輸電線路電磁環(huán)境問題與實(shí)踐研究

司馬學(xué)凱

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000）

輸電線路電磁環(huán)境問題與實(shí)踐研究

司馬學(xué)凱

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市民提高了自己的生活環(huán)境要求，環(huán)境意識也逐漸增強(qiáng)，輸電線路的電磁環(huán)境問題被提上日程。輸電線路的電磁環(huán)境情況，可解決電磁環(huán)境所帶來的糾紛問題。文章分析了電磁環(huán)境的評價(jià)指標(biāo)，以100-500kV輸電線路為例，計(jì)算不同情況下電磁環(huán)境主要參數(shù)的變化，研究電磁環(huán)境可能出現(xiàn)的問題，并提出改進(jìn)措施。

輸電線路；電磁環(huán)境；實(shí)踐

1 電磁環(huán)境指標(biāo)

1.1 工頻磁場評價(jià)指標(biāo)

就工頻磁場而言，目前多個(gè)國家都采用ICNIRP提出的ICNIRP導(dǎo)則，并得到不斷推廣，磁感應(yīng)強(qiáng)度評價(jià)指標(biāo)目前推薦的是0.1mT的工頻限值。

1.2 工頻電場

由于國情不同，每個(gè)國家的輸電線路電磁環(huán)境指標(biāo)不一，但其中較為相似的地方有：公共區(qū)域的電場強(qiáng)度低于5kV/m；輸電線路下方的電場強(qiáng)度在10-15kV/m范圍內(nèi)，越過通過處的電場通常在1-10kV/ m值域內(nèi)。國內(nèi)環(huán)境指標(biāo)表明500kV以下等級的輸電線電路是以4kV/m來作為工頻電場指標(biāo)。

1.3 無線電干擾

輸電線路及其金具發(fā)生電暈時(shí)，可在導(dǎo)線中注入電流脈沖，電流脈沖由注入點(diǎn)逐漸向?qū)Ь€兩端流動(dòng)，在周圍形成磁場，也就是無線電干擾場。磁場會(huì)受到天氣、導(dǎo)線的相間距、子導(dǎo)線半徑、懸掛高度和分裂數(shù)等的影響，

1.4 可聽噪聲指標(biāo)

可聽噪的產(chǎn)生一般有兩種情況：一是在天氣較差時(shí)，因風(fēng)、雨等的作用產(chǎn)生碎裂聲似得噪聲；二是120Hz和120Hz的倍數(shù)頻率會(huì)產(chǎn)生嗡嗡的聲音。天氣較好時(shí)，電暈可聽噪聲不明顯，下雨天時(shí)電暈放電強(qiáng)度明顯增大，可聽噪聲增大。

2 主要參數(shù)計(jì)算模型

2.1 工頻電磁場計(jì)算

工頻電磁場運(yùn)用矩量法和HIFREO模塊來分析，首先就線性結(jié)構(gòu)而言，電位滿足積分方程：

應(yīng)用輸電線路懸鏈線方程（4）得出

把線路的最大弧垂fm作為輸入?yún)?shù)，把式（5）帶入式（6）得出式（7）：

式（7）中，當(dāng)線路最大弧垂fm、架空線懸點(diǎn)間高差h、線路的檔距l(xiāng)、檔距一端的桿塔高度H1確定，可得出該檔距中的線路幾何形態(tài)。

2.2 無線電的計(jì)算模型

計(jì)算架空送電線產(chǎn)生的0.15-30MHz頻段無線電，其計(jì)算方法：通過式（7）計(jì)算0.5MHz時(shí)無線電干擾場強(qiáng)：

根據(jù)式（8）可計(jì)算出架空電線的三相導(dǎo)線，每相在某點(diǎn)產(chǎn)生無線電干擾場強(qiáng)，一相無線電干擾場強(qiáng)比其余兩相大，無線電干擾場強(qiáng)的值就是所計(jì)算的場強(qiáng)［2］。

3 計(jì)算電磁環(huán)境

3.1 500kV電磁環(huán)境

分析單雙回路來研究500kV的電磁環(huán)境。在桿塔布置下，分析1.5m處的噪聲、電磁場和無線電干擾情況。相關(guān)參數(shù)設(shè)置為：計(jì)算線路電流為800Α、子導(dǎo)線半徑為13.8mm，相電壓值288.683kV，豎線線路視為直線，檔距300m。單回路導(dǎo)線離地面高度分別為15m、16m、17m、18m、19m、20m；雙回路導(dǎo)線離地面高度分別為15m、18m。

