徐若鴻

摘 要:我們對本地的一處工業(yè)園區(qū)進行了規(guī)劃與設(shè)計,這個園區(qū)即將建設(shè)220kv四分裂導(dǎo)線和110kv單導(dǎo)線一起構(gòu)成的10回高壓輸電線路。為了分析與研究此處的高壓線路對工業(yè)園區(qū)的電磁環(huán)境有何影響以及所影響的程度,不盡陳述高壓輸電線路是由于電暈而產(chǎn)生了無線電干擾引起的,而且我們還分析了兩種不同情況下的無線電干擾水平。一是采用220kv四分裂導(dǎo)線,二是220kv不用分裂導(dǎo)線的情況。通過這些,我們估計出這個10回的輸電線路所產(chǎn)生的無線電干擾水平。結(jié)果顯示:這一高壓線路所產(chǎn)生的無線電干擾水平是符合國家所規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞:無線電干擾分裂導(dǎo)線高壓輸電線路電暈放電電場強度

中圖分類號:TM6 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0085-02

1項目環(huán)境

本地工業(yè)園區(qū)位于偏城北一帶,周圍有一處產(chǎn)業(yè)基地,南臨兩家高科技企業(yè),周圍芳草鮮美,景色宜人。在工業(yè)園區(qū)的北面,現(xiàn)今已有2回同桿并架的110kV線路,在未來的規(guī)劃設(shè)計中,還需要在此處增加4回110kV線路和4回220kV線路。準(zhǔn)備將其排列在兩個鐵塔上面。而兩個鐵塔已有2回110kV的線路和2回220kV的線路。綜上所述,在工業(yè)園區(qū)的北側(cè)將會有4回的220kV以及6回的110kV總計10回的線路。

這些高壓輸電線路或多或少的會對周圍產(chǎn)生一些影響。通過我們的觀察與分析,認(rèn)為最主要的是兩處影響。一是對周邊的自然環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,二則是電磁的影響。作為工業(yè)園區(qū),各種高科技企業(yè)的集中,勢必會對周圍的電磁環(huán)境有相對較高的要求。因此我們受委托對此工業(yè)園區(qū)的的電磁環(huán)境進行評測與分析,用科學(xué)的方法研究高壓輸電線路的無線電干擾。

一般情況下,對某一處的電磁環(huán)境的分析主要考慮幾種情況。分別是線路正常運行時,線路發(fā)生短路或線路被雷擊時的地電位升以及電磁場。而我們對其評測的主要內(nèi)容有:線路正常運行時長期所存在的工頻磁場和工頻電場,線路短路時的短時工頻磁場,工頻電場以及電位升,因為線路電暈而產(chǎn)生的無線電干擾,線路遭雷擊時的脈沖電磁場及地電位升。我們的主要任務(wù)就是介紹多回高壓線路因為電暈而產(chǎn)生的無線電干擾的評測方法以及結(jié)果,并給出相應(yīng)建議措施。

2無線電干擾的計算

2.1 導(dǎo)線表面的電場強度

一般情況下,要計算分裂導(dǎo)線表面的電場強度,有多種方法。主要有保角變換法,模擬電荷法,逐步鏡像法以及馬克特——門格爾法。而其中就屬馬克特——門格爾法計算簡單方便。它能滿足我們所需的測評要求。因此我們就采用這個方法,具體計算如下。

①分裂導(dǎo)數(shù)的等效半徑:

描述:R是分裂導(dǎo)數(shù)半徑,r是次導(dǎo)線的半徑,n是次導(dǎo)線的根數(shù)

②每根等效導(dǎo)數(shù)的線電荷密度:

[Q]=[P ]-1 [U]

描述:[Q]是各導(dǎo)線的線電荷密度,是n×1的列向量;[U]是各導(dǎo)線的對地電壓,同樣也是n×1的列向量;[P]是平行多導(dǎo)線的電位系數(shù)矩陣,是n×n的向量

③分裂導(dǎo)線和次導(dǎo)線的平均表面電場強度:

④分裂導(dǎo)數(shù)的平均最大表面電場強度:

2.2 導(dǎo)線起暈場強

一般情況下,當(dāng)電暈的起初場強小于導(dǎo)線表面的電場強度時,就會形成電暈放電。電暈起初場強可以用皮克公式求出:

描述:EC是導(dǎo)體的電暈起初場強,r是導(dǎo)線的半徑。

2.3 無線電干擾的估算與限值

根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定,對于三相電路來講,數(shù)據(jù)顯示如下:(表1)

相對于1MHz的無線電干擾來說,限值的計算即上面的各數(shù)值減去5dB所得。

而0.5MHz無線電干擾的估算值為:

根據(jù)上式子計算,如果其中一相大于另外兩相3dB及以上,就取最大值,公式如下:

描述:E1,E2是A,B,C三相無線電干擾場強中的最大值。

3 多回高壓輸電線路的無線電干擾的分析

3.1 國內(nèi)運行的相關(guān)經(jīng)驗

我國的電力部門運行有一定的時期,它在此期間積累了一定的經(jīng)驗。根據(jù)經(jīng)驗顯示:我國實際運行的110kV到550kV的輸電線路中,一些地方因為受到海拔,氣候,天氣等因素的影響,而導(dǎo)致無線電干擾值偏高,即使這樣,所產(chǎn)生的無線電干擾值仍然在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值之內(nèi)。這些年來,相關(guān)部門又采取了一些措施。例如,在新建的高壓輸電線路中,基本上采用同桿并架的多回線路,以此來減小電暈發(fā)生的幾率以及擴大輸電線路的容量。

