輸電線路對無線電干擾的實(shí)例分析及對策

摘要:文章針對一條輸電線路由于市政建設(shè)而改道的具體工程實(shí)例，分析輸電線路接近無線電臺的干擾問題，提出輸電線路干擾無線電通信的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞:輸電線路;無線電;干擾;場強(qiáng);防護(hù)間距

中圖分類號:TM726文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)14-0075-02

隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，征地難度加大，輸電線路通道越來越擁擠，設(shè)計(jì)人員在選線過程中不可避免地要考慮到社會發(fā)展、城市規(guī)劃、工業(yè)企業(yè)發(fā)展前景。某110 kV輸電線路(從220 kV變電站進(jìn)110 kV變電站，中間T接進(jìn)另1個(gè)110 kV變電站)為雙回同塔設(shè)計(jì)。由于城市建設(shè)的需要，有關(guān)部門要求對其中1小段線路改道?，F(xiàn)場勘測后發(fā)現(xiàn)，改線路徑只能從該市中波無線電臺南面通過。現(xiàn)場測量后，改線路徑與電臺天線間的距離，略低于國家標(biāo)準(zhǔn)允許值。由于通道非常擁擠，有關(guān)部門要求設(shè)計(jì)方盡量按前述方案走線，因此需要進(jìn)一步從無線電干擾的角度進(jìn)行精密計(jì)算并提出應(yīng)對措施，如仍然不符合要求，則只能調(diào)整方案。

1現(xiàn)場情況

該110 kV線路導(dǎo)線為LGJ-240/30，避雷線為GJ-50，絕緣子為普通瓷絕緣子，懸垂串8片，耐張雙串9片，金具采用國家標(biāo)準(zhǔn)金具，桿塔全線按雙回路同塔設(shè)計(jì)，逐基接地，接地電阻合格。由于城市建設(shè)需要，對線路經(jīng)過中波無線電臺附近的一段改道，改線后的路徑需由中波無線電臺非主要接收向南面通過，在電力線長456 m的較小范圍內(nèi)，與電臺間隔較為接近。電力線路邊線離電臺天線最小距離，第一方案為150 m，第二方案為190 m。此中波無線電臺為三級臺。電臺設(shè)有中波調(diào)幅廣播收(發(fā))信、電視差轉(zhuǎn)臺(VHFI為電視甚高頻I段，頻率在48.5～92 MHz;VHFⅡ?yàn)殡娨曊{(diào)頻甚高頻Ⅱ段，頻率在87～108 MHz;VHFⅢ為電視甚高頻Ⅲ段，頻率在167～223 MHz)，其天線位于山頂上。電視差轉(zhuǎn)臺使用的最小信號場強(qiáng)為110～120 dB(μV/m)。

2分析計(jì)算電力線與電臺間隔距

輸電線路導(dǎo)線表面存在電暈現(xiàn)象，在電暈過程中會出現(xiàn)一些有害的、頻帶很寬的電磁波，干擾無線電通信。根據(jù)國際慣例，這里把無線電干擾簡稱為RI。RI本質(zhì)上是帶電粒子的運(yùn)動或電荷的中和過程。輸電線路的RI是由均勻干擾、不均勻干擾、脈沖干擾構(gòu)成，其干擾頻譜非常寬，從0.1 MHz到1000 GHz。嚴(yán)格意義上講，輸電線路對任何頻率的無線電接收設(shè)備都會產(chǎn)生干擾。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，輸電線路的RI主要是對調(diào)幅廣播、通信(550 kHz～12 MHz)和電視產(chǎn)生干擾。輸電線路對無線電通信的干擾程度取決于輸電線路與收信設(shè)備之間的距離、接收天線的方位、接收設(shè)備的性能、制式、輸電線路參數(shù)以及天氣情況。因此，對輸電線路RI進(jìn)行防護(hù)的基本思路是:第一，規(guī)定輸電線路RI標(biāo)準(zhǔn);第二，抓好輸電線路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行環(huán)節(jié);第三，從被干擾對象上提高收信效益，增加抗干擾能力。

由于本工程項(xiàng)目是輸電線路改道，因此從設(shè)計(jì)的角度主要考慮防護(hù)間距，在施工及運(yùn)行中采取保護(hù)措施。根據(jù)GBJ143-90《架空電力線路、變電所對電視差轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)播臺無線電干擾防護(hù)間距標(biāo)準(zhǔn)》第2.0.1條規(guī)定:對110kV電力線路與電視差轉(zhuǎn)臺的防護(hù)距規(guī)定為VHF(I)不應(yīng)小于300m;VHF(Ⅲ)不應(yīng)小于150m。根據(jù)DL/T5040—95《高壓送電線路對無線電臺影響設(shè)計(jì)規(guī)定》第3.0.1條規(guī)定:對110 kV電力線路與中波調(diào)幅廣播三級收信臺規(guī)定為300 m。

①下面用國家標(biāo)準(zhǔn)《防護(hù)間距的計(jì)算方法》對電視差轉(zhuǎn)臺及轉(zhuǎn)播臺進(jìn)行計(jì)算。

GBJ143-90《架空電力線路、變電所對電視差轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)播臺無線電干擾防護(hù)間距標(biāo)準(zhǔn)》第2.0.3條指出:當(dāng)不能滿足第2.0.1條規(guī)定的防護(hù)間距時(shí)，可通過測量并按照附錄《防護(hù)間距的計(jì)算方法》進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算公式如下:

