层、古河道以及有可能发生塌方、滑坡的地段;
(4)选址应该选择安全的环境,避爆的场所和粉尘及有害气体的污染源;
(5)若基站在机场航道附近建设时,特别要注意铁塔限高;
(6)基站及机房应尽量远离各种无线干扰源、震动源、污染源等;
(7)机房选址应该避开低洼地,防止雨水淹灌造成不必要的损失;
(8)选址尽量不选在中小学校院里,避免儿童攀援铁塔。
2.基站铁塔形式的选择
基站是否需要建设铁塔,取决于移动通信天线的挂高,当基站所在的建筑物满足挂高要求时,可利用屋顶设置大线抱杆,无须建设铁塔。
基站铁塔因结构形式不同,可分为自立塔、拉线塔(桅杆);基站铁塔因所建地点不同,有地面塔、屋顶塔之别。
地面塔通常采用的塔型有角钢塔、钢管塔(四柱或三柱)、钢独管塔、拉线塔(桅杆),如图8-1所示。角钢塔是最普遍的塔型,它制作安装简便,经济适用,是铁塔建设的首选。钢管四柱(或三柱)塔因其根开可以做得很小(2 m左右),适用于狭窄场地或距建筑物较近的情况,但造价高于角钢塔。独管塔多用于城市风景区或其他要求美观的场所,因为独管塔馈线引下和人员攀登都不方便。加之造价较高,仅用于特殊要求的环境。拉线塔的优点是用钢量小,但占地面积大,是否经济应综合考虑;另外拉线塔易受外力破坏,一旦拉线受损即造成倒塔;拉线塔受风力作用还会发生摆动和水平扭动,若是采用微波传输的基站,选择拉线塔时要慎重。
屋顶塔如图8-2所示,一般采用角钢塔较多,塔的设置有两种情况,一是建筑物设计时已考虑了铁塔的荷载并设置了预埋件(如电信机房楼顶),二是在旧建筑物上加建铁塔。第二种情况要对原建筑进行重新验算,对建筑结构进行简单的改造,增设铁塔的锚固措施;铁塔的根开往往不等,塔高也受限制,还要认真修复因施工受到破坏的屋面防水层,设计时应格外慎重。当天线挂高比建筑屋面高出不多时(10 m左右),可采用简易的屋面铁架方式,在建筑的梁(墙)处浇筑混凝土墩作为配重(计算混凝土重量足以抵抗铁架倾覆力),铁架固定于混凝土墩,可不必破坏屋面防水层,此方式造价低,施工简便。也可采用拉线方式固定屋面铁架,不做混凝土墩配重,但拉线的锚固点一定要慎重处理。

图8-1 地面塔示意图
(从左至右分别是:钢独管塔、拉线塔、角钢塔、钢管塔)

图8-2 屋顶塔示意图
3.机房形式的选择
移动基站机房如图8-3所示,一般安装有BTS、电力设备、蓄电池和传输设备等。对于容量大的BTS,各种设备要分别安装于各自的机房内,对于容量不大的BTS,可将以上设备安装在同一机房内,以减少建筑面积和便于维护管理,但是必须采用免维护蓄电池。BTS多位于建筑物顶层,机房面积一般都小,所以机房的结构、空调通风、供电、照明和消防等的工程设计一般比较紧凑。
基站机房有两种情况:新建机房、利旧机房(或租用机房)。
新建机房面积一般为20 m2左右,市区容量大的机房可适当加大。按其与铁塔的相对位置可分为塔侧机房、塔下机房。塔下机房是将机房建在根开较大的铁塔下,因为与铁塔坐落在同一基础上,机房自重可平衡部分铁塔的倾覆力,铁塔基础可以做得较小,从而节省投资,另外还具有占地面积小、馈线较短、不需设置室外走线架等优点,应优先采用。在铁塔根开较小时,采用塔侧机房,缩小机房与铁塔间距有利于节省土地、缩短走线架和馈线长度,但机房基础应避免建在铁塔基坑的回填土上。

图8-3 移动机房示意图
利旧机房或租用机房一般采用屋顶抱杆,屋顶铁架或屋顶塔安装天线,如建筑高度不够则需建地面塔,建塔时应注意铁塔基础开挖不能影响临近建筑的安全。租用机房一般为民用建筑,如楼面承载力不足,还要对原房屋进行加固。
还有一种新建机房形式是夹心复合板房,采用成品夹心复合板(彩色镀锌钢板与聚苯乙烯制成)装配成基站机房,优点是工期短,缺点是寿命短(一般15年左右)。
4.基站用地面积
根据各地情况的不同,基站一般采用征用或租用土地两种形式,以塔高50~60 m为例,用地范围大约为:角钢塔+塔下机房13 m×13 m(若采用桩基础,10 m×10 m即可满足);角钢塔+塔侧机房13 m×18 m;钢管四柱塔+塔侧机房7 m×16 m。
