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        輸電線路電磁環(huán)境問題與實踐研究

        2016-10-19 07:41:49司馬學(xué)凱
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年19期
        關(guān)鍵詞:磁場環(huán)境

        司馬學(xué)凱

        (廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局,廣東 佛山 528000)

        輸電線路電磁環(huán)境問題與實踐研究

        司馬學(xué)凱

        (廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局,廣東 佛山 528000)

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市民提高了自己的生活環(huán)境要求,環(huán)境意識也逐漸增強,輸電線路的電磁環(huán)境問題被提上日程。輸電線路的電磁環(huán)境情況,可解決電磁環(huán)境所帶來的糾紛問題。文章分析了電磁環(huán)境的評價指標(biāo),以100-500kV輸電線路為例,計算不同情況下電磁環(huán)境主要參數(shù)的變化,研究電磁環(huán)境可能出現(xiàn)的問題,并提出改進(jìn)措施。

        輸電線路;電磁環(huán)境;實踐

        1 電磁環(huán)境指標(biāo)

        1.1 工頻磁場評價指標(biāo)

        就工頻磁場而言,目前多個國家都采用ICNIRP提出的ICNIRP導(dǎo)則,并得到不斷推廣,磁感應(yīng)強度評價指標(biāo)目前推薦的是0.1mT的工頻限值。

        1.2 工頻電場

        由于國情不同,每個國家的輸電線路電磁環(huán)境指標(biāo)不一,但其中較為相似的地方有:公共區(qū)域的電場強度低于5kV/m;輸電線路下方的電場強度在10-15kV/m范圍內(nèi),越過通過處的電場通常在1-10kV/ m值域內(nèi)。國內(nèi)環(huán)境指標(biāo)表明500kV以下等級的輸電線電路是以4kV/m來作為工頻電場指標(biāo)。

        1.3 無線電干擾

        輸電線路及其金具發(fā)生電暈時,可在導(dǎo)線中注入電流脈沖,電流脈沖由注入點逐漸向?qū)Ь€兩端流動,在周圍形成磁場,也就是無線電干擾場。磁場會受到天氣、導(dǎo)線的相間距、子導(dǎo)線半徑、懸掛高度和分裂數(shù)等的影響,

        1.4 可聽噪聲指標(biāo)

        可聽噪的產(chǎn)生一般有兩種情況:一是在天氣較差時,因風(fēng)、雨等的作用產(chǎn)生碎裂聲似得噪聲;二是120Hz和120Hz的倍數(shù)頻率會產(chǎn)生嗡嗡的聲音。天氣較好時,電暈可聽噪聲不明顯,下雨天時電暈放電強度明顯增大,可聽噪聲增大。

        2 主要參數(shù)計算模型

        2.1 工頻電磁場計算

        工頻電磁場運用矩量法和HIFREO模塊來分析,首先就線性結(jié)構(gòu)而言,電位滿足積分方程:

        應(yīng)用輸電線路懸鏈線方程(4)得出

        把線路的最大弧垂fm作為輸入?yún)?shù),把式(5)帶入式(6)得出式(7):

        式(7)中,當(dāng)線路最大弧垂fm、架空線懸點間高差h、線路的檔距l(xiāng)、檔距一端的桿塔高度H1確定,可得出該檔距中的線路幾何形態(tài)。

        2.2 無線電的計算模型

        計算架空送電線產(chǎn)生的0.15-30MHz頻段無線電,其計算方法:通過式(7)計算0.5MHz時無線電干擾場強:

        根據(jù)式(8)可計算出架空電線的三相導(dǎo)線,每相在某點產(chǎn)生無線電干擾場強,一相無線電干擾場強比其余兩相大,無線電干擾場強的值就是所計算的場強[2]。

        3 計算電磁環(huán)境

        3.1 500kV電磁環(huán)境

        分析單雙回路來研究500kV的電磁環(huán)境。在桿塔布置下,分析1.5m處的噪聲、電磁場和無線電干擾情況。相關(guān)參數(shù)設(shè)置為:計算線路電流為800Α、子導(dǎo)線半徑為13.8mm,相電壓值288.683kV,豎線線路視為直線,檔距300m。單回路導(dǎo)線離地面高度分別為15m、16m、17m、18m、19m、20m;雙回路導(dǎo)線離地面高度分別為15m、18m。

