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摘要：在电力杆塔上搭建 5G基站是实现资源整合的有效途径，然而电力系统和通信系统在电压等级、系统负荷等方面相差甚远，必须兼顾二者要求进行综合性研究。基于220 kV电力铁塔和通信机房结构，建立了共享铁塔仿真模型，并通过分析计算不同雷电流、不同大地电阻率和不同间距下观测点的地电位升，得出重要结论：为保证雷击铁塔时机房内多种线缆不被击穿，通信机房和电力铁塔地网必须采用联合接地方式，并针对原有接地方式提出了改进意见。
关键词：共享电力塔；防雷接地；安全评估
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.02.016
概述
可靠的防雷与接地措施是保证电力系统和通信系统安全运行的重要因素，电力行业与通信行业在各自领域都有成熟的标准及规定，主要标准包括交流电气装置的接地设计规范（GBT 50065-2011）和通信局站防雷与接地工程设计规范（GB 50689-2011）等。但由于电力设施和信息通信设备的耐压水平存在较大差异，2 个行业对于防雷保护的侧重点存在一定的差别。总体上而言，电力行业侧重于线路的绝缘耐压，关键在于电力系统线路和杆塔等设备的过电压防护和绝缘配合，通信行业侧重于设备的精细保护，重点强调内部等电位连接结构以及“分级保护、逐级限压”的防雷器分级配置。
共享铁塔是指在电力铁塔上悬挂射频拉远单元（RRU）及天线等通信设备，其中电力杆塔多为 35 kV、110 kV 和 220 kV，绝缘水平可达到几百千伏，而基站通信设备的耐受电压一般不超过 2 kV。当发生短路事故或雷击事故时，巨大的短路电流或雷电流会沿着铁塔流入大地，与接地结构和远端大地构成回路。由于铁塔钢支撑结构上电容电感以及接地电阻的存在，铁塔不同位置处会出现电位差。当该电位差接近或达到基站通信设备的耐受电压时，会发生击穿，引发通信设备故障。此外，RRU 设备供电使用-48 V直流电沿铁塔布线，局部漏电情况下会造成中性点接地线电位升高，导致保护接零的设备外壳带电，威胁运检人员的人身安全。
鉴于共享铁塔技术的初步探索现状，考虑到铁塔和通信设备权利归属以及电力部门与通信部门的责任划分等，共享铁塔的防雷与接地要求还未形成相应规范。因此，研究共享铁塔上通信设备与电力设备的相关影响机理，提出过电压防护措施是当务之急。本文以220 kV电力铁塔和通信机房为研究对象，综合二者标准规范中防雷接地要求，在CDEGS接地分析软件中搭建共享铁塔仿真模型，运用频域矩量法分析不同状态下铁塔多个监测点位的地电位升，明确电力铁塔与通信机房的接地方式，并进一步提出优化方案，为后续共享铁塔的工程应用提供指导意见。