租用机房需建地面塔时,所需场地仅为铁塔基础(含基坑开挖放坡)占地:角钢塔13 m×13 m,钢管四柱塔6 m×6 m,独管塔5 m×5 m。拉线塔用地为边长85 m的等边三角形,用地很不经济。
确定用地范围时应注意,铁塔一定要与附近建筑留出安全距离。
5.新建基站机房的设计优化
为了使基站具有良好的信号覆盖,长期稳定地运行,首先要考虑的问题是机房的选址问题。选址时要考虑到以下条件:
①机房的位置应该在靠近基站收发信机安放位置处,可以使用原有房间或者新建房间;
②机房应该靠近电梯、楼梯或者通道,方便搬运设备;
③机房应该避免设在有强震动源、强噪声源等的地方;
④机房应该尽量远离有害气体源、易燃易爆物及化学物品等。
基站机房多为无人值守机房,除满足设备安装外,还应满足防盗、防水、防潮、防震、防雷击等要求。
(1)机房平面形式:机房一般为正方形或长方形平面,在面积相同的情况下,长方形平面更有利于基站设备的布置。当机房位于塔下时,要注意与铁塔的空间关系。
(2)机房最低高度指梁下或风管下的净高度,要求机房最低高度以不低于3 m为宜,以便于走线架的安装和电缆、馈线管的铺设。机房室内外高差为0.3~0.45 m,地势低洼时应适当提高。
(3)机房间为外开防盗门,防盗门宽1 m,高2.1 m,门上应该设置雨篷。机房馈线窗下沿距室内地面2.3 m,馈线窗平面位置与基站通信设备机列的轴线对齐。除馈线窗外,机房不设其他窗户;要求门和窗必须加防尘橡胶条密封。对于处于阳光直射的窗户,窗户应贴反光纸或采用有色玻璃窗,在光照满足要求情况下可考虑将窗户做封堵处理。
(4)机房采用现浇钢筋混凝土屋盖,应做好保温和防水;机房的地板承重应大于400 kg/m2,考虑到机房内同时还安放有免维护蓄电池,如采用500 Ah以下的蓄电池时,要求楼板承重应大于450 kg/m2,采用800 Ah以上的蓄电池时,蓄电池地面负荷要大于600 kg/m2。过道、楼梯的负荷标准为400 kg/m2,超载系数为1.4。机房以外的地方不低于300kg/m2。
(5)机房室内装饰作法为水泥砂浆墙面、水泥砂浆防潮地面,大棚可不做面层;墙面和天棚也可不刷涂料。机房外墙面可设计为清水墙、水刷石、水泥砂浆抹面等,内外装饰一律从简。若要刷涂料,则应选择不易起尘埃、不易吸附尘埃的涂料,可以选择防火乳胶漆等。
(6)基站机房采用能自动启闭的分体式商用空调,室外机可挂于外墙或置于屋顶。
(7)在通信设备机列前后的天棚上各设白帜灯一盏,用于机房照明,光照度不能低于200 Lx,同时还应该设置应急照明设施,安装位置应在方便触摸的墙面上。
(8)不同的两面墙上应该各设置1个单向电源插座,用于设备安装和维护。
(9)机房内设有接地铜排,与铁塔,机房综合接地系统连接。
(10)有的基站应该设置远程控制系统,对基站的设备、电源、空调、消防、安保、门禁等实施远程监控。
(11)基站机房的定位原则:机房的门宜朝南或朝向开阔地。塔下机房的馈线窗应与铁塔爬梯在同一侧。塔侧机房的馈线窗应面对铁塔的爬梯,机房与铁塔间距应尽量接近。
6.利旧机房和租用机房的设计优化
(1)利旧机房是在原有的通信机房内设置基站,楼面荷载大都能满足要求,应重点解决好馈线引入问题。
(2)租用机房情况比较复杂。所租房屋大小不同、楼层高度不同、建筑结构各异、分布位置也千差万别。一般民用建筑的楼面荷载不能满足基站设备的要求,通常要采取加固措施。首先要对原有结构进行验算,加固设计要因地制宜。要想将租用房屋的楼面承载能力加固到满足通信机房要求的6 000 N/m2是不现实的,且不说梁、板、柱的全面加固造价高、工期长、施工复杂,仅仅因机房相邻及楼下的房间系其他单位使用,也使加固施工难以进行。优化方案是在通信设备机列下进行局部加固,将设备用型钢支撑于房间两侧的梁或承重墙上,架空于楼板之上,因此不必对楼板进行加固。由于一般基站设备不太多,按照设备的实际荷载进行结构验算,大多数房屋的承重墙、梁、柱不必加固即能承载型钢传来的设备重量(如验算不能满足承载要求,应当采取加固措施)。此种加固方式造价低、工期短、施工简便。
(3)利旧机房或租用机房采用走线架上走线方式,不设架空地板,也无须做装饰装修,移动机房走线架如图8-4所示。

图8-4 移动机房走线架示意图
