为什么单极塔是比较好的电信解决方案
一、单极塔的节能优势
单极塔在电信解决方案中具有显著的节能优势。其中，单基站能够节省电费 20%，这一成果主要得益于削峰填谷电源的应用。削峰填谷电源在用电低谷时段储存能源，高峰时段为 5G 基站供电，极大地缓解了 “功耗过高” 这一困扰 5G 运营的最大难题。
以国内规模最大的 5G 智能电网项目为例，该项目由国网山东青岛供电公司与中国电信青岛分公司、华为技术有限公司联合打造。截至目前，合作三方在青岛西海岸古镇口、崂山金家岭、奥帆中心等地已部署 30 余个 5G 基站。具体来看，削峰填谷电源通过合理利用不同时段的电能，为 5G 基站提供稳定的电力供应。据测算，单基站将节省用电费用 20%，这种 5G 基站电力供应智能削峰填谷方案每年仅一个基站就可以节省电费 1.38 万元。如果青岛地区三大电信运营商预计建设的 1.4 万个 5G 基站将来可以大规模推广，将产生巨大的经济效益和社会效益。
二、单极塔助力线路故障 “零感知”
5G 与边缘计算、网络切片等技术结合，为电网提供安全隔离的专用网络，实现电网对配电线路故障在几十毫秒内自动切除，用户在线路故障时 “零感知”。这一优势得益于多种先进技术的协同作用。
边缘计算网关在电力系统中发挥着关键作用。它提升了电力系统的实时性，通过将计算和数据处理能力下沉至网络边缘，避免了数据往返于云端产生的时延，使得电网管理者能够迅速获取实时数据，做出精准决策。例如，在电网故障发生时，边缘计算网关能够立即对故障信息进行采集、处理和分析，并触发应急响应机制，有效缩短故障恢复时间，保障电力供应的稳定性与安全性。
同时，边缘计算网关增强了电力系统的安全性。作为第一道防线，它通过实现对接入设备的身份验证、数据加密和访问控制，有效防止外部攻击和非法访问。并且，其本地处理能力可以对敏感数据进行脱敏处理，降低数据泄漏的风险。在智能电网中，边缘计算网关能够轻松连接各种异构设备和系统，实现数据的互联互通，为电力系统的稳定运行提供坚实保障。
此外，5G 智能电网也为线路故障 “零感知” 提供了有力支持。以国网青岛供电公司与中国电信青岛公司、华为公司联合打造的 5G 智能电网项目为例，该项目在青岛部署了 30 余个 5G 基站，借助 5G 技术赋能传统电网转型升级。其中，5G 削峰填谷基站投入运行，通过在用电低谷时段储存能源，高峰时段为 5G 基站供电，平衡了电网用电高峰和低谷时段的整体负荷，降低了 5G 基站的运维成本。同时，5G 通信技术的低时延、低抖动、安全可靠等优势，契合了配网线路差动保护的需求，能够实现电网对配电线路上发生的故障在几十毫秒内自动切除，让不在故障区域的用户感受不到故障的存在。
边缘计算和 5G 的结合为未来的公用电网带来了新的机遇。边缘计算使数据能够在数据来源处或附近进行处理，5G 无线的可用性通过在边缘设备和边缘服务器之间实现更快的通信使边缘计算的优势更加复杂，从而允许实时或接近实时地监视和控制设备。例如，在变电站中，边缘计算为各个变电站创造了更大的自主权，允许实时识别和响应事件；在现场资产方面，边缘计算使公用事业能够动态监控和管理电线杆、电线、开关和变压器等资产；在消耗点，新一代智能电表可能具有内置分析引擎，能够为客户和电网运营商提供可操作的见解。
综上所述，5G 与边缘计算、网络切片等技术的结合，为电网提供了安全隔离的专用网络，实现了电网对配电线路故障的快速自动切除，使用户在线路故障时 “零感知”，为电力系统的稳定运行和高效服务提供了有力保障。
三、单极塔在采动影响区的优势
1. 采用单极塔可将直流线路的同塔双极架设拆分为两个单极运行，避免过大的扭距和扭转变形问题，降低两极同时受损风险，增加线路安全可靠性。
在采动影响区，由于煤炭开采等原因，塔位不可避免地会发生沉降。当采用同塔双极架设时，过大的扭矩和扭转变形问题可能会导致线路受损，增加维修成本和停电风险。而单极塔的设计可以将直流线路的同塔双极架设拆分为两个单极运行，有效避免了这些问题。
例如，在国内首个 “风光火储一体化” 送电特高压工程中，湖南院负责设计的包 5 在采动影响区采用了 16 基单极塔。通过这种方式，降低了两极同时受损的风险，增加了采动影响区线路的安全可靠性。同时，单极塔的设计也改善了铁塔的受力情况，降低了基础作用力对地基的影响。
