通信基站是移动通信网络的核心基础设施，其可靠性直接决定网络覆盖质量与业务连续性。雷击浪涌作为基站面临的主要电磁干扰之一，可通过电源、信号端口侵入设备，引发硬件损坏、通信中断等故障。在可靠性增长试验中，雷击浪涌抗扰度测试是识别设备薄弱环节、推动设计优化的关键手段，并非单纯验证“是否合格”，而是通过系统性测试提升基站长期稳定运行能力。

雷击浪涌对通信基站的影响机制

雷击浪涌的来源分为直接雷击与感应雷击两类：直接雷击是雷电击中基站铁塔、天馈线等导体，产生的数千安培电流通过接地系统扩散，引发地电位升高；感应雷击则是雷电放电时的电磁场变化，在基站电源线路、信号电缆上感应出高电压浪涌（通常为数千伏）。两种形式的浪涌均可能突破设备端口的耐受极限，造成损害。

浪涌的伤害路径主要集中在三个端口：

一、电源端口，市电线路中的浪涌可通过相线、零线或地线侵入开关电源、整流器，导致电源模块烧毁。

二、信号端口，如传输电缆、监控接口中的浪涌，可能干扰基带处理单元的逻辑信号，引发误码或死机。

三、射频端口，天馈线感应的浪涌可能损坏低噪声放大器（LNA）或射频前端模块，导致信号接收灵敏度下降。

例如，某基站曾因附近建筑物雷击，感应浪涌沿市电线路侵入，导致3台开关电源整流模块烧毁，造成该区域2小时通信中断。此类案例表明，浪涌危害并非“偶发”，而是基站可靠性的潜在隐患，需通过测试提前识别。

可靠性增长试验中雷击浪涌测试的核心目标

常规雷击浪涌测试以“符合标准”为目标，施加GB/T 17626.5规定的浪涌等级（如2kV、4kV），判断设备是否出现功能异常（如A类“无影响”、B类“暂时影响”）。但可靠性增长试验的核心是“暴露薄弱点”——通过提升浪涌强度（如从4kV增至6kV）、增加施加次数（如从10次增至100次），或模拟复杂场景（如不同极性、多端口同时施加），找出设备设计中的隐患，如保护器件选型不足、接地系统缺陷。

例如，某基站设备在常规4kV浪涌测试中无异常，但在可靠性增长试验中施加5kV浪涌时，传输端口的瞬态抑制二极管（TVS）钳位电压达到12V（超过芯片耐受的10V），导致基带板出现误码。若未通过该测试识别此问题，设备在极端雷暴天气中可能引发批量故障。

此外，可靠性增长试验还需关注“累积效应”：多次浪涌冲击会导致保护器件性能退化（如压敏电阻漏电流增大），即使单次测试通过，长期运行仍可能失效。因此测试需模拟设备生命周期内的浪涌次数（如500次），评估保护系统的耐久性。

测试的标准依据与环境搭建要点

雷击浪涌抗扰度测试的核心标准为IEC 61000-4-5（国际）与GB/T 17626.5（国内），两者对浪涌波形（1.2/50μs电压浪涌、8/20μs电流浪涌）、测试配置（耦合/去耦网络CDN）、判断准则均有明确规定。测试前需确认设备的测试等级（如电源端口4kV、信号端口2kV），符合基站实际运行场景。

环境搭建的关键是模拟实际电磁环境，需注意三点：

一、CDN的选择——电源端口用三相CDN，信号端口用串行CDN，射频端口用射频耦合器，确保浪涌正确耦合至目标端口，同时隔离测试系统与浪涌干扰。

二、浪涌发生器校准——用示波器验证浪涌峰值、上升时间、持续时间符合标准，避免设备误差导致测试结果偏差。

三、接地设计——测试环境接地电阻≤4Ω，设备接地、测试系统接地、保护接地分开，防止地电位差引入额外干扰。

例如，测试基站电源端口时，需将CDN串联在市电与设备之间，浪涌发生器输出端接CDN的浪涌输入口，模拟市电线路中的浪涌场景；测试射频端口时，需使用射频耦合器将浪涌耦合至天馈线，避免直接施加浪涌损坏LNA。