        3.1.1 計算單回路電磁環(huán)境

        以500kV單回路酒杯塔為例,按照條件、圖中參數(shù)及計算模型得出酒杯塔單回路距離地面1.5m處產(chǎn)生的電磁場和無線電干擾分布情況。邊相投影20m處,地面與導(dǎo)線高度在15-20m的范圍里,無線電干擾值小于限值。電場距離中心處的40m處,電場強度穩(wěn)定,衰減緩慢。導(dǎo)線經(jīng)過不同高度的變化,1.5m處的磁場都在逐步減?。?]。輸電線路在高度設(shè)計中不用考慮磁場影響。

        3.1.2 計算雙回路電磁環(huán)境

        據(jù)條件,雙回路電磁環(huán)境導(dǎo)線與地面高度取值是15m和18m。雙回路在同、逆相序列前提下,導(dǎo)線地面高度是15m和18m,1.5m處的電場分布情況。噪聲、無線電干擾、工頻磁場的值都小于限值。在生活區(qū)可控制導(dǎo)線與地高度,滿足電場測評[4]。導(dǎo)線與地面高度1.5m時,滿足環(huán)評要求。

        3.2 輸電線路畸變電場

        就500kV單雙回路而言,電場在邊相外約7m處的房頂較大,房屋屏蔽效果使得房屋側(cè)面電場小于電場正常值[5]。采取對應(yīng)保護(hù)措施,可減少電磁環(huán)境對人的影響。

        4 電磁環(huán)境優(yōu)化方式4.1 降低工頻電磁場的方式

        電流在導(dǎo)線中產(chǎn)生工頻磁場,可利用相序、線高、多回共架方式、屏蔽措施來降低工頻磁場。磁屏蔽需要用專業(yè)性材料,如弱磁材料、強磁材料。常見的強磁材料有亞鐵磁材料,弱磁材料有抗磁和順磁性材料。降低工頻電場可通過提高導(dǎo)線與地高度、優(yōu)化相序排列、同桿架設(shè)不同等級的電壓線路和屏蔽措施,包括房屋屏蔽、植被屏蔽、增加局部屏蔽線與設(shè)計緊湊型的桿塔等,改變線路的敷設(shè)高度,弱化對應(yīng)地面的電場強度。低壓等級線路會在一定程度上屏蔽高壓等級線路。

        4.2 減輕電暈噪聲、無線電干擾的方式

        電暈可產(chǎn)生可聽噪聲、無線電干擾,還會損耗電能,干擾電視、導(dǎo)航設(shè)備、電臺等。首先,可通過非對稱分裂導(dǎo)線的方式減輕電暈噪聲。其次,細(xì)導(dǎo)線、帶尖凸物導(dǎo)線可產(chǎn)生空間電荷,避免形成正極性流柱,也可達(dá)到同樣效果。

        5 結(jié)束語

        本文在明確電磁環(huán)境指標(biāo)的情況下,分析了電磁環(huán)境產(chǎn)生噪音、無線電干擾等問題,計算了不同情況下對電磁環(huán)境的影響,并采取適當(dāng)?shù)姆绞揭詼p少電磁環(huán)境對人、通訊設(shè)備的干擾。

        [1]胡白雪.超高壓及特高壓輸電線路的電磁環(huán)境研究[D].導(dǎo)師∶周浩.浙江大學(xué),2006.

        [2]蔣戰(zhàn)朋.高壓輸電線路電磁環(huán)境研究[D].導(dǎo)師∶文遠(yuǎn)芳.華中科技大學(xué),2012.

        [3]黃道春,阮江軍,文武,李昊星,趙全江,鄭偉.特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2007(01)∶6-11.

        [4]張偉.高壓、超高壓交流輸電線路電磁環(huán)境的研究[J].水利電力機(jī)械,2007(01)∶47-50+63.

        [5]吳啟維.特高壓直流輸電線路電磁環(huán)境影響研究[D].導(dǎo)師∶張建華,馬志堅.華北電力大學(xué)(北京),2009.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.185

        司馬學(xué)凱(1989-),男,湖北咸寧人,本科,助理工程師,主要從事輸電線路運行維護(hù)及研究工作。

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