变电站接地网与基站接地网间电连接方式的确定方法技术领域
本发明涉及变电站与基站共建技术领域，尤其涉及一种变电站接地网与
基站接地网间电连接方式的确定方法。
背景技术
变电站是电力系统中一次设备和二次设备最集中的场所，继电保护、测
控装置等设备通过控制回路、测量回路及电缆等与一次设备相连，并处于变
电站的强电磁环境中，承受各种电磁干扰。近年来，随着高压变电站电压等
级的提高，变电站一次系统电压的升高、容量的增大，电磁干扰更加严重。
变电站中的电磁搔扰源主要来自以下几方面：1)高压隔离开关和断路器
等开关操作，这些操作在一次系统中产生瞬态骚扰电流和过电压，通过测量
设备(如电压互感器、电流互感器等)耦合至二次系统，也可通过电磁场在
空间传播；2)雷击及系统短路，雷电流及系统短路电流在接地网上引起地电
位升高，从而造成人员伤害、设备损坏及对运行设备的干扰；3)局部放电，
高压系统的电晕、绝缘子沿面放电及绝缘击穿时，产生高频骚扰电流和电压，
在周围产生电磁辐射；4)变电站母线在其周围产生的电场和磁场；5)自然
现象，如雷击、静电放电、地磁干扰和核电磁脉冲等产生的骚扰。
由于电力变电站在运行中存在多种电磁搔扰源，当移动基站与变电站共
建时，电力变电站的电磁骚扰会对移动基站造成电磁干扰。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种变电站接地网与基站接
地网间电连接方式的确定方法，以减弱变电站与基站共建时，变电站的电磁
骚扰对基站造成的电磁干扰。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种变电站接地网与基站接地网间电连接方式的确定方法，包括：确定
变电站接地网与基站接地网间的待选电连接方式；采用各待选电连接方式，
仿真变电站接地网与基站接地网间的电连接，并计算各待选电连接方式下，
基站接地网观测点的地电位升；比较各待选电连接方式下，基站接地网观测
点的地电位升，确定最小的地电位升对应的待选电连接方式为目标连接方式。
优选的，采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网与基站接地网间的
电连接，并计算各待选电连接方式下，基站接地网观测点的地电位升包括：
利用CDEGS软件，建立计算模型，所述计算模型包括：基站铁塔、基站接地
网、变电站接地网、二次电缆屏蔽层，其中，所述基站铁塔与所述基站接地
网电连接，所述变电站接地网与二次电缆屏蔽层电连接；设置所述计算模型
的计算参数；采用各待选电连接方式，电连接所述基站接地网与所述变电站
接地网；向所述计算模型中输入故障信号大小，计算各待选电连接方式下，
基站接地网观测点的地电位升。
优选的，所述计算参数包括：所述变电站接地网和所述基站接地网中每
段导体的位置、半径、连接方式以及土壤电阻率。
优选的，所述故障信号为开关操作时产生的操作过电压，或短路发生时
产生的短路电流。
优选的，所述基站接地网包括：与所述基站直接电连接的第一基站接地
网以及通过第一导线与所述第一基站接地网电连接的第二基站接地网。
优选的，待选电连接方式包括：所述基站接地网与所述变电站接地网不
电连接。
优选的，待选电连接方式包括：第一基站接地网通过第二导线与所述变
电站接地网电连接，所述第二基站接地网通过所述第一基站接地网与所述变
电站接地网电连接。
优选的，待选电连接方式包括：第二基站接地网通过第二导线与所述变
电站接地网电连接，所述第一基站接地网通过所述第二基站接地网与所述变
电站接地网电连接。
优选的，待选电连接方式包括：所述第一基站接地网、第二基站接地网
均通过第二导线与所述变电站接地网电连接。
优选的，待选电连接方式包括：所述第一基站接地网、第二基站接地网
和所述第一导线均通过第二导线与所述变电站接地网电连接。
优选的，待选电连接方式包括：所述基站铁搭与所述变电站共用所述变
电站接地网。
优选的，该方法还包括：采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网与
基站接地网间的电连接，研究雷电对变电站中二次电缆屏蔽层的电磁干扰。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的技术方案，包括：确定变电站接地网与基站接地
网间的待选电连接方式；采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网与基站
接地网间的电连接，并计算各待选电连接方式下，基站接地网观测点的地电
位升；比较各待选电连接方式下，基站接地网观测点的地电位升，确定最小
的地电位升对应的待选电连接方式为目标连接方式，从而在变电站与基站共
建时，按照所述目标连接方式电连接所述变电站接地网和所述基站接地网，
可以使得所述基站接地网观测点的地电位升最小，即所述变电站的电磁骚扰
