一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法及系统，涉及高压防雷技术领域，包括：获取共享铁塔所在地区的土壤电阻率；根据土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网；在共享铁塔地网需要连接外网时，连接杆塔地网和通讯机房地网，得到共享铁塔初始更新地网；根据土壤电阻率和共享铁塔初始更新地网的面积，确定共享铁塔初始更新地网的电阻为第一电阻；根据第一电阻扩展共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。本发明专利技术基于土壤电阻率设置不同的地网布置方案，使得雷击情况下入地电流从杆塔地网侧入地，降低浪涌干扰。扰。扰。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及高压防雷
，特别是涉及一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法及系统。

技术介绍

[0002]电力与通信共享铁塔(简称“共享铁塔”)是指在电力铁塔(也称杆塔)上加装通信设备，将光缆或移动天线等通信设施附属在输电铁塔本体上，从而实现电力和通信基础设施资源共享。共享铁塔推广价值巨大、应用前景广阔，因此对保障共享铁塔安全可靠运行的相关技术进行研究是十分必要的。YD5098
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2005《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》中规定通信基站所在区域土壤电阻率低于1000Ω
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m时，基站地网的工频接地电阻宜控制在10Ω以内。GB 50545
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2010 110kV～750kV架空输电线路设计规范中规定有地线的线路杆塔不连地线的工频接地电阻如表1所示。
[0003]表1 有地线的线路杆塔不连地线的工频接地电阻表
[0004]土壤电阻率(Ω
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m)≤100100～500500～1000工频接地电阻(Ω)101520
[0005]在实际使用中多采用将铁塔地网与通信基站地网连接组成一个地网实现防雷的目的。GB50689
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2011《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》要求：移动基站地网包括机房地网和铁塔地网(或者包括机房地网、铁塔地网和变压器地网)。铁塔位于机房旁边时，铁塔地网应用40mm
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4m热镀锌扁钢将铁塔地基四塔脚内部金属构件焊接连通组成铁塔地网，其网格尺寸不应大于3m
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3m。铁塔地网与机房地网之间应每隔3m～5m焊接连通一次，且连接点不应少于两点。铁塔四角包含机房时，接地系统利用铁塔四角外设的环形地网作为其接地装置，地网面积应大于15m
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15m。基站地网的接地电阻值不宜大于10Ω。土壤电阻率大于1000Ω
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m的地区，可不对基站的工频接地电阻予以限制，地网等效半径应大于10m，地网四角还应敷设10m～20m的热镀锌扁钢作为辐射型接地体。
[0006]从现行标准可以看出在土壤电阻率高于100Ω
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m情况下，存在杆塔接地电阻高于通信基站要求的接地电阻的情况。为了保障通信基站的接地电阻低于10Ω的要求，往往在杆塔接地电阻高于10欧姆的情况下，新建的通信基站地网与原有的杆塔地网连接，实现接地电阻低于10欧姆。通信基站架设高度低，建设在杆塔附近的通信基站不存在雷电流击中通信天线或者通信机房的情况，但这样会导致：雷电流沿杆塔入地，在相对较长的天线与通信基站之间的天馈电缆两端存在较大的电位差，同时两个相对独立的地网相交，原完整的地网存在电位分布难以准确评估。雷击情况下电位差的增加同样存在弊端：浪涌电压估算困难，不便于设计浪涌保护器限值；两个地网分流差异可能导致雷电流向通信基站地网一侧汇集，增加通信基站浪涌过电压风险。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法及系统，能够
基于土壤电阻率确定地网布置方案，使得雷击情况下入地电流从杆塔地网侧入地，降低浪涌干扰。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法，包括：
[0010]获取共享铁塔所在地区的土壤电阻率；
[0011]根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网；共享铁塔地网包括杆塔地网和通讯机房地网；
[0012]在所述共享铁塔地网需要连接外网时，连接所述杆塔地网和所述通讯机房地网，得到共享铁塔初始更新地网；
[0013]根据所述土壤电阻率和所述共享铁塔初始更新地网的面积，确定所述共享铁塔初始更新地网的电阻为第一电阻；
[0014]根据所述第一电阻扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。
[0015]可选的，所述根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网，包括：
[0016]判断所述土壤电阻率是否大于土壤电阻率阈值，得到第一判断结果；
[0017]若所述第一判断结果为是，则所述共享铁塔地网需要连接外网；
[0018]若所述第一判断结果为否，则所述共享铁塔地网不需要连接外网。
[0019]可选的，所述第一电阻为：
