陽(yáng)金純，呂建紅，周建飛

(湖南省電力公司科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙410007)

1 監(jiān)測(cè)方案與仿真模型建立

1.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案

選取國(guó)內(nèi)某特高壓交流輸電線路為對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)地點(diǎn)選取地勢(shì)平坦地段，線路排列方式分水平和三角形2 種。監(jiān)測(cè)布點(diǎn)依據(jù)《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 24－1998)執(zhí)行:工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)斷面位于線路檔距中央弧垂最低點(diǎn)，從線路中心開始垂直于線路，每隔5 m 布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)量離地1.5 m 高度的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度。

1.2 仿真模型建立

本文模擬1 000 kV 單回架空交流輸電線路下的工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度，模擬軟件為某公司的CDEGS 軟件。建模如下:導(dǎo)線為8×LGJ500/35 型鋼芯鋁絞線，線路檔距為560 m，線路弧垂離地最低高度依實(shí)測(cè)結(jié)果賦值，排列方式分三角形和水平2 種。線路正常運(yùn)行時(shí)，有功功率974.0 MW，無功功率－109.12 Mvar，相電流520 A。

2 結(jié)果與分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.1.1 正三角排列方式

相同相間距，不同對(duì)地高度正三角排列特高壓交流輸電線路下方、離地1.5 m 處工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見表1，隨垂直于導(dǎo)線水平距離的變化曲線如圖1、圖2。

表1 正三角形排列線路工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

圖1 正三角形排列單回1 000 kV 線路不同弧垂高度斷面工頻電場(chǎng)分布規(guī)律

圖2 正三角形排列單回1 000 kV 線路不同弧垂高度斷面工頻磁場(chǎng)分布規(guī)律

由表1 和圖1 可知:線路下方離地1.5 m 高度處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度隨與線路中心的距離先增大后減小。線路高度為25.9 m 時(shí)，距線路中心約20 m 處(距邊導(dǎo)線外約6 m)，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最大值，為6 540 V/m;線路高度為31.5 m 時(shí)，距線路中心約20 m 處(距邊導(dǎo)線外約6 m)，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最大值，為5 480 V/m。導(dǎo)線架設(shè)高度不同時(shí)，其工頻電場(chǎng)強(qiáng)度變化規(guī)律一致，且隨著導(dǎo)線高度的增加，線下離地高度1.5 m 處的電場(chǎng)強(qiáng)度減小。此外，在距線路中心水平距離40 m(邊導(dǎo)線外約26 m)時(shí)，2 種架設(shè)高度下輸電線路的電場(chǎng)強(qiáng)度均小于4 kV/m。因此，為使距邊導(dǎo)線水平距離7 m、離地1.5 m 處未畸變工頻電場(chǎng)強(qiáng)度滿足4 000 V/m 要求，必須相應(yīng)抬高導(dǎo)線架設(shè)高度。

由表1 和圖2 可知:線路中心工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，架設(shè)高度25.9 m 時(shí)為2 881 nT，架設(shè)高度25.9 m 時(shí)為1 975 nT，且隨著距線路中心水平距離的增加而減小;不同架設(shè)高度磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，隨著架設(shè)高度增加，工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度減小;2 種不同高度下工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度均遠(yuǎn)小于0.1 mT。

2.1.2 水平排列方式

水平排列方式下，特高壓交流輸電線路下方、離地1.5 m 處，不同斷面工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見表2，隨垂直于導(dǎo)線水平距離的變化曲線如圖3、圖4 所示。

由表2 和圖3 可知:與正三角排列方式一樣，線路下方離地1.5 m 高度處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度隨與線路中心的距離先增大后減小。對(duì)于斷面1，距線路中心約45 m(距邊導(dǎo)線外約9 m)處，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最大值，為1 847 V/m;對(duì)于斷面1，距線路中心約30 m 處(距邊導(dǎo)線外約4 m)，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最大值，為6 610 V/m。對(duì)于斷面1，由于導(dǎo)線架設(shè)高度較高，線下離地高度1.5 m 處的電場(chǎng)強(qiáng)度均小于4 kV/m;對(duì)于斷面2，線路架設(shè)高度相對(duì)較低，在距離線路中心水平距離50 m(邊導(dǎo)線外約24 m)時(shí)，線下離地高度1.5 m 處的電場(chǎng)強(qiáng)度才衰減到4 kV/m 以下。