3.1.1 計(jì)算單回路電磁環(huán)境

以500kV單回路酒杯塔為例，按照條件、圖中參數(shù)及計(jì)算模型得出酒杯塔單回路距離地面1.5m處產(chǎn)生的電磁場和無線電干擾分布情況。邊相投影20m處，地面與導(dǎo)線高度在15-20m的范圍里，無線電干擾值小于限值。電場距離中心處的40m處，電場強(qiáng)度穩(wěn)定，衰減緩慢。導(dǎo)線經(jīng)過不同高度的變化，1.5m處的磁場都在逐步減小［3］。輸電線路在高度設(shè)計(jì)中不用考慮磁場影響。

3.1.2 計(jì)算雙回路電磁環(huán)境

據(jù)條件，雙回路電磁環(huán)境導(dǎo)線與地面高度取值是15m和18m。雙回路在同、逆相序列前提下，導(dǎo)線地面高度是15m和18m，1.5m處的電場分布情況。噪聲、無線電干擾、工頻磁場的值都小于限值。在生活區(qū)可控制導(dǎo)線與地高度，滿足電場測評［4］。導(dǎo)線與地面高度1.5m時(shí)，滿足環(huán)評要求。

3.2 輸電線路畸變電場

就500kV單雙回路而言，電場在邊相外約7m處的房頂較大，房屋屏蔽效果使得房屋側(cè)面電場小于電場正常值［5］。采取對應(yīng)保護(hù)措施，可減少電磁環(huán)境對人的影響。

4 電磁環(huán)境優(yōu)化方式4.1 降低工頻電磁場的方式

電流在導(dǎo)線中產(chǎn)生工頻磁場，可利用相序、線高、多回共架方式、屏蔽措施來降低工頻磁場。磁屏蔽需要用專業(yè)性材料，如弱磁材料、強(qiáng)磁材料。常見的強(qiáng)磁材料有亞鐵磁材料，弱磁材料有抗磁和順磁性材料。降低工頻電場可通過提高導(dǎo)線與地高度、優(yōu)化相序排列、同桿架設(shè)不同等級的電壓線路和屏蔽措施，包括房屋屏蔽、植被屏蔽、增加局部屏蔽線與設(shè)計(jì)緊湊型的桿塔等，改變線路的敷設(shè)高度，弱化對應(yīng)地面的電場強(qiáng)度。低壓等級線路會(huì)在一定程度上屏蔽高壓等級線路。

4.2 減輕電暈噪聲、無線電干擾的方式

電暈可產(chǎn)生可聽噪聲、無線電干擾，還會(huì)損耗電能，干擾電視、導(dǎo)航設(shè)備、電臺等。首先，可通過非對稱分裂導(dǎo)線的方式減輕電暈噪聲。其次，細(xì)導(dǎo)線、帶尖凸物導(dǎo)線可產(chǎn)生空間電荷，避免形成正極性流柱，也可達(dá)到同樣效果。

5 結(jié)束語

本文在明確電磁環(huán)境指標(biāo)的情況下，分析了電磁環(huán)境產(chǎn)生噪音、無線電干擾等問題，計(jì)算了不同情況下對電磁環(huán)境的影響，并采取適當(dāng)?shù)姆绞揭詼p少電磁環(huán)境對人、通訊設(shè)備的干擾。

［1］胡白雪.超高壓及特高壓輸電線路的電磁環(huán)境研究［D］.導(dǎo)師∶周浩.浙江大學(xué)，2006.

［2］蔣戰(zhàn)朋.高壓輸電線路電磁環(huán)境研究［D］.導(dǎo)師∶文遠(yuǎn)芳.華中科技大學(xué)，2012.

［3］黃道春，阮江軍，文武，李昊星，趙全江，鄭偉.特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007（01）∶6-11.

［4］張偉.高壓、超高壓交流輸電線路電磁環(huán)境的研究［J］.水利電力機(jī)械，2007（01）∶47-50+63.

［5］吳啟維.特高壓直流輸電線路電磁環(huán)境影響研究［D］.導(dǎo)師∶張建華，馬志堅(jiān).華北電力大學(xué)（北京），2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.185

司馬學(xué)凱（1989-），男，湖北咸寧人，本科，助理工程師，主要從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)及研究工作。