[0020]其中，R1表示第一电阻；ρ表示土壤电阻率；S1表示共享铁塔初始更新地网的面积。
[0021]可选的，所述根据所述第一电阻扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网，包括：
[0022]判断所述共享铁塔初始更新地网的电阻是否小于电阻阈值，得到第二判断结果；
[0023]若所述第二判断结果为是，则确定所述杆塔地网中心与通讯机房地网中心的距离为标准距离；
[0024]判断所述标准距离是否小于距离阈值，得到第三判断结果；
[0025]若所述第三判断结果为是，则将所述共享铁塔初始更新地网确定为扩展后的共享铁塔地网；
[0026]若所述第三判断结果为否，则以所述杆塔地网为中心，以所述标准距离为扩展长度，向通讯机房地网方向的反方向扩展所述杆塔地网，得到扩展后的共享铁塔地网；
[0027]若所述第二判断结果为否，则根据所述第一电阻，利用公式计算扩展后的共享铁塔地网的电阻为第二电阻；R2表示第二电阻；
[0028]根据所述第二电阻和所述土壤电阻率，利用公式确定扩展后的共享铁塔地网的面积；S表示扩展后的共享铁塔地网的面积；
[0029]根据所述扩展后的共享铁塔地网的面积，利用公式确定扩展后的共享铁塔地网的边长；d表示扩展后的共享铁塔地网的边长；
[0030]根据所述边长扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。
[0031]一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计系统，包括：
[0032]土壤电阻率获取模块，用于获取共享铁塔所在地区的土壤电阻率；
[0033]外网连接确定模块，用于根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网；共享铁塔地网包括杆塔地网和通讯机房地网；
[0034]共享铁塔地网更新模块，用于在所述共享铁塔地网需要连接外网时，连接所述杆塔地网和所述通讯机房地网，得到共享铁塔初始更新地网；
[0035]第一电阻确定模块，用于根据所述土壤电阻率和所述共享铁塔初始更新地网的面积，确定所述共享铁塔初始更新地网的电阻为第一电阻；
[0036]共享铁塔地网扩展模块，用于根据所述第一电阻扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。
[0037]可选的，所述外网连接确定模块包括：
[0038]第一判断单元，用于判断所述土壤电阻率是否大于土壤电阻率阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调用第一外网判定单元；若所述第一判断结果为否，则调用第二外网判定单元；
[0039]第一外网判定单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法，其特征在于，包括：获取共享铁塔所在地区的土壤电阻率；根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网；共享铁塔地网包括杆塔地网和通讯机房地网；在所述共享铁塔地网需要连接外网时，连接所述杆塔地网和所述通讯机房地网，得到共享铁塔初始更新地网；根据所述土壤电阻率和所述共享铁塔初始更新地网的面积，确定所述共享铁塔初始更新地网的电阻为第一电阻；根据所述第一电阻扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。2.根据权利要求1所述的一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法，其特征在于，所述根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网，包括：判断所述土壤电阻率是否大于土壤电阻率阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则所述共享铁塔地网需要连接外网；若所述第一判断结果为否，则所述共享铁塔地网不需要连接外网。3.根据权利要求1所述的一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法，其特征在于，所述第一电阻为：其中，R1表示第一电阻；ρ表示土壤电阻率；S1表示共享铁塔初始更新地网的面积。4.根据权利要求3所述的一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计方法，其特征在于，所述根据所述第一电阻扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网，包括：判断所述共享铁塔初始更新地网的电阻是否小于电阻阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则确定所述杆塔地网中心与通讯机房地网中心的距离为标准距离；判断所述标准距离是否小于距离阈值，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则将所述共享铁塔初始更新地网确定为扩展后的共享铁塔地网；若所述第三判断结果为否，则以所述杆塔地网为中心，以所述标准距离为扩展长度，向通讯机房地网方向的反方向扩展所述杆塔地网，得到扩展后的共享铁塔地网；若所述第二判断结果为否，则根据所述第一电阻，利用公式计算扩展后的共享铁塔地网的电阻为第二电阻；R2表示第二电阻；根据所述第二电阻和所述土壤电阻率，利用公式确定扩展后的共享铁塔地网的面积；S表示扩展后的共享铁塔地网的面积；根据所述扩展后的共享铁塔地网的面积，利用公式确定扩展后的共享铁塔地网的边长；d表示扩展后的共享铁塔地网的边长；根据所述边长扩展所述共享铁塔初始更新地网，得到扩展后的共享铁塔地网。
5.一种考虑土壤电阻率的共享铁塔地网设计系统，其特征在于，包括：土壤电阻率获取模块，用于获取共享铁塔所在地区的土壤电阻率；外网连接确定模块，用于根据所述土壤电阻率确定共享铁塔地网是否需要连接外网；共享铁塔地网包括杆塔地网和通讯机房地网；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，刘磊，李恩文，黄欢，冯圣勇，厉天威，唐力，潘锐健，范才进，李敏，肖艳红，余思伍，张英，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：