在前期研究中，首先以日語(yǔ)假名為序，抽取了原始詞匯庫(kù)中所有IT領(lǐng)域新詞。根據(jù)“硬件類”“軟件類”“一般技術(shù)類(操作與使用)”“專業(yè)技術(shù)類”等進(jìn)行內(nèi)容分類，建立日語(yǔ)詞庫(kù)。然后逐一核對(duì)并確認(rèn)日語(yǔ)詞庫(kù)中各詞所對(duì)應(yīng)的漢語(yǔ)詞匯，建立漢語(yǔ)詞庫(kù)。最后通過數(shù)據(jù)處理統(tǒng)合為“漢日語(yǔ)IT領(lǐng)域新詞對(duì)比詞庫(kù)”(下稱：“對(duì)比詞庫(kù)”)。本文所探討的“IT領(lǐng)域新詞”，只限于計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息技術(shù)層面的新詞，不包括網(wǎng)絡(luò)傳播及網(wǎng)絡(luò)交流層面的各種“網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言”及“網(wǎng)絡(luò)流行語(yǔ)”。

表2 水平排列線路工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

圖3 水平排列單回1 000 kV 線路不同斷面工頻電場(chǎng)分布規(guī)律

圖4 水平排列單回1 000 kV 線路不同斷面處工頻磁場(chǎng)分布規(guī)律

此外，將表1 和表2 對(duì)比分析可知:不同排列方式(正三角、水平排列)下，相同的對(duì)地高度(31.5 m)，正三角排列方式的相間距雖小于水平排列方式的相間距(13.7 m＜26 m)，但其電磁場(chǎng)強(qiáng)度卻相對(duì)較低。因此，在考慮到線路的電氣、機(jī)械等性能后，建議采取緊湊型排列方式架設(shè)導(dǎo)線。

由表2 和圖4 可知:斷面1 及斷面2 的工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度變化與正三角排列方式相似，線路中心強(qiáng)度最大，隨著距線路中心水平距離的增加而減小;不同相距、不同架設(shè)高度線路的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，但均遠(yuǎn)小于0.1 mT。

2.2 實(shí)測(cè)與仿真模擬結(jié)果對(duì)比分析

2.2.1 工頻電場(chǎng)的仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比

依據(jù)仿真模型，對(duì)正三角、水平排列方式下的特高壓交流輸電線路電場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行模擬計(jì)算，并與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，見圖5 和圖6。其中，正三角排列方式下線路的檔距中央弧垂對(duì)地高度為25.9 m，相間距為13.7 m;水平排列方式下線路的檔距中央弧垂對(duì)地高度為31.5 m，相間距為26 m。

圖5 正三角形排列線路工頻電場(chǎng)模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖6 水平排列線路工頻電場(chǎng)模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比

由圖5 和圖6 可知，仿真計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果除導(dǎo)線中心處有一定誤差外，吻合性較好，驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。

2.2.2 不同排列方式的模擬電磁場(chǎng)對(duì)比分析

為與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析，本文選取水平排列(相間距26 m，弧垂離地高度31.5 m)與正三角形排列(相間距13.7 m，弧垂離地高度25.9 m)2種方式，對(duì)不同排列方式特高壓交流輸電線路工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)影響范圍和強(qiáng)度進(jìn)行仿真計(jì)算。仿真結(jié)果見圖7 和圖8。

由圖7 和圖8 可知:正三角排列方式下，導(dǎo)線的相間距和對(duì)地高度雖均小于水平排列方式線路，但其線下工頻電磁場(chǎng)的影響范圍和強(qiáng)度均小于水平排列方式，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果吻合。即正三角排列方式下，線路產(chǎn)生的工頻電磁場(chǎng)對(duì)外界環(huán)境影響較小，在考慮滿足線路電氣、機(jī)械等性能條件下，建議優(yōu)先采用緊湊型布置方式。