2. 采动影响区塔位设置防护大板后，可有效抵抗下部土体的不均匀沉降，降低输电铁塔支座位移和上部结构应力，缓解上部铁塔杆件变形。
采动影响区的土体不均匀沉降是影响输电铁塔稳定性的重要因素之一。为了解决这个问题，在塔位设置防护大板是一种有效的措施。
通过数值计算及实验研究成果表明，防护大板可以有效抵抗下部土体的不均匀沉降。例如，在采动影响区，当铁塔发生倾斜时，防护大板可以降低输电铁塔支座位移和上部结构应力，缓解上部铁塔的杆件变形。
在国内首个 “风光火储一体化” 送电特高压工程中，湖南院采用了 37 基防护大板基础，提高了线路运行的安全可靠性。防护大板基础的设计不仅可以抵抗土体不均匀沉降，还可以提高铁塔的抗变形能力，为输电线路的安全稳定运行提供了有力保障。
四、单极塔的建设模式创新
1. “铁塔模式” 成为国企改革标杆，中国铁塔通过推进通信设施 “入法”“入规”，显著改善通信建设环境，降本增效成效显著，社会效益突出。
中国铁塔作为国有大型通信基础设施服务企业，自成立以来，积极推进通信设施 “入法”“入规”。通过凝聚行业合力，牵头解决通信设施通行权问题，有效打通了网络建设的 “最后一公里”，显著改善了通信建设环境。
在降本增效方面，8 年来，全行业通过深化共享共节省投资 1720 亿元。中国铁塔提高塔类资源设施共享率，加速了网络建设进程，使网络部署更加 “多快好省”。例如，在基站建设中，中国铁塔大量使用社会资源，如灯杆、监控杆、电力塔、交通指示牌等，使得共享范围更大，网络部署更快，成本更低。以京张高铁全线 5G 公网覆盖为例，中国铁塔协同三大基础电信运营商深化资源共享，争取铁路部门支持共享利用 8 座铁路通信塔、54 处电力箱变、120 处设备洞室和 143 公里槽道，减少了重复建塔的资源浪费，缩短了布设基站的施工周期，让京张高铁成为全球首条 5G 网络全覆盖的智慧高铁。
在社会效益方面，中国铁塔通过深化共建共享节约了大量土地、钢材等资源，相当于共减少碳排放 2670 万吨，并促进铁塔等通信设施与城市环境和生态环境协调发展。同时，在推进普遍服务、疫情防控、防灾减灾等惠民共享方面发挥了重要作用。
2. 探索 “社会塔” 变 “通信塔”、“通信塔” 变 “数字塔” 的新模式，在基站建设中大量使用社会资源，共享范围更大，网络部署更快，成本更低。
中国铁塔在通信设施建设模式上勇于创新，立足资源共享，全面推进 “一体两翼” 战略布局。以面向通信行业的运营商业务为 “一体”，以面向社会的智联业务（原跨行业业务）和能源业务为 “两翼”，持续做大共享协同文章。
在基站建设中，中国铁塔积极探索 “社会塔” 变 “通信塔”、“通信塔” 变 “数字塔” 的新模式。例如，滆湖是苏南地区仅次于太湖的第二大湖泊，一座长达 8.8 公里的高速铁路横跨湖中。为解决铁路公网覆盖难题，江苏铁塔建设团队在铁路设计初期通过反复认证，并纳入桥梁主体工程设计，使得桥上 5G 公网覆盖成为可能。同时，在滆湖段铁路沿线设置 48 座定制 “微型塔”—— 微型信号发射站，解决了覆盖和干扰问题。该方案的建设成本较传统漏缆方案节约了三分之二，同时也填补了国内跨湖跨海铁路特大桥公网覆盖领域的空白。
此外，中国铁塔还将通信塔变为数字塔，为千行百业提供信息化服务。在 “健康长江泰州指挥中心”，中国铁塔江苏分公司通过在长江沿线的通信塔上建设高空视频监控和雷达监控，利用 AI 人工智能、AR 增强显示、大数据分析等信息技术手段，辅助长江生态保护的日常管理工作。在新县，信阳铁塔和当地合作建设的 “畅游新县” 5G + 智慧文旅项目，利用铁塔站址挂载全景摄像机，结合 VR、AI、云计算、大数据等技术，将传统的通信塔变为能感知、会说话的 “数字塔”，打造全新的慢直播、VR 等服务，助推新县建设文旅融合发展示范区。在河南，河南铁塔依托铁塔站址资源实现 “挂载设备 + 行业应用”，向各级各类机构提供铁塔视联、数据监测和综合集成服务，高效满足我省千行百业的数字化需求。