测试实施的关键流程与参数控制

测试前需进行24小时老化预处理：将基站设备置于正常工作状态（如接入电源、开启传输链路），监测电源输出电压、传输误码率等参数，确保设备稳定运行，避免初始故障影响测试结果。

浪涌施加需遵循“逐步提升、严格记录”原则：

一、浪涌等级从低到高（如0.5kV→1kV→2kV→…→6kV），每级施加10次正极性、10次负极性浪涌。

二、施加顺序从非敏感端口到敏感端口（如先电源端口，再信号端口，最后射频端口），避免敏感端口提前损坏。

三、间隔时间≥1分钟，确保设备恢复正常状态，避免累积效应误判。

测试中的监测需覆盖三个维度：

一、浪涌波形监测，用示波器实时记录浪涌的峰值、上升时间，确保符合测试等级。

二、设备状态监测，通过网管系统或串口监测电源电压、传输误码率、告警信息，判断是否出现功能异常。

三、器件参数监测，测试后拆解设备，检查压敏电阻、TVS管的漏电流、钳位电压，评估其性能变化。

例如，施加4kV浪涌时，若发现电源端口的压敏电阻漏电流从0.1μA增至5μA，说明该器件已出现退化，需作为薄弱点记录。

测试中的常见问题及应对策略

问题1：误触发保护——浪涌施加时，设备的过压保护（OVP）或过流保护（OCP）误动作，导致设备关机，但浪涌未超过设计极限。应对方法：调整保护阈值，如将OVP阈值从500V提高至550V，同时更换更高钳位能力的TVS管，确保保护电路仅在真正过压时触发。

问题2：端口损坏——施加浪涌后，传输端口无法通信，拆解发现TVS管烧毁。应对策略：优化端口保护设计，采用“两级保护”方案——前级用压敏电阻（吸收大能量浪涌），后级用TVS管（钳位精确电压），分摊浪涌能量，避免单个器件过载。

问题3：功能异常但无硬件损坏——浪涌施加后，传输误码率从1×10^-9升至1×10^-6，重启后恢复正常。应对方法：增加信号线路的滤波措施，如在传输端口串联磁珠、并联共模电感，抑制高频浪涌干扰，降低误码率。

问题4：地电位差过大——测试中发现设备接地与测试系统接地之间的电位差超过10V，导致信号端口共模电压升高。应对策略：优化接地系统，增加接地母线截面积（如从25mm²改为50mm²），并在基站铁塔与设备接地之间增加等电位连接带，降低地电位差。

测试结果与基站可靠性增长的关联

测试结果的核心价值是“驱动改进”，需通过“识别薄弱点→制定方案→验证改进”的闭环流程，提升可靠性。例如：

案例1：测试发现某基站电源端口压敏电阻漏电流过大（10μA），优化方案为更换低漏电流压敏电阻（漏电流≤1μA）。复测时施加5kV浪涌100次，漏电流仍保持在0.5μA以下，说明改进有效。

案例2：测试发现传输端口TVS管钳位电压超过芯片耐受值（12V＞10V），优化方案为更换更高额定电压的TVS管（钳位电压≤9V）。复测时施加5kV浪涌，基带板误码率从1×10^-5降至1×10^-9，达到设计要求。

案例3：测试发现接地系统地电位差达15V，优化方案为增加接地母线截面积至50mm²，并设置等电位连接带。复测时地电位差降至2V以下，信号端口误码率恢复正常。

需注意的是，改进后的设备需再次进行全流程测试，确保优化措施未引入新问题。例如，更换低漏电流压敏电阻后，需验证其浪涌吸收能力是否符合要求，避免抗扰度下降。