王軍

(三峽基地發(fā)展有限公司，湖北 宜昌 443000)

1 引言

隨著我國電力行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，對于輸電線路的需求也愈來愈高。但隨著我國輸電線路的不斷擴建，不可避免地會發(fā)生新舊線路建址重合的問題，此時就需要跨越架設(shè)輸電線路[1]。傳統(tǒng)跨越架設(shè)輸電線路時，一般會將被跨越線路長時間停電，這會對周圍居民的正常生活造成很大的影響[2]。因此，隨著我國施工技術(shù)的不斷提高，輸電線路不停電跨越方式被提出[3]。顧名思義，不停電跨越方式是指在輸電線路的跨越架設(shè)時，只需在架設(shè)跨越架的時候(如圖1所示)對被跨越線路進行短暫停電即可[4]。這種方式大大縮減了被跨越線路的停電時間，會周圍居民的正常生活不會造成太大不利影響，同時還可降低成本，因此輸電線路的不停電跨越方式在工程中得到了廣泛應(yīng)用。

圖1 架設(shè)跨越架現(xiàn)場圖

在進行輸電線路的不停電跨越施工時，由于被跨越線路此時處于帶電狀態(tài)，其會在周圍空間內(nèi)產(chǎn)生工頻磁場，進而可能會對線路的施工造成不利影響?；诖?，本文針對被跨越線路工頻磁場及其施工風(fēng)險分析，研究了輸電線路二維和三維的工頻磁場模型，然后對工頻磁場對施工造成的風(fēng)險進行了分析。

2 輸電線路跨越的磁場二維模型

文獻[5]運用畢奧-薩伐爾定律對輸電線路的二維和三維磁場進行了計算，本文以文獻[6]的具體工程為例，進行不同影響因素下二維和三維工頻磁場的計算。

2.1 單條載流導(dǎo)體

設(shè)置輸電線路為單條載流導(dǎo)體，仿真計算觀測點與輸電線路不同水平距離下，輸電線路的工頻磁場變化規(guī)律，仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 單條載流導(dǎo)體的磁感應(yīng)強度

從圖2可以看出，隨著觀測點與輸電線路間水平距離的增大，觀測點處的磁感應(yīng)強度呈現(xiàn)減小趨勢。特別需要注意的是，當(dāng)觀測點與輸電線路水平距離在0～20m范圍內(nèi)，線路磁感應(yīng)強度的下降趨勢較快，隨著水平距離的持續(xù)增大，磁感應(yīng)強度的下降趨勢逐漸變緩。

2.2 并行線路

設(shè)置輸電線路為并行線路，仿真計算觀測點與輸電線路不同水平距離、不同并行間距下，輸電線路的工頻磁場變化規(guī)律，仿真結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，當(dāng)并行線路的并行間距增大時，線路的磁感應(yīng)強度呈現(xiàn)減小趨勢，同時，隨著并行間距的增大，線路磁感應(yīng)強度的峰值點出現(xiàn)偏移，峰值點不再處于中心點處，而是在中心點處兩側(cè)各出現(xiàn)一個峰值點。

圖3 并行線路的磁感應(yīng)強度

2.3 水平排列三相輸電線路

設(shè)置輸電線路為三相導(dǎo)線水平排列，仿真計算觀測點與輸電線路不同水平距離、不同相間距下，輸電線路的工頻磁場變化規(guī)律，仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 水平排列三相輸電線路的磁感應(yīng)強度

由圖4可得，隨著相間距的增大，線路的磁感應(yīng)強度呈現(xiàn)增大趨勢。同時，當(dāng)相間距為2.5m、5m、7.5m時，線路磁感應(yīng)強度的峰值點均處于中心點處，而當(dāng)相間距增大至10m時，線路磁感應(yīng)強度在中心點兩側(cè)各出現(xiàn)一個峰值點。

3 三維模型輸電線路周圍磁場計算

對三相輸電線路的三相磁場進行仿真計算，計算結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出，線路磁感應(yīng)強度的峰值為輸電線路的中心線上。

圖5 三維磁場分布

同時綜合對比單條導(dǎo)體與多條導(dǎo)體的磁感應(yīng)強度可知，前者產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大于后者。造成這種現(xiàn)象的原因是，若輸電線路三相導(dǎo)線為對稱分布，其在空間中產(chǎn)生的疊加工頻磁場總和為零。而若輸電線路三相導(dǎo)線在空間中呈不對稱分布，則三相導(dǎo)線在空間中產(chǎn)生的工頻磁場就會產(chǎn)生差值，導(dǎo)致其疊加磁場強度不為零。因此，增加輸電線路三相導(dǎo)線的相間距會使其產(chǎn)生的工頻磁場增加。

4 放線過程中感應(yīng)電動勢分析

在實際輸電線路的放線施工時，由于被跨越線路依然為帶電狀態(tài)，此時被跨越線路中流通的高頻電流就會在線路周圍空間內(nèi)產(chǎn)生工頻磁場，從而可能會對放線造成影響，輕則可能會損壞機具，重則可能會導(dǎo)致施工人員的人身傷害，因此對放線過程中的線路感應(yīng)電動勢進行分析具有重要意義。

為保證放線施工過程的安全性，在進行線路感應(yīng)電動勢的分析時，采用最危險情況，即最大磁感應(yīng)強度作為空間磁場。這樣既可以簡化計算，又可以充分保證分析結(jié)果的安全性。施工中，跨越距離為265m，兩線路間距約為5m，則在線路的放線施工過程中，線路產(chǎn)生的磁場分布如圖6所示。根據(jù)感應(yīng)電動勢的求解公式，可得此時的感應(yīng)電動勢為0.138V。此時的感應(yīng)電動勢遠小于高壓輸電線路的電壓，可以看出此時不會對施工造成影響。

圖6 被跨越三相輸電線路磁場分布

5 結(jié)論

為解決輸電線路的不停電跨越施工時，被跨越線路產(chǎn)生的工頻磁場對施工的影響，本文對輸電線路二維和三維的工頻磁場進行了計算，然后對工頻磁場對施工造成的風(fēng)險進行了分析。本文所得結(jié)論對后續(xù)輸電線路的不停電跨越方式具有重要意義。