对所述基站的电磁干扰最小，以减弱变电站与基站共建时，变电站的电磁骚
扰对基站造成的电磁干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实
施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面
描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不
付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电连
接方式的确定方法流程示意图；
图2为本发明一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电连
接方式的俯视图；
图3为本发明另一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的俯视图；
图4为本发明再一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的结构示意图；
图5为图4中所提供的变电站接地网与基站接地网间电连接方式的俯视
图；
图6为本发明又一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的俯视图；
图7为本发明再一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的俯视图；
图8为本发明又一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的俯视图；
图9为本发明一个实施例中所提供的变电站接地网与基站接地网间电连
接方式确定方法中，研究雷电对变电站中二次电缆屏蔽层电磁干扰的计算流
程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，由于电力变电站在运行中存在多种电磁搔扰源，
当移动基站与变电站共建时，电力变电站的电磁骚扰会对移动基站造成电磁
干扰。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种变电站接地网与基站接地网间电连
接方式的确定方法，包括：
确定变电站接地网与基站接地网间的待选电连接方式；
采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网与基站接地网间的电连接，
并计算各待选电连接方式下，基站接地网观测点的地电位升；
比较各待选电连接方式下，基站接地网观测点的地电位升，确定最小的
地电位升对应的待选电连接方式为目标连接方式。
本发明实施例所提供的变电站接地网与基站接地网间电连接方式的确定
方法中，确定的所述目标连接方式对应的基站接地网观测点的地电位升最小，
从而在变电站与基站共建时，按照所述目标连接方式电连接所述变电站接地
网和所述基站接地网，可以使得所述基站接地网观测点的地电位升最小，即
所述变电站的电磁骚扰对所述基站的电磁干扰最小，以减弱变电站与基站共
建时，变电站的电磁骚扰对基站造成的电磁干扰。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图
对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够
以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本
发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种变电站接地网与基站接地网间电
连接方式的确定方法，包括：
S1：确定变电站接地网与基站接地网间的待选电连接方式。
在本发明的一个实施例中，所述基站接地网包括：与所述基站铁搭直接
电连接的第一基站接地网以及通过第一导线与所述第一基站接地网电连接的
第二基站接地网。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第一实施例中，如图2所示，
所述待选电连接方式包括：所述基站接地网2与所述变电站接地网3不电连
接，即所述第一基站接地网21与所述变电站接地网3不电连接，且所述第二
基站接地网22与所述变电站接地网3不电连接。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第二实施例中，如图3所示，
所述待选电连接方式包括：第一基站接地网21通过第二导线6与所述变电站
接地网3电连接，所述第二基站接地网22通过所述第一基站接地网21与所
述变电站接地网3电连接。优选的，所述第一基站接地网21中的3个网点通
