5G时代电力和通信共享铁塔应用前景展望

摘要：随着通信技术的迅猛发展，我们已经跨入了5G时代。为了提升5G网络的覆盖范围和信号强度，需要大规模建设5G基站，未来5G基站数量将是4G基站的数倍，铁塔公司和运营商现有的铁塔数量不足以支撑大规模的基站建设，大量新建铁塔不仅投资巨大，而且造成土地资源浪费。在现有高压输电线路铁塔上添加通信基站的“共享铁塔”正成为一种新的资源共享模式，实现电力企业和通信公司双方共赢。目前，“共享铁塔”在全国的试点应用都取得了良好的成效。可以预见，“共享铁塔”将成为铁塔公司和电网公司互利共赢的一种新的发展模式。

关键词：电力和通信、共享铁塔、5G、通信基站、互利共赢

作者：黄欢（贵州电网有限责任公司电力科学研究院）

前言

在我们的日常生活中，共享资源已经越来越普遍。共享单车、共享充电宝和共享雨伞等共享资源如雨后春笋一般，它们潜移默化的改变着我们的生活理念。而5G时代的到来，让共享资源的理念逐渐被引用到了通信与电力行业中。

自从2020年以来，我国为了加快5G网络部署，开始实施“新基建”战略。但是由于5G无线电磁波频率高、波长短、绕射能力差、衰减大，导致5G基站所需的站点数目是4G基站的3至4倍。面对如此巨大的基站需求，通信行业压力骤增。铁塔公司和各运行商如果只靠自己建设通讯基站，5G网络部署进度缓慢，满足不了应用需求。与此同时，电网发展至今已经形成了较为完善的输电网络，杆塔资源丰富，遍布各地的电力杆塔为共享铁塔提供良好的契机。如果可以将电力杆塔应用于通信基站建设，这不仅支撑5G基站建设，还为电网企业带来一定的经济效益。于是“共享铁塔”应运而生。

什么是“共享铁塔”？

“共享铁塔”就是在输电线路杆塔上加装通信基站，让线路与基站共享一座铁塔的新型资源共享模式。共享铁塔既可以实现电力杆塔资源再利用，又可以通过通信设施对电网进行监测、完善智能电网建设，促进电力与通信行业互惠互利。

共享铁塔的意义

习总书记一直强调，要把我国建成资源节约型、环境友好型社会，坚持绿色可持续发展。而电力和通信跨行业的资源共享，正是积极贯彻落实科学发展观和建设资源节约型、环境友好型社会的一种具体体现和重要途径，应用与推广共享铁塔具有多方面重大意义。

对电网公司：积极推广电力和通信铁塔共建共享的合作模式，建设更多共享铁塔，让电力杆塔资源再利用，实现电力塔功能多样化，提高了资源利用率，促进电网企业盘活资源和提高效益，有利于国有资产保值增值，为电网公司增加新的收入来源和经济增长点。

对通信行业：利用现有的电力杆塔来加装通信基站，有效促进通信网络覆盖的范围和速度，大大缩短施工周期，提高基站建设效率，降低基站建设成本，有效推进“网络强国”战略实施。

对社会公共资源：共享铁塔实现了“一塔多用”，一方面避免重复投资和建设，节约大量的财力物力；另一方面节约了土地资源，保护生态环境，有效践行国家绿色发展、协调发展理念，具有极大的经济效益和社会效益。

共享铁塔发展现状

近年来，共享铁塔慢慢走进大众视野，共享铁塔在国内外均已有成功应用案例。

2017年7月15日，日本东京电力公司（TEPCO）宣布支持 5G 建设，愿意将电力铁塔对运营商开放，为运营商提供站址以牟取新的收入来源。英国运营商EE也将基站的天线等设备加装在电力铁塔上。美国电话电报公司（AT&T）也表明就共享铁塔建设问题与电力公司进行过洽谈。

国内率先开启“共享铁塔”建设是云南和海南。2017年7月，中国铁塔公司与云南电网昆明供电局合作，将220 kV东郭二回线6号铁塔改造成国内首例共享铁塔。2018年3月20日，云南电网公司在云南楚雄市东瓜镇220kV鹿紫二回线N38号铁塔，成功安装通讯基站及天线。2018年3月22日，海南首座“共享铁塔”在乐东35kV佛尖孔线T7号塔建成。2018年4月，南方电网公司与中国铁塔公司签订战略合作协议。根据协议，南方电网公司输电铁塔将向中国铁塔公司开放；铁塔公司将利用通信站址资源及基于物联网+互联网的信息化运营平台为电力杆塔提供信息监控、电力无线专网建设等。

国家电网公司随后也与中国铁塔签订合作协议，并在湖北、福建、重庆进行“共享铁塔”试点建设。2018年5月4日，湖北宜昌市110kV车伍二回线12号塔改造成功。同时，福建福州市首座共享铁塔在福州台江220kV榕南II路65号塔也试点成功。2018年 6月25日，重庆市在110kV花长南北线17号塔建成首座共享铁塔。