圖7 水平排列與正三角形排列工頻電場(chǎng)模擬值對(duì)比

圖8 水平排列與正三角形排列工頻磁場(chǎng)模擬值對(duì)比

2.3 畸變情況下特高壓交流電磁環(huán)境分布規(guī)律

上述實(shí)測(cè)和仿真計(jì)算結(jié)果均為空曠條件下的未畸變電場(chǎng)，當(dāng)線路鄰近房屋時(shí)，房屋將使特高壓交流輸電線路的工頻電場(chǎng)產(chǎn)生畸變，為了解其畸變程度，選取距邊導(dǎo)線水平距離10 m 的房屋進(jìn)行仿真計(jì)算。其中，導(dǎo)線排列方式為正三角排列，導(dǎo)線對(duì)地高度為25.9 m，相間距為13.7 m，房高8 m。提取線下房頂1.5 m 高度(離地9.5 m)處的工頻電場(chǎng)仿真結(jié)果，并繪制了變化規(guī)律，結(jié)果見圖9。

圖9 距邊導(dǎo)線水平距離10 m 房屋畸變電場(chǎng)分布圖

由圖9 可知:房屋的存在導(dǎo)致線下工頻電場(chǎng)發(fā)生畸變，場(chǎng)強(qiáng)值增大。有房屋一側(cè)邊導(dǎo)線處峰值比另一側(cè)略有下降，由10 166 V/m 下降到10 037 V/m;但房屋的存在導(dǎo)致房屋頂部電場(chǎng)強(qiáng)度增大，最大值可達(dá)12 067 V/m。

2.4 線路安全防護(hù)

依據(jù)實(shí)測(cè)和仿真計(jì)算結(jié)果可知:特高壓交流輸電線路產(chǎn)生的工頻電磁場(chǎng)影響范圍和強(qiáng)度均較大，為降低對(duì)外界環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)特高壓交流輸電線路的安全防護(hù)，鄰近敏感點(diǎn)線路段需相應(yīng)提高線路架設(shè)高度，以確保環(huán)境敏感點(diǎn)處的未畸變工頻電場(chǎng)強(qiáng)度小于4 kV/m 的限值要求。如:線路采用水平排列方式、導(dǎo)線相間距為26 m 時(shí)，為保證距邊導(dǎo)線水平距離7 m 處、離地1.5 m 高度的未畸變工頻電場(chǎng)滿足4 kV/m，導(dǎo)線對(duì)地高度應(yīng)大于43 m。

在實(shí)際建設(shè)過程中，不同線路段導(dǎo)線的架設(shè)高度不同，為確保不同線路段的電磁場(chǎng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，需根據(jù)具體線路參數(shù)進(jìn)行仿真計(jì)算，繼而確定導(dǎo)線的安全防護(hù)架設(shè)高度。

3 結(jié) 論

本文通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和仿真計(jì)算，研究了特高壓交流輸電線路工頻電磁場(chǎng)的分布規(guī)律。與一般高壓、超高壓交流輸電線路相似，正三角、水平排列方式下，離地1.5 m 高度處，線路產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)隨與線路中心的距離增大而先增大后減小，在邊導(dǎo)線外不遠(yuǎn)處達(dá)到最大;工頻磁場(chǎng)隨與線路中心的距離增大而減小;導(dǎo)線不同排列方式下，其電磁場(chǎng)影響范圍和程度不同，其中正三角緊湊型布置方式影響較小，建議優(yōu)先采用;特高壓交流輸電線路電磁場(chǎng)影響范圍和強(qiáng)度較高壓、超高壓線路大，應(yīng)合理設(shè)計(jì)、抬升線路架設(shè)高度，確保線下電磁場(chǎng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

〔1〕北京交通大學(xué)． HJ/T24－1998 500 kV 超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范〔S〕． 北京:國(guó)家環(huán)境保護(hù)局，1999.

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