CN111444632B - 共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，以电脑设备与程序进行运作，通过至少一次电磁环境仿真计算模型，将初步确定的通信设备在共享铁塔安装位置的电磁环境数据进行仿真计算分析，使其产出通信性能指标数据，再将通信性能指标数据与通信设备及人体电磁环境阈值比对，得到准确安全的通信设备在共享铁塔上的安装位置。一种系统性和通用性较强，可节省设计资源和时间成本，可满足共享铁塔上通信设备和电力设备性能要求，并保证共享设备工作环境满足电磁环境、电气安全距离等要求的共享铁塔通信设备安装位置选择的优化设计方法。
Description
技术领域
本发明涉及通信行业与电力行业的铁塔共享领域，具体关于一种共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法。
背景技术
现今，随着共享经济在社会各领域的深入发展，电力与其他行业相互融合的共享铁塔技术也进入了全面推广阶段。共享铁塔是指在电力塔杆上加装通讯设备或其它行业设备设施从而实现电力通道资源的再利用和综合利用。现阶段共享铁塔应用通常为在高压输电铁塔上安装通讯基站，将光缆、通信基站和移动天线等设施接续，从而实现无线通信基站功能。但是，共享铁塔的高压输电线路在带电运行时具有很强的电磁辐射，并且输电线路电压等级越高，其空间位置的电磁环境越恶劣。输电线路的电磁辐射不但会对通信设备造成干扰，影响其正常工作，而且超过一定标准的电场强度会对设备检修人员生理上和心理上造成影响，从而造成高空作业安全隐患。
目前在选择通信设备在共享铁塔上的安装位置时使用的设计方法，只是沿用电力行业和通信行业现有相关规程规范来确定通信设备与输电线路电气安全距离。例如，《国家电网公司电力安全工作规程（电网建设部分）》规定。并未从高压输电线路电磁环境对通信设备和检修人员影响等方面综合考虑，安装位置选择方法系统性、通用性不强，容易造成通信设备性能无法保证、影响检修人员生理和心理健康，并且若大规模建设共享铁塔会导致设计人力资源和铁塔资源浪费。
针对现有通信设备在共享铁塔上安装位置设计方法存在的问题，本发明以通信设备性能要求及检修人员安全为基础，并考虑电磁环境、带电检修等多维度因素。创新的提出一种系统性和通用性较强，可节省设计资源和时间成本，可满足共享铁塔上通信设备和电力设备性能要求，并保证共享设备工作环境满足电磁环境、电气安全距离等要求的共享铁塔通信设备安装位置选择的优化设计方法。
发明内容
有鉴于先前技术的问题，本发明者认为应有一种改善的设计方法，为此设有一种共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，在参考电力规程规范的基础上，通过电磁环境仿真计算获得电磁环境指标，进而进行通信设备性能仿真计算，利用计算结果校验是否满足通信设备性能指标和检修人员电磁环境指标耐受阈值，最终准确确定通信设备在共享铁塔上的最优安装位置的设计方法。
本发明关于一种共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，以电脑设备与程序进行运作，通过至少一次电磁环境仿真计算模型，将初步确定的通信设备在共享铁塔安装位置的电磁环境数据进行仿真计算分析，使其产出通信性能指标数据，再将通信性能指标数据与通信设备及人体电磁环境阈值比对，得到准确安全的通信设备在共享铁塔上的安装位置。
至少包括以下步骤：
步骤A：确定共享铁塔输电线路电压等级及呼高；
步骤B：确定通信设备类型以及其可承受电磁环境的阈值；
步骤C：确定人体可承受电磁环境的阈值；
步骤D：根据电力行业和通信行业相关规程规定，以及步骤A及步骤B的各项目数据，初步确定通信设备在共享铁塔上的安装位置；
步骤E：将共享铁塔呼高、步骤C及步骤D确定的数据输入计算机程序进行电磁环境数据仿真计算获得电磁环境指标数据，将电磁环境指标数据进一步仿真计算输出通信设备在当前位置的通信性能指标数据；
步骤F：对于步骤F中获得的通信性能指标数据进行判断分析；
(1).如步骤F判断结果为同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则确定当前位置为通讯设备在共享铁塔的安装位置；
(2).如步骤F判断结果为非同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则调整电磁环境数据后返回步骤E并重复后续步骤。
进一步的，所述步骤B中电磁环境阈值包括，电场强度、离子流密度、无线电干扰指标阈值。
进一步的，上述步骤D中通过步骤A中确定的电压等级确定输电线路要求的电气安全距离以及共享铁塔的呼高、绝缘子串长度、裕度值进行计算初步确定通信设备在共享铁塔上的安装位置。
进一步的，上述步骤E中计算获得的电磁环境指标数据包括，合成电厂强度、离子流密度、可听噪声、无线电干扰。
进一步的，上述步骤F的上述（2）情况时，调整电磁环境数据的方式为调整通信设备安装位置和共享铁塔呼高或者采用屏蔽电磁方法。
进一步的，上述屏蔽电磁方法为在通信设备安装位置周围架设屏蔽网格。
本发明具有以下有益效果。
（1）实现了以通信设备性能要求及检修人员安全为基础，并考虑电磁环境、带电检修等多维度因素的全面准确的系统性及通用性的设计方法。
（2）充分满足共享铁塔上通信设备和电力设备性能要求。
（3）保证共享设备工作环境满足电磁环境、电气安全距离等要求，保护检修人员生理和心理健康。
（4）采用模拟仿真方式预判并调整通信设备位置及电磁环境，在大规模共享铁塔实施中节省设计资源和时间成本。
（5）采用设备平台增加可拆卸式金属屏蔽网，用以改善电磁环境，实施简单通用，节省设计人力及时间成本。
附图说明
图1为本发明的方法流程的方块示意图。