过第二导线6与所述变电站接地网3中的3个网点电连接；所述第二基站接
地网22通过第一导线5与所述第一基站接地网21电连接，从而使得所述第
二基站接地网22通过所述第一基站接地网21与所述变电站接地网3电连接。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第三实施例中，如图4和图5
所示，所述待选电连接方式包括：第二基站接地网22通过第二导线6与所述
变电站接地网3电连接，所述第一基站接地网21通过所述第二基站接地网22
与所述变电站接地网3电连接。优选的，所述第二基站接地网22中的3个网
点通过第二导线6与所述变电站接地网3中3个网点电连接，所述第一基站
接地网21通过第一导线5与所述第二基站接地网22电连接，从而使得所述
第一基站接地网21通过所述第二基站接地网22与所述变电站接地网3电连
接。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第四实施例中，如图6所示，
所述待选电连接方式包括：所述第一基站接地网21、第二基站接地网22均通
过第二导线6与所述变电站接地网3电连接。即，所述第一基站接地网21通
过第二导线6与所述变电站接地网3电连接，且所述第二基站接地网22通过
第二导线6与所述变电站接地网3电连接。优选的，所述第一基站接地网21
中的3个网点通过第二导线6与所述变电站接地网3中的3个网点电连接，
所述第二基站接地网22中的3个网点通过第二导线6与所述变电站接地网3
中的3个网点电连接，从而使得所述第一基站接地网21、第二基站接地网22
均通过第二导线6与所述变电站接地网3电连接。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第五实施例中，如图7所示，
所述待选电连接方式包括：所述第一基站接地网21、第二基站接地网22和所
述第一导线5均通过第二导线6与所述变电站接地网3电连接。即，所述第
一基站接地网21通过第二导线6与所述变电站接地网3电连接，所述第二基
站接地网22通过第二导线6与所述变电站接地网3电连接，且所述第一导线
5通过第二导线6与所述变电站接地网3电连接。优选的，所述第一基站接地
网21中的3个网点通过第二导线6与所述变电站接地网3中的3个网点电连
接，所述第二基站接地网22中的3个网点通过第二导线6与所述变电站接地
网3中的3个网点电连接，所述第一导线5中的1个网点通过第二导线6与
变电站接地网3中1个网点电连接，从而使得所述第一基站接地网21、第二
基站接地网22和所述第一导线5均通过第二导线6与所述变电站接地网3电
连接。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的第六实施例中，如图8所示，
所述待选电连接方式包括：所述基站铁塔1与所述变电站共用所述变电站接
地网3，而不用通过导线电连接。
在本发明的其他实施例中，所述待选电连接方式还可以包括其他电连接
方式，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。
S2：采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3与基站接地网2间的
电连接，并计算各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地电位升。
在本发明的一个实施例中，采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3
与基站接地网2间的电连接，并计算各待选电连接方式下，基站接地网2观
测点的地电位升包括：
S201：利用CDEGS软件，建立计算模型，如图4所示，所述计算模型包
括：基站铁塔1、基站接地网2、变电站接地网3、二次电缆屏蔽层4，其中，
所述基站铁塔1与所述基站接地网2电连接，所述变电站接地网3与二次电
缆屏蔽层4电连接。
需要说明的是，CDEGS是电流分布(CurrentDistribution)、电磁场
(ElectromagneticFields)、接地(Grounding)和土壤结构分析(SoilStructure
Analysis)英文首字母的缩写，它是解决电力系统接地、电磁场和电磁干扰等
工程问题的强大工具软件
S202：设置所述计算模型的计算参数。
在本发明的一个实施例中，所述计算参数包括：所述变电站接地网3和
所述基站接地网2中每段导体的位置、半径、连接方式以及土壤电阻率。但
本发明对此并不做限定，在本发明的其他实施例中，所述计算参数还可以包
括其他参数，具体视情况而定。
具体的，在本发明的一个实施例中，所述二次电缆屏蔽层4两端通过铜
带与所述变电站接地网3电连接，所述计算参数包括：土壤电阻率为100Ωm，
