朱艷秋 鄧偉妮 宋曉東

典型220 kV輸電線路電磁環(huán)境
——以山東電網(wǎng)為例

朱艷秋 鄧偉妮 宋曉東

采用規(guī)范推薦的方法，計(jì)算山東電網(wǎng)典型220 kV單回、雙回、三回、四回線路導(dǎo)線離地不同距離產(chǎn)生的電磁輻射；對比了同塔多回線路在不同相序排放方式下產(chǎn)生的電磁環(huán)境，給出了線路鄰近民房的安全距離。結(jié)果表明：220 kV線路對地最小距離為11.5 m時(shí)，線下電磁環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)要求；線路與鄰近民房的安全距離為4.1 m；比較了單回路和多回路產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響。結(jié)果表明：同相序排列＞單回路＞最優(yōu)相序；多回路選擇合理相序排列有助于改善電磁環(huán)境和安全距離。

220 kV輸電線路；電磁環(huán)境；安全距離

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路走廊資源日趨緊張，高壓輸電線路經(jīng)過村莊等人口密集地區(qū)已不可避免，由高壓線路引起的環(huán)境投訴與糾紛越來越多，山東電網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢， 220 kV單回、雙回、三回、四回同塔線路塔型為最常用塔型，研究其電磁環(huán)境影響，并確定線路鄰近民房的安全距離，可為電磁環(huán)境保護(hù)和高壓線路的電磁環(huán)境影響評價(jià)提供參考依據(jù)。

1 超高壓送變電磁環(huán)境影響評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法

采用HJ/T24—1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》），推薦以離地面1.5 m高度處4 kV/m作為居民區(qū)工頻電場強(qiáng)度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；采用國際輻射保護(hù)協(xié)會關(guān)于對公眾全天輻射時(shí)的工頻限值0.1 mT(100μT)作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

采用《規(guī)范》附錄A及附錄B中的計(jì)算方法，計(jì)算220 kV高壓線下工頻電場強(qiáng)度及磁感應(yīng)強(qiáng)度，其中工頻電場強(qiáng)度計(jì)算采用等效電荷法，該法以靜電場的鏡像法為基礎(chǔ)，是國際大電網(wǎng)會議第36. 01工作組推薦的方法，也是最為基本的計(jì)算方法，適用于對未畸變的輸電線的工頻電場計(jì)算。磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)用安培定律，將計(jì)算結(jié)果按矢量疊加，得出線路周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

2 研究內(nèi)容

高壓線路產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響主要與塔型結(jié)構(gòu)、線路參數(shù)、導(dǎo)線對地距離等有關(guān)[1]，多回線路產(chǎn)生的電磁環(huán)境還與相序排列有關(guān)[2]。本文選取山東電網(wǎng)220 kV單回、雙回、三回、四回線路典型塔型與常用導(dǎo)線（塔型結(jié)構(gòu)與線路參數(shù)固定），主要研究220 kV線路隨導(dǎo)線對地距離的逐步升高，產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響；多回線路還研究了不同相序排放方式下，線路產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響。

安全距離為輸電線路鄰近民房時(shí)，電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值要求下的，線路最邊相導(dǎo)線和民房的最小水平距離。本文將計(jì)算的工頻電磁場結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)限值相比較，從而確定線路鄰近民房時(shí)的安全距離。

2.1 220 kV高壓線路典型導(dǎo)線及塔型

220 kV導(dǎo)線參數(shù)為: 2×JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線，雙分裂，分裂間距400 mm，導(dǎo)線直徑26.82 mm，負(fù)荷電流798 A，根據(jù)GB 50545—2010《110 kV～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，導(dǎo)線最小對地高度自7.5 m算起。

