Типы башен связи: многогранные, решётчатые, мачты

Основные типы конструкций

• многогранная башня (моноопора): одна стойка из гнутых стальных секций с фланцевым или телескопическим соединением, фундамент под одну опору;
• решётчатая башня: пространственная конструкция из профиля (трёх- или четырёхгранная), широкая база;
• мачта: тонкая стойка (труба или решётка), часто с оттяжками; требует большой площади для крепления оттяжек.

Сравнение типов башен

Многогранные башни: особенности

Многогранные башни связи изготавливают из гнутых стальных секций длиной, как правило, не более 12 м, что удобно для транспортировки. Секции соединяют телескопически или фланцами. Стандартная комплектация: технологическая площадка, площадки отдыха через каждые 10 м с люком на замке, лестница с ограждением и антивандальный люк. Дополнительно устанавливают освещение, молниеприёмник и видеонаблюдение.

Монтаж возможен как крупными секциями наращиванием в вертикальном положении, так и целиком из горизонтального положения: это позволяет ставить башни в горной местности, в плотной застройке и на промышленных площадках. Подробнее — в статье Проектирование башен связи.

Типовые высоты башен сотовой связи

В нашем ассортименте многогранные башни сотовой связи изготавливают высотой 25, 30, 35 и 40 м; для меньших объектов — комбинированные вышки 3G, которые могут одновременно выполнять функции опор контактной сети — 8, 12 и 27 м. Для отдельных проектов возможны и большие высоты, до 70 м. Основной фактор, определяющий нужную высоту, — количество операторов и высота подвеса их антенн над препятствиями в радиусе покрытия. Полные размеры опор и нагрузки по ветровым районам — на странице Башни связи.

Что учитывают при выборе

• нужная высота и количество операторов: от этого зависят количество антенн и нагрузка;
• площадь и характеристики участка: есть ли место для широкой базы или оттяжек;
• ветровой район, гололёд, грунты и фундамент;
• требования к виду, молниезащите и освещению;
• сроки и стоимость строительства и эксплуатации.

Как заказать башню связи

Пришлите высоту, перечень антенн (количество, размеры, вес, высоту подвеса), место установки и результаты изысканий, если они есть, или заполните бланк технического задания на башню связи. Мы предложим конструкцию, рассчитаем фундамент, стоимость и сроки. При необходимости монтаж башен выполняет лицензированная строительная компания-партнёр по всей территории страны.

Выбор типа башни за четыре шага

Типичные ошибки при выборе типа башни

• выбирать по высоте подвеса, не учтя вес и площадь антенн: от них зависит нагрузка на ствол;
• не оставлять свободного уровня для следующего оператора: дополнительные антенны требуют поверочного расчёта;
• выбирать мачту на оттяжках для тесного участка: оттяжкам нужно место вокруг и контроль их натяжения.

Молниезащита высокой башни: что меняется с 60 м

ДСТУ EN 62305-3:2021 не ограничивает высоту сооружения (разд. 1), но с 60 м картина ударов меняется. Ниже этой отметки удары малой амплитуды в вертикальные боковые поверхности настолько маловероятны, что по п. 5.2.3.1 их не рассматривают: защищают верх сооружения и горизонтальные выступы по классу системы молниезащиты (LPS), который определяет оценка риска по EN 62305-2.

С 60 м боковые удары возможны, особенно в заострения, углы и рёбра (п. 5.2.3.2). Их доля — лишь несколько процентов всех вспышек (приложение А, п. A.2), но электрическое и электронное оборудование на внешних стенах сооружения может выйти из строя даже от молнии с небольшим пиковым током, а на башне оборудование и так снаружи. Поэтому верхнюю часть защищают системой молниеприёмников: обычно верхние 20 % высоты, но только ту часть, что выше 60 м. Молниеприёмники размещают как минимум по требованиям уровня молниезащиты LPL IV, то есть не мягче, чем для класса IV, особенно на углах, рёбрах и значительных выступах (например, площадках).

Для башни 70 м 20 % высоты — это 14 м, но зона не опускается ниже 60 м, поэтому рассматривают участок от 60 до 70 м. Это наш вывод из п. 5.2.3.2 и приложения E (п. E.5.2.3, справочное).

Антенны, светильники и кабели на башне

Антенны, светильники и прочее металлическое оборудование башни размещают внутри объёма, защищённого системой молниеприёмников. Для метода сеток это прямое условие (приложение А, п. A.3 d). Справочное приложение E (п. E.5.2.4.2.5) объясняет, почему: прямой удар в надстройку с электрооборудованием может разрушить её и повредить подключённую электронику. Требование держать надстройки кровли в зоне защиты рекомендуют распространять и на элементы на вертикальных поверхностях, которых может коснуться катящаяся сфера. Правило написано для кровель зданий, поэтому для башни это принцип по аналогии.

Справочное приложение E (п. E.5.2.4.2.6) допускает для антенны изолированную или неизолированную внешнюю LPS; в неизолированном случае мачту антенны соединяют с системой молниеприёмников. То же приложение (п. E.4.2.2.2.4) советует согласовать с монтажниками антенн, будут ли стойки антенн и токопроводящие экраны кабелей изолированы от LPS или присоединены к ней, а также трассы антенных кабелей и установку устройств защиты от импульсных перенапряжений (SPD). Для антенн на кровле в неизолированном варианте оболочку антенного кабеля рекомендуют соединять с системой молниеприёмников и главной шиной уравнивания потенциалов.

Линии питания и связи, входящие в сооружение, подключают к молниезащитному уравниванию потенциалов: проводники соединяют напрямую или через SPD (находящиеся под напряжением — только через SPD), а экраны и металлические каналы кабелей присоединяют вблизи ввода (п. 6.2.3 и 6.2.5). Для экранированных линий и линий в металлических каналах сами проводники соединять не обязательно, если сечение экрана или канала не меньше минимального значения, которое рассчитывают по приложению B.

Металлическая башня как естественный токоотвод

Стальная башня сама может быть токоотводом. По п. 5.3.5 а) металлические конструкции можно использовать как естественные токоотводы, если электрическая непрерывность между их частями надёжна (п. 5.5.3), а сечение не меньше указанного в табл. 6 (для горячеоцинкованной стали — 50 мм²).

Поэтому в проекте стыки заслуживают отдельного внимания. Среди надёжных способов соединения п. 5.5.3 приводит, в частности, сварку, пайку твёрдым припоем, болты и саморезы, а число соединений вдоль проводника советует свести к минимуму. Достаточен ли контакт во фланцевом или телескопическом стыке, решает проект молниезащиты.

Справочное приложение E (п. E.4.3.7) допускает считать стальные части каркасов зданий, скреплённые болтами, электрически соединёнными, если болты затянуты так, как требует механическая прочность: тонкую краску на контактных поверхностях пробивает ток молнии. Контакт можно улучшить, зачистив поверхности под головками болтов, гайками и шайбами. Для башни это лишь аналогия. Подробнее об условиях п. 5.3.5 и 5.5.3 и о стыках — в статье Стальная мачта как молниеприёмник и токоотвод по ДСТУ EN 62305-3.