水平接地体7的等效半径为0.00977米，埋深为0.8米，垂直接地体8的等效
半径为0.008923米，埋深为2.5米，外缘垂直接地体的间距为6米，均压带
上的垂直接地体4间距为6米，二次电缆屏蔽层4位于地上15cm。
S203：采用各待选电连接方式，电连接所述基站接地网2与所述变电站
接地网3。
S204：向所述计算模型中输入故障信号大小，计算各待选电连接方式下，
基站接地网2观测点的地电位升。
在本发明的一个实施例中，研究变电站开关操作时，所述变电站的电磁
骚扰对所述基站电磁干扰最小时，所述变电站接地网3与所述基站接地网2
之间的电连接方式。在本实施例中，所述故障信号为开关操作时产生的操作
过电压，S204为：向所述计算模型中输入开关操作时产生的操作过电压，利
用CDEGS软件，计算出各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地电位
升。
在本发明的另一个实施例中，研究变电站系统短路时，所述变电站的电
磁骚扰对所述基站电磁干扰最小时，所述变电站接地网3与所述基站接地网2
之间的电连接方式。在本实施例中，所述故障信号为短路发生时产生的短路
电流，S204为：向所述计算模型中输入变电站系统发生短路时产生的短路电
流，利用CDEGS软件，计算出各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的
地电位升。
S3：获得各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地电位升后，比
较各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地电位升，确定最小的地电
位升对应的待选电连接方式为目标连接方式。
在本发明的一个实施例中，获得各待选电连接方式下，基站接地网2观
测点的地电位升后，利用matlab软件进行绘图，比较各待选电连接方式下，
基站接地网2观测点的地电位升，从中选出基站接地网2观测点的地电位升
最小值，并将最小的地电位升对应的待选电连接方式为目标连接方式，即变
电站与基站共建时，所述变电站接地网3与所述基站接地网2之间的电连接
方式。
由于所述目标连接方式对应的基站接地网2观测点的地电位升最小，故
在变电站与基站共建时，按照本发明实施例所提供的目标连接方式电连接所
述变电站接地网和所述基站接地网，可以使得所述基站接地网2观测点的地
电位升最小，即所述变电站的电磁骚扰对所述基站的电磁干扰最小，以减弱
变电站与基站共建时，变电站的电磁骚扰对基站造成的电磁干扰。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，该方法还包括：
S4：采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3与基站接地网2间的
电连接，研究雷电对变电站中二次电缆屏蔽层4的电磁干扰。
具体的，在本发明的一个实施例中，采用各待选电连接方式，仿真变电
站接地网3与基站接地网2间的电连接，研究雷电对变电站中二次电缆屏蔽
层4的电磁干扰包括：
S401：采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3与基站接地网2间
的电连接，并计算各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4上的暂态电流；
S402：比较各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4上的暂态电流，确
定最小的暂态电流对应的待选电连接方式为目标连接方式。
在上述实施例的基础上，采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3
与基站接地网2间的电连接，并计算各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4
上的暂态电流包括：
利用CDEGS软件，建立计算模型，所述计算模型包括：基站铁塔1、基
站接地网2、变电站接地网3、二次电缆屏蔽层4，其中，所述基站铁塔与所
述基站接地网2电连接，所述变电站接地网3与二次电缆屏蔽层4电连接；
设置所述计算模型的计算参数；
采用各待选电连接方式，电连接所述基站接地网2与所述变电站接地网3；
向所述计算模型中输入激励电流，计算各待选电连接方式下，二次电缆
屏蔽层4上的暂态电流。
在本发明的另一个实施例中，采用各待选电连接方式，仿真变电站接地
网3与基站接地网2间的电连接，研究雷电对变电站中二次电缆屏蔽层4的
电磁干扰包括：
S403：采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3与基站接地网2间