220 kV高壓線路單回、雙回、三回、四回線路典型塔型見圖1，圖中標(biāo)注尺寸單位為mm。

2.2 220 kV高壓線路的電磁環(huán)境影響及安全距離

對于多回線路，電磁環(huán)境影響與相序排列有關(guān)。同塔雙回線路的相序排列方式有6種，其中同相序排列時(shí)(ABC/ ABC)電磁最大，逆相序排列時(shí)(ABC/CBA)電磁影響最小[3]。本文考慮了同相序和逆相序兩種情況下的電磁環(huán)境影響及安全距離。對于三回線路，本文計(jì)算了上面一回線路相序不變，下面2回線路分為同相序和逆相序兩種情況下的電磁環(huán)境影響及其安全距離。同塔四回線路的相序布置方式有很多（理論上有64=1 296種），目前對其的相序排列研究較多[4]，本文計(jì)算了對電磁場影響較大的相序1（ABC/ABC，abc/abc；每層均為同相序），及影響較小的相序2（ABC/CBA，cba/abc；每層均為逆相序）[5]和相序3（CBA/BAC，bac/cab）[6]。

圖1 220 kV高壓線路典型塔型圖

220 kV高壓線路單回、雙回、三回、四回線路產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響及安全距離見表1。

表1 220 kV高壓線路電磁環(huán)境影響及安全距離

3 結(jié)論

（1）對于山東電網(wǎng)典型220 kV線路，導(dǎo)線對地最小距離為11.5 m時(shí)，線下電場強(qiáng)度不會超過限值要求；線路鄰近民房時(shí)，最邊相導(dǎo)線和民房的最小水平距離為4.1 m，民房處的電場強(qiáng)度不會超過限值要求。

（2）對于多回線路，同相序排列：導(dǎo)線對地最小距離為11.5 m時(shí)，線下場強(qiáng)不會超過限值要求；線路鄰近民房時(shí)，最邊相導(dǎo)線和民房的最小水平距離為3.8 m，民房處的場強(qiáng)不會超過限值要求。最優(yōu)相序排列：導(dǎo)線對地最小距離為9.5 m時(shí)，線下場強(qiáng)不會超過限值要求；線路鄰近民房時(shí)，最邊相導(dǎo)線和民房的最小水平距離為3.3 m，民房處的場強(qiáng)不會超過限值要求。

（3）比較單回路和多回路產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響，同相序排列＞單回路＞最優(yōu)相序。和單回路相比，多回線路不會顯著增加電磁環(huán)境影響，而且在和鄰近民房的安全距離方面有改善作用；合理選擇相序排放，多回路在電磁環(huán)境和安全距離方面均有改善作用。

（4）對于四回線路，相序2和相序3的電磁環(huán)境影響相差不大，因工頻電場強(qiáng)度是影響線路與鄰居民房距離的關(guān)鍵因素，因此相序3略優(yōu)于相序2。

[1] 鄔雄, 萬保權(quán). 輸變電工程的電磁環(huán)境[M]. 北京:中國電力出版社, 2009: 20-37.

[2] 朱艷秋, 宋曉東, 趙志勇. 220 kV高壓輸電線路工頻電磁場影響因素研究[J]. 電力科技與環(huán)保, 2011, 27(1): 5-8.

[3]《輸變電設(shè)施的電場、磁場機(jī)器環(huán)境影響》編寫組. 輸變電設(shè)施的電場、磁場及其環(huán)境影響[M]. 北京:中國電力出版社, 2007: 99-108.

[4] 汲亞飛, 鄒軍. 同塔多回線路垂直排列最優(yōu)相序布置方式[J]. 高電壓技術(shù), 2008, 34(1): 172-175.

[5] 勞建明, 吳皓, 吳哲, 等. 220kV同塔四回線路電磁環(huán)境研究[J]. 能源工程, 2009(2): 9-14.

[6] 張曉, 周浩, 趙斌財(cái), 等. 500 kV同塔四回輸電線路最優(yōu)相序布置[J]. 中國電力, 2010, 43(2): 44-47.

B

2095-6444-(2014)03-0053-03

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