图2为本发明的共享铁塔通信设备安装位置示意图。
图3为本发明的屏蔽网安装结构示意图。
具体实施方式
本发明的步骤，请参阅图1所示：
步骤A：确定如图2所示的共享铁塔输电线路的电压等级及呼高，其中，共享铁塔的呼高是指铁塔最下一层横担到地面的垂直距离。
步骤B：确定安装在共享铁塔上的通信设备的类型以及其可承受电磁环境的阈值；其中，通信设备的类型可以为5G基站，4G基站，这些基站依据发射功率不同又分为皮基站，微基站和宏基站等；通信设备可承受电磁环境阈值为不同类型的通信设备在保证正常工作的前提下，能够承受的电磁环境指标，包括，电场强度、离子流密度、无线电干扰的阈值，该阈值数据来自于通信设备制造厂商的测试数据。
步骤C：确定人体可承受电磁环境的阈值；其中，检修人员靠近通信设备时可承受电磁环境阈值指检修人员在铁塔上进行检修作业时保证生理和心理健康所承受的电磁环境阈值，该阈值来自于现有研究数据，例如：电场强度10~15kV/m时，人体会有感觉，电场强度为30~40kV/m时，人体会有刺痛感。
步骤D：根据电力行业和通信行业相关规程规定，以及步骤A及步骤B的各项目数据，初步确定通信设备在共享铁塔上的安装位置；具体可为，通过电力和通信行业现有相关规程规范来确定通信设备与输电线路电气安全距离。例如，《国家电网公司电力安全工作规程（电网建设部分）》规定，220kV电力铁塔，作业人员或机械器具与带电线路带电体的风险控制距离值为8m。其中，通信设备安全挂设高度=共享铁塔呼称高-绝缘子串长-电气安全距离-裕度。
步骤E：将共享铁塔呼高、步骤C中的人体可承受电磁环境阈值及步骤D初步确定的通信设备安装位置数据输入计算机程序进行电磁环境数据仿真计算获得电磁环境指标数据，包含，合成电厂强度、离子流密度、可听噪声、无线电干扰的指标数据；之后将电磁环境指标数据进一步通过仿真计算输出通信设备在当前位置的通信性能指标数据；
步骤F：对于步骤E中获得的通信性能指标数据进行人工判断分析；
(1).如步骤F判断结果为同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则确定当前位置为通讯设备在共享铁塔的安装位置；
(2).如步骤F判断结果为非同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则调整电磁环境数据后返回步骤E并重复后续步骤。其中可以通过调整电磁环境数据的方式为调整通信设备安装位置和共享铁塔呼高来调整电磁环境数据；或者，如图3所示，采用在通信设备安装位置周围架设屏蔽网格降低电磁环境数值。
本发明以通信设备性能要求及检修人员安全为基础，并考虑电磁环境、带电检修等多维度因素。创新的提出一种系统性和通用性较强，可节省设计资源和时间成本，可满足共享铁塔上通信设备和电力设备性能要求，并保证共享设备工作环境满足电磁环境、电气安全距离等要求的共享铁塔通信设备安装位置选择的优化设计方法。
Claims (6)
1.一种共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，以电脑设备与程序进行运作，通过至少一次电磁环境仿真计算模型，将初步确定的通信设备在共享铁塔安装位置的电磁环境数据进行仿真计算分析，使其产出通信性能指标数据，再将通信性能指标数据与通信设备及人体电磁环境阈值比对，得到准确安全的通信设备在共享铁塔上的安装位置；
包括以下步骤：
步骤A：确定共享铁塔输电线路电压等级及呼高；
步骤B：确定通信设备类型以及其可承受电磁环境的阈值；
步骤C：确定人体可承受电磁环境的阈值；
步骤D：根据电力行业和通信行业相关规程规定，以及步骤A及步骤B的各项目数据，初步确定通信设备在共享铁塔上的安装位置；
步骤E：将共享铁塔呼高、步骤C及步骤D确定的数据输入计算机程序进行电磁环境数据仿真计算获得电磁环境指标数据，将电磁环境指标数据进一步仿真计算输出通信设备在当前位置的通信性能指标数据；
步骤F：对于步骤F中获得的通信性能指标数据进行判断分析；
(1).如步骤F判断结果为同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则确定当前位置为通讯设备在共享铁塔的安装位置；
(2).如步骤F判断结果为非同时满足人体可承受电磁环境阈值以及通信设备电磁环境阈值范围内，则调整电磁环境数据后返回步骤E并重复后续步骤。
2.如权利要求1所述的共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，所述步骤B中电磁环境阈值包括，电场强度、离子流密度、无线电干扰指标阈值。
3.如权利要求1所述的共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，所述步骤D中通过步骤A中确定的电压等级确定输电线路要求的电气安全距离以及共享铁塔的呼高、绝缘子串长度、裕度值进行计算初步确定通信设备在共享铁塔上的安装位置。
4.如权利要求1所述的共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，所述步骤E中计算获得的电磁环境指标数据包括，合成电厂强度、离子流密度、可听噪声、无线电干扰。
5.如权利要求1所述的共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，所述步骤F的所述（2）情况时，调整电磁环境数据的方式为调整通信设备安装位置和共享铁塔呼高或者采用屏蔽电磁方法。
6.如权利要求5所述的共享铁塔通信设备安装位置选择的设计方法，其特征在于，所述屏蔽电磁方法为在通信设备安装位置周围架设屏蔽网格。
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