【摘要】目的 研究特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境，提升輸電效率。方法 通過研究常規(guī)架設(shè)方式下的電磁環(huán)境、平行架設(shè)方式下的特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境、交叉跨越區(qū)域下的電磁環(huán)境，計算三種架設(shè)方式下特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境參數(shù)的計算模型和影響因素。結(jié)果 三種架設(shè)環(huán)境均需要考慮工頻電場、工頻磁場、無線電對特高壓輸電線路的影響，根據(jù)相關(guān)因素和計算模型分析，有利于特高壓交流輸電的高效運行。結(jié)論 通過特高壓交流輸電線路的電磁環(huán)境研究，提升了輸電效率，降低了對人民身體的損害，值得推廣。

【關(guān)鍵詞】特高壓 輸電線路 電磁環(huán)境 常規(guī)架設(shè) 平行架設(shè) 交叉跨越

1 緒論

1.1 研究背景

自從電的應用領(lǐng)域不斷拓寬，我國對電力的需要也不斷增長。然而我國的能源分布不均勻，西南地區(qū)主要是水力資源，華北、西北地區(qū)主要是火力資源。東部沿海地區(qū)出現(xiàn)電力超負荷狀態(tài)。所以我國要進行電力輸送就要建設(shè)能源傳輸通道。電力采用特高壓輸電，損耗的能量最小。

特高壓輸電線路具有電壓高、電流大、導線截面粗等特點。特高壓輸電技術(shù)中的特高壓電暈效應和電磁場及其影響屬于電磁環(huán)境。居民認為其影響了當?shù)鼐用竦沫h(huán)境，給人類帶來危害，主要是它會產(chǎn)生感應電荷和暫態(tài)電擊，還會容易產(chǎn)生火災，重要的是電暈放電產(chǎn)生的無線電干擾無線通訊，還會產(chǎn)生噪音。關(guān)于上述居民反映的問題，國家在設(shè)計特高壓輸電線路時要予以充分考慮。

1.2 研究現(xiàn)狀

為了解決無線電干擾和可聽噪音，各國對特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境問題進行了電暈籠試驗和試驗線段試驗。試驗線段試驗具有可長時間測量無線電干擾和可聽噪音的優(yōu)點；電暈籠試驗具有結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)整、周期短等優(yōu)點。試驗線段試驗對于環(huán)境干擾較大，所以電暈籠試驗更受國家的重視。眾多國家開展了電暈籠試驗的研究，獲得各種氣候條件下的預測公式，并得到了無線電干擾和可聽噪聲的計算公式。交流線路中用二維模型計算電磁場的分布情況，而用有限差分法、有限元法、等效電荷法及矩量法等方法計算電場。

學者對于高電壓大電流方式輸電產(chǎn)生的生態(tài)影響做了許多研究。其中產(chǎn)生的電場和磁場對于居民存在著生理影響和電擊影響。目前，經(jīng)專家調(diào)查電場和磁場對于人類只有輕微影響。而產(chǎn)生的可聽噪音很大時可能會影響著當?shù)鼐用竦墓ぷ骱托菹?，干擾人類的談話，嚴重時會有產(chǎn)生耳聾的危險。研究結(jié)果顯示，高電壓大電流方式輸電對于人類健康和生活基本沒有影響。

1.3 研究內(nèi)容

學者對于常規(guī)架設(shè)方式下的電磁環(huán)境特征參數(shù)進行分析。建立模擬模型和計算模型得到的結(jié)果進行驗證，總結(jié)影響電磁環(huán)境特征參數(shù)的方面。根據(jù)各種參數(shù)，改善線路的最佳位置及其排列方式。建立交流線路交叉跨越區(qū)域的電磁環(huán)境參數(shù)模型，改善線路在交叉跨越區(qū)域的排列方式和相對高度。總結(jié)研究成果，對于各種參數(shù)進行組合，得到完美的結(jié)合，完善交流輸電線路。

2 常規(guī)架設(shè)方式下的電磁環(huán)境

電磁環(huán)境的預測通常有兩種方法：一種是類比測量，測量運行中的各方面情況相似的輸電線路的電磁環(huán)境參數(shù)，作為待建輸電線路能否滿足國家相關(guān)電磁環(huán)境標準的參照；另一種是理論計算，根據(jù)輸電線路的設(shè)計參數(shù)計算出各項電磁環(huán)境參數(shù)，與國家標準進行比較[1]。

2.1 工頻電場

工程中采用模擬電荷法分析常規(guī)架設(shè)線路，將門型塔導線水平排列和貓頭塔導線三角形排列分別進行理論結(jié)果和實驗結(jié)果進行對比，得出結(jié)論。研究電磁環(huán)境的影響因素和特征參數(shù)，得出導線排列方式對電場分布影響不大和高度對電場強度的影響較大，故導線在跨越農(nóng)田和公路時，高度應分別大于26米和31米。同塔雙回路線的高度影響電場強度，正相序的電場強度大于逆相序的電場強度。