通过这种新模式，中国铁塔在基站建设中大量使用社会资源，使得共享范围更大，网络部署更快，成本更低。同时，也为经济社会各领域的数字化转型赋能，有效提升了存量通信资源价值，拓展了通信行业的数字化发展新动能。
五、单极塔的优化分析
采用有限元方法对极导线挂横担、极导线挂塔身跳线地线不共横担和极导线挂塔身跳线地线共横担三种导地线布置形式进行分析比较，结果表明极导线挂塔身可减少铁塔偏心受力，降低铁塔重量，其中极导线跳线与地线共横担布置经济指标最优。
单极终端塔通常采用 “F” 型布置，极导线横担、金属回流线横担和地线支架布置在塔身的一侧，是一种典型的不对称偏心受力结构，塔身会承受较大弯矩和扭矩，需增加塔身口宽和加大塔身坡度以增加抵抗弯矩、扭矩和变形的能力。为减少偏心力，提出三种挂线方式：极导线挂横担，跳线采用 V 串；极导线挂塔身，跳线地线不共横担；极导线挂塔身，跳线地线共横担。
计算结果显示，第一种布置形式主材规格和铁塔重量明显大于后两种形式。这是因为极导线张力通过横担传递至塔身和塔脚，极导线横担承受较大张力，同时由于偏心力作用，塔身还需承受较大弯矩和扭矩，导致塔重整体偏大。后两种形式主材规格和铁塔重量较为接近，将极导线挂点移至塔身，明显改善了铁塔的偏心受力，消除了由于极导线偏心所产生的扭矩，塔重降低约 30.4%。
由于挂线方式改变后，横担仅需承受自身重力和跳线重量。虽然布置形式二铁塔结构形式更为清晰，但形式三有效地利用了地线支架与极导线和回流线的高度要求和偏距要求，采用地线与跳线共横担布置，铁塔经济指标最优。
六、单极塔的市场前景
1. 全球与中国电信塔市场规模不断增长，单极塔作为电信塔的一种类型，具有广阔的市场前景。
◦ 电信塔调研报告显示，全球与中国电信塔市场规模在 2023 年分别达 3049.47 亿元（人民币）与 1219.48 亿元，至 2029 年全球电信塔市场规模将以 4.39% 的 CAGR 增长至 3903.28 亿元。单极塔作为电信塔的重要类型之一，随着电信塔市场规模的不断增长，其市场前景也十分广阔。
◦ 全球及中国塔市场容量预测分析报告指出，2023 年全球塔市场规模达亿元（人民币），中国塔市场规模达亿元。到 2029 年，全球塔市场规模预计将达到亿元，在预测期间内，全球塔市场年均复合增长率将会达到 %。电信塔可进一步细分为格子塔、单极塔、Guyed 塔、隐身塔等，单极塔在整个塔市场中也有着重要的地位。
◦ 2024 年塔行业容量与增长态势研究报告显示，2022 年全球与中国塔市场容量分别为亿元（人民币）与亿元。预计全球塔市场规模在预测期将以 % 的 CAGR 增长并预估在 2028 年达亿元。单极塔作为塔的细分类型之一，也将随着塔市场的增长而迎来广阔的发展空间。
2. 单极塔在电信领域具有诸多优势，如简洁美观、占地面积小、施工安装速度快等，下游需求量大并将持续增加，且有政府政策支持和 5G 发展带来的新需求。
◦ 通信铁塔和机房类型介绍中提到，单管塔（单极塔的一种）具有简洁、美观、占地面积较小、施工安装速度快等优点。适用于具备吊装设备操作条件下的各类场景，这些优势使得单极塔在电信领域具有很大的吸引力。
◦ 电信塔行业报告中指出，电信塔行业的优点包括没有替代产品、下游需求量大并将持续增加、业务比较稳定。单极塔作为电信塔的一种类型，也受益于这些优点。随着 5G 网络的发展和普及，对电信塔的需求将不断增加，单极塔的下游需求量也将持续增长。
◦ 行业研究报告提到，5G + 时代来临，政策顶层引导推动产业成熟，5.5G 发展获得关键进展，催化基站射频新需求。5G 和 5.5G 的发展将带来新一轮大规模组网需求，单极塔作为电信解决方案的一种，将在 5G 和 5.5G 网络建设中发挥重要作用。同时，政府对 5G/6G 系统的支持，也为单极塔的发展提供了政策保障。
◦ 电信塔市场运行现状及发展趋势分析报告指出，推动全球电信塔市场规模增长的一个关键因素是对长期演进（LTE）- 高级的投资不断增长，以及 5G 网络的商业应用将带来新一轮大规模组网需求。单极塔在满足这些需求方面具有独特的优势，如简洁美观、占地面积小、施工安装速度快等，因此其市场前景广阔。