共享铁塔研究进展

虽然国内已有许多共享铁塔试点，但对于共享铁塔基站安装位置选择、结构强度校验、防雷及高压防护安全评估方法以及电磁环境影响环评方法尚无系统的研究，不利于“共享铁塔”的应用和推广。

南方电网贵州电网公司正在开展《5G时代电力和通信共享铁塔应用关键技术研究》研究，旨在研究共享铁塔各部分安全距离限值，提出通信基站安装位置选择方法，提出防雷接地和危险影响工程性技术解决方案；研究共享铁塔基站与线路设施之间电磁作用机制，建立基站电磁兼容优化设计方法，提出电磁环境评价及射频电磁干扰防护方法，为共享铁塔大范围工程应用提供科学和技术支撑。

5G共享铁塔在贵阳的应用

5G共享铁塔在毕节的应用

共享铁塔相关问题答疑

（1）电流和通信信号会不会互相干扰？

由于电网运行频率（50Hz）属于低频，通信基站运行时的频率是几百兆赫兹以上，远大于电网频率，所以二者之间不会相互干扰。同时，共享铁塔的电磁场分布特性研究结果表明，输电线路的电磁场不会影响通信基站。

（2）施工安全么？

施工时不仅要使基站天线达到满足信号的高度，还要符合电力行业带电作业的安全距离，会在保障施工人员安全前提下安装。

（3）抗风引雷问题如何解决？

在安装前会对杆塔的载荷、应力、风压等参数进行检测，根据检测结果来确定是否可以安装，安装的数量和重量为多少。

电力和通信行业都有自己的防雷标准。为了有效保护电力与通信安全，双方设备均需搭建接地网，并将电力铁塔接地网与通信基站接地网通过焊接连接。这样构成的联合接地网，不仅能有效降低铁塔的接地电阻值，还能够让基站地网的雷电流散流面积有效提升。

（4）断电是否影响信号呢？

由于高压取电投资大、建设方案成熟度低，目前仅处于研究阶段，在国内外均无应用，所以共享铁塔的基站取电并不是从本杆塔的高压线路取电。目前最常用的供电方式是由附近低压配电柜取电供给基站。因此，共享铁塔断电不会影响信号。

（5）共享铁塔由谁来维护？

共享铁塔的维护需要电力与通信公司联合，对于杆塔上构件的运行维护由电网公司负责，塔下通信设备的运维及检修由通信公司负责，并且各自承担相关责任及造成的第三方损失。

共享铁塔建设建议

综合国内的共享铁塔建设，汲取相关经验。对于共享铁塔建设需注意以下几个方面：

（1）电网与通信公司需要积极对接，制定好完整的工作思路与计划；

（2）电网公司共享电力杆塔信息给通信公司，通讯公司根据需求选点；

（3）电网与通信公司还需派人去现场勘查所选地点，对杆塔荷载情况进行分析，完善施工安装方案；

（4）签订分界点协议，对于后期的运行维护做出明确分工。杆塔上构件的运行维护由电网公司负责，塔下通信设备的运维及检修由通信公司负责；

（5）电网公司将市场运营流程、运营主体和运营模式统一规范，积极推进电力杆塔资源对外运营规范化、精细化、标准化发展，不断提高运营效率、效益。

共享铁塔带来的启示

（1）节约资源。据了解，每座通信塔大约需要15吨钢材，材料成本23万元左右，还要加上施工费13万元左右，同时每座塔需用地30。如果建成共享铁塔，可以大幅度降低投资成本，避免新建铁塔选址和征地、青苗补偿、大面积砍伐树木等问题。这只是一座杆塔带来的利益，如果推广至全国成千上万的杆塔，那么节约的资源大为可观。

（2）美化景观。共享铁塔应用前，各家运营商各自建塔，不仅让城市不美观，还极大的浪费土地资源。电力和通信共塔，不仅可以节约物质资源，还可以节约空间视觉资源，让随处景观更美观。

（3）市场决定。“共享铁塔”的合作模式是市场元素自我匹配的结果，符合十八届三中全会以来市场决定资源配置的方针。

（4）共享管廊。除了空中的铁塔资源可以共享之外，其实地下的管廊资源也是可以共享的。如果我们把电力、通讯、给排水、煤气等管线安排在同一个地下管廊之中，可以节约地下的空间，让维修工作更加便利。

由此可见，“共享铁塔”不仅可以节约资源，还有助于社会主义市场经济发展。在共享经济的发展潮流下，各行各业间的资源整合共享发展潜力巨大。随着5G通信网络的大规模覆盖，基站数量将会激增，只有深入发展共享铁塔模式才能支撑5G移动通信基站的建设。可以预见，电网公司与中国铁塔公司的合作将会更加密切，共享铁塔建设数量将会越来越多，共享铁塔将成为铁塔公司和电网公司互利共赢的一种新的发展模式。

参考文献：

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