蘭新生，林巧紅，劉 虹，周易謙，王方強(qiáng)，王 杰

(四川電力科學(xué)研究院，四川 成都 610072)

隨著輸電線(xiàn)路不斷向大容量和超(特)高壓發(fā)展。社會(huì)各界對(duì)輸變電設(shè)施電磁環(huán)境問(wèn)題廣泛關(guān)注［1-2］;同時(shí)周邊居民對(duì)輸變電工程的環(huán)保投訴日益增多，其中大多數(shù)居民反映高壓輸電線(xiàn)路工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)對(duì)其生活或身體的影響。工頻電場(chǎng)強(qiáng)度作為電力工程環(huán)保驗(yàn)收評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，對(duì)于電力工程環(huán)境保護(hù)工作的評(píng)判具有重要的意義。

在工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，同一高壓輸電線(xiàn)路在相同運(yùn)行工況(電壓和電流)、同一測(cè)點(diǎn)使用同一測(cè)量設(shè)備在不同環(huán)境濕度下測(cè)試時(shí)，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果可達(dá)日常平均值的2～8倍［4-5］，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議推薦方法的計(jì)算值。針對(duì)這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者進(jìn)行了研究［6-9］，但仍未提出在不同環(huán)境濕度下準(zhǔn)確測(cè)量工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的可行方法。

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境濕度從兩個(gè)方面使測(cè)量結(jié)果與正常情況差別較大。一是影響測(cè)量設(shè)備的電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器;二是改變輸電線(xiàn)路對(duì)地電場(chǎng)的強(qiáng)度分布?；诖耍瑢?shí)驗(yàn)采用傳感器密封與否兩種方式，用標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)中不同空氣介質(zhì)濕度下的測(cè)量結(jié)果，分析環(huán)境濕度對(duì)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量設(shè)備傳感器的影響程度。

1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)介紹

1.1 標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)

根據(jù)DL/T 988-2005《高壓交流架空送電線(xiàn)路、變電站工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)測(cè)量方法》附錄A中所述方法構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)采用2 m×2 m的兩塊平行極板，間距0.8 m，調(diào)整施加在極板上的電壓而改變標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)強(qiáng)度。

圖1 用于校準(zhǔn)電場(chǎng)測(cè)量?jī)x的平行極板

1.2 工頻電場(chǎng)測(cè)量設(shè)備

工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)采用國(guó)際知名的納達(dá)公司制造的PMM8053B主機(jī)和EHP-50C傳感器組成。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程

將密封與不密封的傳感器放入平行極板中央，在恒定電場(chǎng)(2.5 kV/m)下，保持環(huán)境溫度不變，調(diào)整環(huán)境濕度(40% ～75%)，獲得測(cè)量系統(tǒng)對(duì)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果。

表1 密封情況下不同環(huán)境濕度工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果

表2 不密封情況下不同環(huán)境濕度工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果

圖2 密封情況下不同環(huán)境濕度工頻電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)圖

圖3 不密封情況下不同環(huán)境濕度工頻電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)圖

2 工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果

工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果如表1、表2、圖2、圖3所示。

3 數(shù)據(jù)分析

從表1數(shù)據(jù)和圖2曲線(xiàn)直觀(guān)地看出，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量條件下，密封電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器時(shí)，測(cè)量結(jié)果不隨環(huán)境濕度的變化而變化。而表2數(shù)據(jù)和圖3曲線(xiàn)表明，實(shí)驗(yàn)室條件下，不密封電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器，相對(duì)濕度超過(guò)55%時(shí)，測(cè)量結(jié)果隨著環(huán)境濕度增大而迅速增高;在相對(duì)濕度小于55%時(shí)，測(cè)量結(jié)果保持恒定且與標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)數(shù)值非常吻合。結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度經(jīng)典物理學(xué)公式:E=U/d可知，電場(chǎng)強(qiáng)度僅與極板電壓和極板間距有關(guān)，與空氣介電常數(shù)無(wú)關(guān)。

4 討論

(1)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量條件下，密封EHP-50C傳感器時(shí)，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果不隨濕度變化而變化，且系統(tǒng)誤差保持穩(wěn)定，易可靠校準(zhǔn)。這對(duì)改進(jìn)傳感器提供了重要依據(jù)。

(2)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量條件下，未密封EHP-50C傳感器時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果在環(huán)境相對(duì)濕度小于55%時(shí)不隨環(huán)境相對(duì)濕度變化而變化，并且與標(biāo)準(zhǔn)值高度吻合;在環(huán)境相對(duì)濕度大于55%時(shí)，測(cè)量結(jié)果隨環(huán)境相對(duì)濕度的變化而迅速變化。

(3)以上兩點(diǎn)說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)室條件下，PMM8053B和EHP-50C傳感器組成的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)，當(dāng)相對(duì)濕度小于55%時(shí)，測(cè)量結(jié)果不受濕度的影響;當(dāng)相對(duì)濕度大于55%時(shí)，測(cè)量結(jié)果隨環(huán)境濕度的增加而逐漸增大，在試驗(yàn)的最高相對(duì)濕度75%時(shí)，相對(duì)誤差也最大，為12%。

(4)試驗(yàn)時(shí)，濕度采用相對(duì)濕度表示，但對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的本質(zhì)因素是絕對(duì)濕度。在均勻電場(chǎng)中，電極間介質(zhì)變化對(duì)電場(chǎng)的改變是一致的，試驗(yàn)結(jié)果可以充分說(shuō)明，電場(chǎng)強(qiáng)度傳感器需要防止?jié)穸鹊挠绊憽，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果達(dá)到2～8倍誤差的原因，應(yīng)該涉及其他因素，有待進(jìn)一步研究。

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