通信與電力共用接地系統時域仿真模型及其對桿塔雷電響應特性的影響

彭程，文衛兵, 鄒軍，劉培杰，高琦

(1.電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室(清華大學電機系)，北京 100084；2.國網經濟技術研究院有限公司，北京 102209)

0 引言

共享桿塔是在電力桿塔上加裝移動通信基站等通信和感知設備的全新運營模式，旨在實現電力資源的充分利用，解決通信、環境監測等領域征地難、獨立建設投資大、運行維護成本高等問題。共享桿塔的建設可促進電力技術與通信、感知技術的深度融合。

直擊雷引發的地電位升高是造成通信設備損壞的重要原因之一[1]。現有各行業防雷標準多以工頻接地電阻作為設計參考依據[2]。在通信防雷標準中，一般要求：當土壤電阻率小于1 000 Ω·m時，基站地網接地電阻不宜大于10 Ω[3]。該限值與電氣裝置防雷標準相比更為嚴苛[4]。故加裝通信基站實現共享后，為確保電力及通信設備安全，需構建通信基站與電力桿塔共用接地系統，降低基站工頻接地電阻以使其滿足通信防雷標準要求。這將導致電力桿塔接地設計的變化，因此應當對共用接地系統后電力桿塔的雷電響應特性進行重新評估。目前，國內外尚無針對共享桿塔雷電響應特性的研究，而針對電力桿塔雷電響應特性的研究多通過建立桿塔及其接地配置的雷電暫態模型并利用電磁暫態程序仿真展開。對于桿塔部分，當前常用模型包括集中電感模型、單波阻抗模型、多波阻抗模型[5-7]，其中多波阻抗模型精確度更高[8]。對于接地部分，現有模……