揭秘！中国铁塔“电力通信共享杆塔”技术到底如何？

电力通信共享塔...

今年以来中国铁塔“通信塔社会塔与双向转变”进行得轰轰烈烈，先后在集团层面与国家电网、南方电网达成“共享铁塔”战略合作，各省市地区间的合作也进行得如火如荼。

2017年6月30日，国内首座高压电力铁塔加挂通信基站且配备通信机房的试点项目，在云南昆明顺利投运。该试点自投运以来，运行良好。2018年3月20日，双方在云南楚雄市东瓜镇220千伏鹿紫二回线N38号铁塔，成功安装通讯基站及天线，象征着“共享铁塔”项目开始进入全面推广阶段。



那么电力杆塔共享技术到底如何？

电力杆塔作为输配电线路的重要组成部分，起到支撑和架空电力线缆的作用。按结构形式可分为杆类和塔类，按用途可分为直线塔、转角塔、终端塔和跨越塔，不同类型的电力杆塔承载能力各不相同，一般情况电力塔由于高度较高、场景较偏适用于宏站共享。





从承载能力方面对比，一般情况下直线塔的承载能力最低，终端塔、转角塔和跨越塔的承载能力均高于直线塔，因此共享时应优先选用。

电力线路常用的电压等级为10KV、35KV、110KV 、220KV、500KV、750KV~1000KV，一般情况下，不同的电压等级的建设场景也各不相同。



前期云南铁塔与南方电网进行了充分的技术研究，为总部编制技术指导意见提供很好参考依据。电力杆塔共享应从安全距离、承载能力、安装方式、防雷接地和电磁干扰等方面综合考虑，不同电网公司和不同地区的具体要求可能不同。



1.电力安全距离

通信设备的挂载高度，必须满足重要电力塔带电施工、运行维护的要求进行设计，确保有足够的安全距离，安全距离应≥绝缘导线距离+相应电气间隙值+安全冗余度（不确定因素）。

1）绝缘导线距离

绝缘导线距离分为两种，对直线塔为悬垂串长度，对转角塔为跳线串长度，根据绝缘子数量确定的；

一般500kV线路按7 m考虑；220kV线路按3.5 m考虑；110kV线路按2 m考虑。

2）电气间隙

电气间隙是电力行业决定带电操作的标准，分为工频电压间隙和操作过电压间隙；

通过综合测算，一般情况下500kv的电气间隙为4~5m，220kv为2~3m，110kv为1~2m。

3）安全冗余

考虑不确定因素保留的安全冗余10KV及以下0.5m、35KV-0.8m、110KV-1.0m、220KV～500Kv-1.5m。电力安全距离参考表

根据南网的研究资料，以下为主要电压的安全距离



2.电磁干扰

电力塔共享需考虑高压线路所产生的电磁干扰对基站的影响，一是电磁环境对天线信号的影响，二是电场场强对天线设备的影响。

1）电磁环境对GSM基站信号影响很小

干扰内容及方式

高压输电线路的电磁干扰分为无源和有源两类；

无源干扰对GSM通信的影响很小；有源干扰频率主要集中在50Hz 及其高次谐波中，集中在1~30MHz波段中，对于800MHz、900MHz、1800MHz 的无线电干扰值可以认为处于在dB（μV/m）的数量级或更小；

从电磁兼容的角度出发，两个不同系统若存在电磁干扰，首先是工作频率发生交叉或重叠，其次是干扰源的干扰强度对敏感设备造成了危害，高压输电线路的无线电干扰的频段远离了GSM 通信的工作频段，不会对GSM基站造成影响。

2）目前电场场强对天线设备的影响不明

不同电压等级铁塔的场强分布情况不同，同时实际条件较为复杂，可能会对通信设备有些影响，应结合试点继续研究。

3.承载力

电力杆塔共享应按原设计中的电力行业标准及气候等条件进行承载能力复核，因电力铁塔在设计风压、设计荷载等方面与通信塔有较大区别，一般情况下由电力设计单位承担电力塔的复核工作。1）基本规定

根据电力规范规定， 电压等级为110KV~750KV的铁塔设计时，基本风压重现期宜为30年，与通信塔区别较大；

2）设计荷载

电力塔设计荷载相比通信铁塔除了考虑自重荷载、风荷载及地震作用外，还需重点考虑导线荷载和裹冰荷载且工况十分复杂；

风荷载计算中，电力塔本身的风振系数Bz相比通信铁塔降低30%以上，导致同等条件下塔身风荷载更小，但还需考虑导线的风荷载。

3）塔身复核

角钢塔复核时应注意主材、斜材的复杂工况；

4.电力塔共享安装位置及方式

从通信设备的工艺需求考虑，电力塔的共享方式可以分为三种，塔头上部、塔头中部和塔头下部，从技术方面考虑三种方式都可以实现，综合考虑，建议选择第三种方式。

目前福建、云南、广东和江苏等地的实例，均选择安装于塔头的下部。

5.电力杆塔的防雷接地

电力塔共享应考虑天线设备的防雷接地安全，当挂载位置位于电力塔下部时，由于地线保护角度，防雷要求完全满足；因不同土质电力塔的地阻值要求不同，接地情况需根据实际情况进行调整。

1）电力塔防雷要求

220kV及以上线路的保护角均不大于0°，110kV 线路不大于10°；对于单回路，500kV线路的保护角不大于10°220kV及以下线路不大于15°。

2）电力塔接地要求

接地电阻值按照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DT/T620-1997）第6.1.4条规定，杆塔接地装置的工频接地电阻值在雷季干燥时，不应超过工频接地电阻要求值。电力塔共享应优先选用承载能力相对较高的铁塔，如转角塔、终端塔。

不建议共享的三种电力塔：

1.接近或超过设计使用年限的电力杆塔

由于铁塔老化、钢材锈蚀等原因，杆塔材料强度可能会降低，同时由于原设计规范的一些欠缺，若增加外部荷载，杆塔存在一定的安全隐患。

2.20mm及以上重覆冰铁塔

在重冰区的环境下，电力铁塔的绝缘子串及塔身覆盖有较厚的冰层，天气变暖后极易脱冰，可能发生脱落冰块撞击基站天线发生损坏的情况。

3.特别重要的铁塔

1000m以上大档距、大跨越、风口、峡谷、分水岭等微地形点的杆塔；

与重要设施（例如高速公路、高速铁路、±800kV线路、±500kV线路、800kV线路、500kV线路）有交叉跨越的线路段塔位；

直流线路、主干500kV、220kV线路。

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