2.2 工頻磁場

工程中采用模擬電流法特高壓對于輸電線路磁場建立模型和計算模型，將門型塔和貓頭塔分別進行理論結(jié)果和實驗結(jié)果進行對比，得出結(jié)論。導線排列方式對磁場分布有所影響，但峰值不變，而高度對磁感應強度影響較大。同塔雙回線路導線的高度和相序?qū)Υ鸥袘獜姸扔泻艽笥绊?。同一相序，導線高度越高磁感應強度越低。

2.3 無線電干擾

輸電線路或金具發(fā)生電暈放電時形成的電流脈沖注入導線，并從注入點向?qū)Ь€的兩邊流動。從而在導線周圍產(chǎn)生磁場，即無線電干擾場[2]。計算交流輸電線路無線電干擾有經(jīng)驗法和激發(fā)函數(shù)法，小于4分裂導線的高壓線路無線電干擾計算和大于4分裂導線的高壓線路無線電干擾計算分別用經(jīng)驗法和激發(fā)函數(shù)法。無線電干擾測量數(shù)據(jù)時應在穩(wěn)定的天氣環(huán)境下進行。將得到的實驗結(jié)果和理論結(jié)果相比較，得知無線電干擾與天氣和導線本身有著不可分割的聯(lián)系。在晴天，干擾波動較大，必須多次測量，而在雨天，導線起暈達到飽和，干擾波動穩(wěn)定。高度影響不大。導線排列方式對無線電干擾影響較大。在導線水平排列時梯度較陡，在導線三角排列時梯度較緩。同塔雙回輸電線路一般采用正序排列，因為正序排列無線電干擾水平較低。

2.4 可聽噪聲

各國對于電暈籠試驗和試驗線段試驗結(jié)果得出了計算可聽噪音的公式?？陕犜胍舻臏y量對于氣候的改變影響明顯，雨天線路產(chǎn)生的噪音大于晴天線路產(chǎn)生的噪音。高度對可聽噪音的影響不大，導線排列方式對可聽噪音的影響顯著。同塔雙回輸電線路對相序的不同影響顯著。

3 平行架設(shè)方式下的特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境

對于平行架設(shè)方式下的工頻電場，導線之間的間距和高度都對工頻電場有影響，導線之間的間距和相序都對兩條導線之間的區(qū)域有影響。導線間距越小，線路影響越明顯。而對于平行架設(shè)方式下的工頻磁場，導線排列方式對工頻磁場有影響，導線間距對工頻磁場有影響，間距越小，磁感強度越高。對于平行架設(shè)方式下的無線電干擾，得出了無線電干擾計算方法。高度和導線的間距對無線電干擾影響不大，相序排列只有在兩條導線相近時才會對無線電干擾產(chǎn)生影響，導線排列不同對無線電干擾也有顯著影響。對于平行架設(shè)方式下的可聽噪聲，導線間距越小，可聽噪聲越大。

4 交叉跨越區(qū)域下的電磁環(huán)境

交叉跨越區(qū)域電磁環(huán)境參數(shù)因素將會被建立三維空間模型采用有限元法進行計算，得出的實驗結(jié)果和理論結(jié)果進行比較，得出結(jié)論。上層導線高度增加，線下場強有略微下降趨勢；下層導線高度增加，線下場強有明顯下降?？紤]到實際，導線同時增加，線下場強有明顯下降，但耗資較多。用電暈籠試驗測量無線電干擾水平，得出導線激發(fā)函數(shù)。相近的導線存在自感和互感，無線電干擾的計算方法是首先計算導線表面電位梯度，然后是計算激發(fā)函數(shù)，最后是導納矩陣和阻抗矩陣。導線的絕對高度穩(wěn)定和較大時對無線電干擾的影響分別是影響不大和影響較大。結(jié)果顯示，降低交又區(qū)域無線電干擾的方法是增大導線相對高度和搭配的相序。

5 總結(jié)

上文分別介紹了常規(guī)架設(shè)方式下、平行架設(shè)方式下、交叉跨越區(qū)域下的特高壓輸電線路電磁環(huán)境參數(shù)的計算模型和影響因素。本論文研究了特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境問題，采用模型和計算的方法分析了規(guī)架設(shè)方式下、平行架設(shè)方式下、交叉跨越區(qū)域下的特高壓輸電線路電磁環(huán)境參數(shù)，研究了無線電干擾和可聽噪音的解決方法，在考慮到節(jié)約經(jīng)濟，研究出合理的特高壓交流輸電線路通道。

參考文獻：

[1] 黃子璇.特高壓輸電線路電磁環(huán)境預測計算的研究[D]浙江大學碩士學位論文，2013：3.

[2] 蔣戰(zhàn)朋.高壓輸電線路電磁環(huán)境研究[M]華中科技大學碩士學位論文，2012：3.