(4)租用机房一般要靠近外墙,便于馈线引入。同时应封堵原有外窗,有利于保温、防晒、防尘、防水,房门应改为外开防盗门。
7.室外走线架
天线的馈线通过固定于爬梯的馈线支架,自铁塔上部垂直引下,再通过室外走线架水平引入基站机房。
(1)上人走线架(桥架):走线架距地面高度大于4 m时采用,走线架宽500~600 mm,设计时应考虑馈线重量和两个人的工作荷载,并设高1.2 m的护栏,将馈线固定在护栏上。
(2)不上人走线架:走线架距地面高度小于4 m时采用,宽度同上,工作人员使用梯子布线,馈线固定在走线架上,不必设护栏。单层基站机房应采用不上人走线架。
(3)走线架两端分别固定在铁塔爬梯和机房外墙的支架上。外墙支架位于馈线窗下;为防止雨水流向机房,走线架以大于1%的坡度向外倾斜。
(4)走线架为型钢制作,型材规格通过计算确定;宜采用与铁塔同规格的型材,以便充分利用铁塔的下脚料;走线架采用热镀锌防腐。
(5)走线架跨度不宜太大,当跨度大于8 m时,宜增设钢支柱或从铁塔上加设斜拉线,以缩小走线架的跨度,达到节省钢材的目的。
(6)利旧机房或租用机房的移动通信天线很多是设在屋顶上,因此要设置屋顶的水平走线架和沿外墙而下的竖向走线架。屋顶水平走线架一般架空于屋面或固定于女儿墙上,路由尽量简短,以节省钢材和馈线。竖向走线架要考虑上人荷载,与梁或实心砖墙要有可靠锚固。因事关人身安全,竖向走线架不应锚固于轻质墙上。
8.机房供电设计
一般来说,BTS可以使用交流电和直流电作为其供电方式,但是建议最好使用可靠且稳定的市电作为主要交流电源。
(1)市电交流电压的参数为:频率45~65 Hz,单相150~280 V(AC),线电压波形畸变率≤5%。
(2)机房直流电系统由控制盘、蓄电池组、整流器和直流配电等组成。蓄电池组应具有储能、稳压、防浪涌等作用。整流器,其输出电压应能满足蓄电池组的要求,功率因数应在0.8以上,能自然冷却。
(3)移动通信基站的交流供电系统应采用三相五线制供电方式。
(4)移动通信基站宜设置专用电力变压器,电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入移动通信基站,电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。
(5)当电力变压器设在站外时,对于地处年雷暴日大于20天,大地电阻率大于100Ω/m的暴露地区的架空高压电力线路,宜在其上方架设避雷线,其长度不宜小于500 m。电力线应在避雷线的25°保护范围内,避雷线(除终端杆处)应每杆作一次接地。为确保安全,宜在避雷线终端杆的前一杆上,增装一组氧化锌避雷器。
若已建站的架空高压电力线路防雷改造采用避雷线有困难时,可在架空高压电力线路终端杆前第一、第三或第二、第四杆上各增设一组氧化锌避雷器,同时在第三杆或第四杆上增设一组高压保险丝。
(6)当电力变压器设在站内时,其高压电力线应采用电力电缆从地下进站,电缆长度不宜小于200 m,电力电缆与架空电力线连接处,三根相线应加装氧化锌避雷器,电缆两端金属外护层应就近接地。
(7)移动通信基站交流电力变压器高压侧的三根相线,应分别就近对地加装氧化锌避雷器,电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器,变压器的机壳、低压侧的交流零线,以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层,应就近接地,出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器。
(8)进入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房,其长度不宜小于50 m(当变压器高压侧已采用电力电缆时,低压侧电力电缆长度不限)。电力电缆在进入机房交流屏处应加装避雷器,从屏内引出的零线不作重复接地。
(9)移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分,避雷器的接地端,均应作保接接地,严禁作接零保护。