D=20×2(N20-S+S/N+A)/B

式中:

D——防護(hù)間距(m);

N20——距架空電力線路20 m處時(shí)，在給定置信水平和時(shí)間概率下的對電視干擾的統(tǒng)計(jì)值。對110 kV電力線，VHF(I)為27 dB，VHF(Ⅲ)為18 dB;

S——電視差轉(zhuǎn)、收轉(zhuǎn)信號場強(qiáng)(dB);

S/N——電視差轉(zhuǎn)、收轉(zhuǎn)所需的信干比，按40dB計(jì)算;

B——每倍程距離干擾場強(qiáng)的衰減量，按6dB計(jì)算;

A——干擾分配系數(shù)，在電視差轉(zhuǎn)、收轉(zhuǎn)臺附近存在有兩個(gè)或兩個(gè)以上干擾源時(shí)，A=3。

若電視差轉(zhuǎn)、收轉(zhuǎn)信號場強(qiáng)取100 dB，需要的防護(hù)距離為:VHF(I)電視頻段防護(hù)距離0.625 m，VHF(Ⅱ)調(diào)頻段防護(hù)距離0.442 m，VHF(Ⅲ)電視頻段0.221 m。這就意味著，電力線從電臺天線附近通過也能滿足防護(hù)距離的要求。因?yàn)樾盘柕墓ぷ鲌鰪?qiáng)太高了，干擾電平顯得微不足道，這是一種特殊情況。從以上計(jì)算可以看出，按電臺提供的信號場強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算，改線段電力線對電視差轉(zhuǎn)臺的防護(hù)距離已完全滿足要求，電力線無需采取任何防護(hù)措施。

②下面用國家標(biāo)準(zhǔn)《防護(hù)間距的計(jì)算方法》對中波調(diào)幅廣播收信臺進(jìn)行計(jì)算。

DL/T5040—95《高壓送電線路對無線電臺影響設(shè)計(jì)規(guī)定》第3.0.2條規(guī)定:當(dāng)不能滿足300m的防護(hù)間距時(shí)，可用計(jì)算方法及下面的公式計(jì)算防護(hù)間距。其公式如下:

式中:

E0——送電線路基準(zhǔn)無線電干擾場強(qiáng)按規(guī)定計(jì)算，雙回送電線路為33.96 dB;

ΔEf——無線電干擾頻率修正值;

ΔEf=5{1-2[lg(10f)]2}，ΔEf按中波f=1 MHz計(jì)算為-5 dB;

ΔEw——雨天無線電干擾增量，取10 dB;

N0——90%的大氣環(huán)境噪聲場強(qiáng)，環(huán)境噪聲取19.2 dB;

ΔN——大氣環(huán)境噪聲增量，按規(guī)定取1.5 dB。

代入上式中計(jì)算得最小防護(hù)距離為141 m(天線到改線路徑的中心線)。電力線改線路徑第二方案到天線的距離190 m，完全滿足中波調(diào)幅廣播收信臺141 m的要求?？紤]到強(qiáng)電對弱電干擾的保護(hù)應(yīng)留有一定余地，在電力線改

線段的設(shè)計(jì)上，在不增加太大投資的前提下，仍然有必要采取一些措施。

3結(jié) 論

110 kV同塔雙回輸電線路因城市規(guī)劃，改線路徑需從市廣播電視事業(yè)局發(fā)射臺天線背側(cè)通過，保證改線路徑從電臺非主要接收方向一側(cè)通過。改線路徑采用第二方案，線路中心線距離電臺天線197 m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對中波廣播電臺、各頻道電視差轉(zhuǎn)臺的最小防護(hù)間距均能滿足要求。改線路徑對無線電臺無干擾影響。同時(shí)，強(qiáng)電對弱電干擾的保護(hù)應(yīng)留有余地，有必要采取積極的防護(hù)措施，擴(kuò)大線路與電臺的間距，改線路徑盡量從電臺非主要接收方向一側(cè)通過;接近段導(dǎo)線上采用自潔性能好的玻璃絕緣子，降低污閃的機(jī)率;改善金具的起暈電壓，用光潔度好的金具;在接近段導(dǎo)線不接頭;降低導(dǎo)線表面場強(qiáng)，采用無傷痕的導(dǎo)線，舊導(dǎo)線拆除不宜碰觸地面;新導(dǎo)線放線時(shí)宜采用張力放線，保護(hù)導(dǎo)線不磨損。

參考文獻(xiàn):

[1] 凡守峰.淺談高壓架空送電線路無線電干擾問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007，(32).

[2] 莊池杰，曾嶸，龔有軍，等.交流輸電線路的無線電干擾計(jì)算方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，(2).

[3] 王群，李永卿，陳靜，等.110kV高壓輸電線路電磁場分析及評價(jià)[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(3).

[4] DL/T5040-95，高壓送電線路對無線電臺影響設(shè)計(jì)規(guī)定[S].

[5] GBJ143-90，架空電力線路、變電所對電視差轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)播臺無線電干擾防護(hù)間距標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] GB7495-87，架空電力線路與調(diào)幅廣播收音臺的防護(hù)間距[S].

[7] GB15707-1995，高壓交流架空送電線路無線電干擾限值[S].

[8] DL/T691-1999，高壓架空送電線路無線電干擾計(jì)算方法[S].

[9] 張殿生.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊[M].北京:水利電力出版社，1996.