高压电力线及移动通信基站的隔距V2.doc

移动通信基站与高压电力系统的隔距计算 中讯邮电咨询设计院 无线处 马为民 摘要：本文分析了高压电力系统对基站可能产生的电磁危害途径，提出了安全限值建议和防护隔距计算方法，给出了在特定参数条件下两者之间的隔距计算结果和可能采取的防护措施。 关键词：高压电力系统、移动通信基站、地电位升、隔距、防护措施 1. 概述 由于移动通信的迅速发展，移动通信基站数量不断增加，分布范围不断扩大，在一般城市的市区基站站间距已达500～700米左右。另一方面，经济的发展带动了城市用电量的增大，110kV及以上等级的高压电力线和变电站开始大规模进入市区，移动通信基站不可避免地要与高压电力系统相接近。由于110kV及以上等级的高压电力系统采用中性点直接接地方式，单相接地故障将产生很大的短路电流，可能会对临近的基站产生磁感应和地电位升等危险影响。 如何在规划的区域内设置基站，与电力系统保持适当的间距，而不影响基站正常运行，不危及基站内各种设备和工作人员的安全，是通信工程和电力工程设计面临的一大课题。能否套用原邮电部规定的地电位升限值300伏、通信线路磁感应纵电动势430/650伏标准，来规划两者之的间隔距？能否将基站设置在输/变电站内？在郊区和农村，当没有高大建筑物用于安装天线时，能否将基站天线安装在电力线杆塔上，以节省费用呢？本文针对上述问题，从高压电力系统对基站影响的机理出发，分析了可能产生的危害途径，提出了防护隔距计算方法和安全限值取值建议，给出了在特定参数条件下两者之间的隔距要求。 2. 计算需要考虑的问题 当高压电力系统与基站临近时，可能会对基站产生两方面影响：干扰影响和危险影响。干扰影响可能会影响通信设备正常运行，影响人体身心健康，但不会造成通信设备损坏或人员伤亡。危险影响可能会烧毁通信设备，造成人员伤亡。对于35kV和10kV电力系统，通常中性点经消弧线圈接地或不作接地处理，在发生单相短路接地故障时，由于短路电流峰值较小，其产生的磁感应和地电位升危险影响较小，本文只考虑110kV及以上等级的高压电力系统（以下简称“高压电力系统”）的危险影响。 2.1 干扰影响 干扰影响可从以下几方面进行分析： (1)高压电力系统一般采用对称运行方式，中性点直接接地。在正常运行情况下，三相不平衡电流较小，超过30MHz的谐波幅度很小，不会对移动通信800MHz/900MHz/1800MHz频段产生同频干扰。 (2)高压电力线特别是500kV以上等级的电力线，线对地电压很高，会产生很强的电场。在刮风下雨等恶劣环境下，可能会产生电晕和火花放电，产生强电磁场辐射。如果基站设置在该强电磁场范围内，天线或设备内的电路板功能会下降，甚至造成电路阻塞或被击穿。根据国内外测试和计算结果，在距电力线中心50米以外，这种影响可以忽略。 (3)为了保护人身免受电磁辐射的影响，电力部门有明文规定：“在高压电力线路边沿15米范围内，不允许搭建住宅和生物棚。” 2.2 危险影响 危险影响可从以下几方面进行分析： (1)高压电力线发生短路接地故障时，瞬态短路电流（一般为几千安）入地通过阻性耦合在邻近基站地线上产生高地电位升，由于基站电源和传输线路的远端接地，可能会在站内通信设备、传输设备或电源设备端口产生高的电位差，而击坏基站内的设备或传输线路内芯线与金属外护层间的绝缘； (2)基站内的电位差也可能会对工作人员造成伤害； (3)如果基站与高压电力线相距很近，电力线断裂有可能搭接到天馈线上，烧毁天馈线或基站内的设备。通常要求基站边沿与高压电力线边沿至少相距30米远； (4) 当移动通信基站有出入金属缆线时，高压电力线短路也会在与之平行接近的金属缆线上，产生高的磁感应纵电动势。此时在进行危险影响计算，除应考虑地电位升危险影响外，还需考虑磁感应纵电动势危险影响，取两者的向量和。 由于移动通信基站多采用微波或光缆传输方式，微波无出入缆线，光缆的耐压强度很高（约20kV），且在一个光缆盘长内金属部件是断开的，因此磁感应危险影响较小。如果基站有较长的出入金属缆线（包括电力线和通信电缆等），可以将缆线在与邻近架空高压电力线路相垂直的方向上，引入基站，这样可以避免金属缆线与高压电力线较长距离的平行接近，降低在金属缆线上产生的磁感应纵电动势。因此，在确定基站与高压电力线隔距时，一般不考虑第（4）种危险影响，只需确定基站处的地电位升是否超过人身、设备以及线路的安全限值。 3. 地电位升限值 在确定移动通信基站地电位升限值时，需要考虑三种危险影响限值要求：(1)人身安全限值；(2)通信设备安全限值；(3)通信缆线安全限值。基站地电位升限值取上述3种限值中的最小值。 3.1 人身安全限值 ITU-T K.33建议给出了两种条件下的人身安全限值，分别见表1和表2。 表1 在典型条件下的容许限值 电力故