一般情況下,如果不是天氣特別惡劣,電暈是難以發(fā)生的。因為現(xiàn)在我國大多采用的是分裂導(dǎo)線的輸電線路,這種線路等值半徑加大,使得表面場強大大降低。與傳統(tǒng)的輸電線路相比較,多分裂輸電線路更加符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 220kV的四分裂導(dǎo)線線路無線電干擾的計算

對于220kV線路來說,所采用的是分裂導(dǎo)線,四根次導(dǎo)線組成了一相,它們呈正方形排列,四根導(dǎo)線分別是正方形的一個頂點位置。正方形邊長為450mm,次導(dǎo)線半徑則為13.41mm.那么,就可以計算出導(dǎo)線表面的最大場強,如下:

分裂導(dǎo)數(shù)的電暈起初場強為:

通過計算結(jié)果可以知道,220kV的4回電路,導(dǎo)線的電暈起初場強遠遠大于導(dǎo)線的最大表面的電場強度。所以就可以得出結(jié)論:正常情況下是難以產(chǎn)生電暈放點的,無線電干擾自然也不會產(chǎn)生。

3.3 單回220kV不采用分裂導(dǎo)線時無線電干擾的計算

假設(shè)220kV的輸電導(dǎo)線采用的是一根次到導(dǎo)線來傳輸一相電流。比較假設(shè)線路與實際線路,因為沒有采用分裂導(dǎo)線,導(dǎo)線表面場強就會大大增大。如果所測值符合國家的標(biāo)準(zhǔn),那么實際的線路就必定符合了。

導(dǎo)線表面的最大電場強度:

矩邊導(dǎo)數(shù)投影的20m處0.5MHz無線電干擾電場強度:

用過計算可知,這條假設(shè)線路的無線電干擾值是符合國家的標(biāo)準(zhǔn)的,那么對于實際采用的是分裂導(dǎo)線的話,其無線電干擾值也必然符合國家的要求了。那么無線電干擾對周圍的電磁環(huán)境影響就很小。

4 高壓輸電線路產(chǎn)生的無線電干擾的概述

無線電干擾的實質(zhì),就是在電暈和放電的過程中,出現(xiàn)一些有害的電磁波,且頻帶相當(dāng)寬,從頻率上說,從低頻50Hz到高頻上千兆赫茲的范圍。這些頻率會干擾周圍無線電通信設(shè)施的正常運行。送電線路無線電干擾主要來自:導(dǎo)線的電暈放電、絕緣子的表面污穢產(chǎn)生的泄流、缺陷絕緣子間隙放電火花、線夾電暈及火花放電、新架設(shè)導(dǎo)線的毛刺放電等等;變電站發(fā)生無線電電干擾的因素很多也很復(fù)雜,在正常運行和故障情況下都會產(chǎn)生,主要來自變電站的開關(guān)操作時產(chǎn)生火花放電、變電站的設(shè)備中,因損壞、污穢等原因,產(chǎn)生局部放電,變電站的一次設(shè)備,如母線、設(shè)備的電暈放電等等。送電線路的無線電干擾,有均勻干擾、不均勻干擾、脈沖干擾所構(gòu)成,理論上講是對任何頻率的無線電設(shè)施均有干擾,實際上主要是調(diào)幅廣播、通信（0.5MHz～12MHz）和電視產(chǎn)生干擾。

5 結(jié)論

我們通過兩種分析方法研究與分析了工業(yè)園區(qū)北面的6回110kV和4回220kV一共10回的高壓輸電線路的情況,看其通過電暈放電而引起的無線電干擾的程度。第一種分析方法,我們假設(shè)工業(yè)園區(qū)周圍的220kV輸電線路采用的是單導(dǎo)線輸電,而不是實際上的四分裂導(dǎo)線輸電。這種情況下,導(dǎo)線的等值半徑變小,導(dǎo)線表面的電場強度增大,使得周圍的無線電干擾值大大增大。我們估算出線路周圍的無線電干擾值與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值相比較,如果這個值小于國家的標(biāo)準(zhǔn)值,那么實際線路的無線電干擾值也就一定會符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第二種分析方法,就是從無線電干擾產(chǎn)生的根源—— 電暈出發(fā),研究分析出8回電路是否會產(chǎn)生電暈。如果電暈的起初場強大于導(dǎo)線表面的場強,那么無線電干擾就不需要考慮了。通過這兩種方法的分析,我們得知,這一高壓輸電系統(tǒng)因為采用的四分分裂導(dǎo)線的設(shè)計,使其對周圍造成的無線電干擾十分小。因此,周圍企業(yè)及建造建筑物的時候不需要擔(dān)心無線電干擾的影響。但是,有備無患,要定期檢查線路情況,特別是遇到比較惡劣的自然災(zāi)害后。

參考文獻

[1] 翟國慶,張邦俊,蔣宏.特高壓線路絕緣子串的無線電干擾[J].高電壓技術(shù),1999,

[2] 常衛(wèi)中,李施雄.交直流高壓輸電線路并行傳輸時的無線電干擾特性[J].電網(wǎng)技術(shù),1998.

[3] 張廣州,孫竹森,等.500kv變電站電磁干擾和防護措施的研究[J].高電壓技術(shù),2001.