的电连接，并计算各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4上的芯线骚扰电
压；
S404：比较各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4上的芯线骚扰电压，
确定最小的芯线骚扰电压对应的待选电连接方式为目标连接方式。
在上述实施例的基础上，采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3
与基站接地网2间的电连接，并计算各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4
上的芯线骚扰电压包括：
利用CDEGS软件，建立计算模型，所述计算模型包括：基站铁塔1、基
站接地网2、变电站接地网3、二次电缆屏蔽层4，其中，所述基站铁塔1与
所述基站接地网2电连接，所述变电站接地网3与二次电缆屏蔽层4电连接；
设置所述计算模型的计算参数；
采用各待选电连接方式，电连接所述基站接地网2与所述变电站接地网3；
向所述计算模型中输入激励电流，计算各待选电连接方式下，二次电缆
屏蔽层4上的芯线骚扰电压。
具体的，在本发明的一个实施例中，如图9所示，向所述计算模型中输
入激励电流，计算各待选电连接方式下，二次电缆屏蔽层4上的暂态电流和
芯线骚扰电压包括：
利用快速傅立叶变换(FFT)，计算雷电流的频谱密度，根据其频谱密度
的特点，选取适量的计算频率点(f1，f2…fn)；
利用矩量法，计算给定计算频率点的单位注入电流(激励源)对应的二
次电缆屏蔽层4电流，将二次电缆屏蔽层4电流和二次电缆屏蔽层4蔽中电
缆转移阻抗对应相乘得到二次电缆屏蔽层4中电缆芯线的骚扰电压；
将各个计算频率点对应的二次电缆屏蔽层4电流和芯线骚扰电压分别与
雷电流的频谱密度对应相乘，并利用快速傅立叶反变换(IFFT)得到雷击变
电站接地网3时，二次电缆屏蔽层4上的暂态电流和芯线骚扰电压。
获得所述二次电缆屏蔽层4上的暂态电流或芯线骚扰电压后，利用matlab
软件进行绘图，比较各待选电连接方式下，所述二次电缆屏蔽层4上的暂态
电流或芯线骚扰电压，从中选出二次电缆屏蔽层4上的暂态电流或芯线骚扰
电压最小值，并将最小的暂态电流或芯线骚扰电压对应的待选电连接方式为
目标连接方式，即变电站与基站共建时，所述变电站接地网3与所述基站接
地网2之间的电连接方式。
由于所述目标连接方式对应的二次电缆屏蔽层4上的暂态电流或芯线骚
扰电压最小，故在变电站与基站共建时，按照本实施例所提供的目标连接方
式电连接所述变电站接地网和所述基站接地网，可以使得所述二次电缆屏蔽
层4上的暂态电流或芯线骚扰电压最小，即雷电对所述变电站的电磁干扰最
小，以减弱变电站与基站共建时，雷电对变电站造成的电磁干扰。
综上所述，本发明实施例所提供的变电站接地网3与基站接地网2间电
连接方式的确定方法，通过改变所述变电站接地网3与基站接地网2之间的
电连接方式以及所述变电站接地网3与所述基站接地网2之间的距离，确定
待选电连接方式，再采用各待选电连接方式，仿真变电站接地网3与基站接
地网2间的电连接，并计算各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地
电位升；然后，比较各待选电连接方式下，基站接地网2观测点的地电位升，
确定最小的地电位升对应的待选电连接方式为目标连接方式，从而在变电站
与基站共建时，按照所述目标连接方式电连接所述变电站接地网3和所述基
站接地网2，可以使得所述基站接地网2观测点的地电位升最小，即所述变电
站的电磁骚扰对所述基站的电磁干扰最小，以减弱变电站与基站共建时，变
电站的电磁骚扰对基站造成的电磁干扰，进而提供了一种保护最有效、资源
利用率最高、施工难度最小的地网接地方法。
本发明实施例所提供的变电站接地网3与基站接地网2间电连接方式的
确定方法，可直接应用于移动基站与电力变电站共建项目，从而达到基站和
变电站的共建共享，为国家节约大量的土地资源和建设资金，同时为电力拓
展多种盈利手段。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与
其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用
本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易
见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，
在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而
是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。