李艷華

福建中試所電力調(diào)整試驗有限責任公司，福建福州，350007

0 引言

高壓輸電線路運營期的環(huán)境問題主要有工頻電場、工頻磁場，由電暈放電引起的可聽噪聲、無線電干擾等。高壓輸電線路（高電位）與大地（零電位）之間的電位差，將產(chǎn)生較強的工頻電場，輸電線路的輸送電流將產(chǎn)生工頻磁場，工頻磁場強度與輸送電流有關(guān)，與電流成正比。工頻電場強度除與電壓等級有關(guān)外，還與導(dǎo)線對地高度、相間距、分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)尺寸、導(dǎo)線的布置方式、雙回路相序排列方式等有關(guān)。高壓輸電線等導(dǎo)體運行過程中的電暈放電、火花放電產(chǎn)生無線電干擾，干擾頻率范圍在0.15~30MHz，主要影響中短波頻段無線電設(shè)施的發(fā)射和接收。高壓輸電線路在空氣中局部電暈放電會造成“嗞嗞嗞”的可聽噪聲，尤其在雨霧天氣可聽噪聲將變大。

根據(jù)現(xiàn)行《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 輸變電》（HJ 24-2020）要求，輸變電建設(shè)項目環(huán)境影響評價內(nèi)容不包含無線電干擾。輸電線路電暈放電產(chǎn)生的可聽噪聲值與電壓等級、天氣濕度影響有關(guān)，電壓等級越高，在雨霧天氣產(chǎn)生的可聽噪聲較大，但在晴朗天氣，電暈放電產(chǎn)生的噪聲極小。本文僅分析高壓輸電線路電磁環(huán)境影響，根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 輸變電》（HJ 24-2020）附錄C中交流架空輸電線路工頻電場強度預(yù)測模式采用等效電荷法，附錄D中工頻磁感應(yīng)強度的預(yù)測模式為安培法。結(jié)合具體實例，引用福建某220kV同塔雙回輸電線路的電磁環(huán)境影響進行分析。在額定工況、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)等參數(shù)相同的情況下，分析不同的導(dǎo)線架設(shè)高度、相間距、相序排列方式產(chǎn)生的工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度預(yù)測值[1]。

1 高壓交流輸電線路電磁環(huán)境標準限值

為控制高壓交流輸電線路工程周邊工頻電磁場的標準限值，工頻電磁場應(yīng)滿足現(xiàn)行《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）的標準要求。高壓交流輸電線路的頻率為50Hz，根據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）表1換算，電場強度公眾曝露控制限值為4000V/m，磁感應(yīng)強度公眾曝露控制限值為100μT。

2 高壓交流輸電線路電磁環(huán)境影響因素分析

高壓交流架空輸電線路電磁環(huán)境影響因素與導(dǎo)線架線型式、架設(shè)高度、相序排列、相間距、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、額定工況等參數(shù)有關(guān)。本文結(jié)合福建某220kV同塔雙回輸電線路的電磁環(huán)境影響進行分析，明確了交流架空輸電線路的額定運行電壓為220kV，采用同塔雙回三層橫擔塔架設(shè)，導(dǎo)線采用雙分裂布置，分裂間距為600mm，型號為2×JL/LB20A-630/45型鋁包鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線總截面積為2×666.55mm2，線路極限輸送容量為2×1058MVA（線溫80℃）。在明確了導(dǎo)線架線型式、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)及額定工況的條件下，高壓交流輸電線路周圍的工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線對地高度、相序排列方式、相間距有關(guān)[2-3]。

2.1 導(dǎo)線對地高度的影響分析

考慮導(dǎo)線相序排列為同相序，垂直相間距6.9m、水平相間距10.2m，分析導(dǎo)線對地高度分別為6.5m、7.5m、10m、11m、12m、13m、14m、15m、20m，預(yù)測點高度1.5m處的工頻電磁場值，不同導(dǎo)線對地高度的工頻電磁場預(yù)測結(jié)果見表1，不同導(dǎo)線對地高度工頻電磁場的水平分布見圖1。

表1 不同導(dǎo)線對地高度預(yù)測的工頻電磁場結(jié)果一覽表

根據(jù)表1、圖1預(yù)測結(jié)果可知：

①其他預(yù)測參數(shù)不變時，工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度隨著導(dǎo)線對地高度的增加而減??；導(dǎo)線對地高度越高，工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度最大值出現(xiàn)的位置越靠近線路中心的位置。

②線路周邊工頻磁感應(yīng)強度遠小于《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）中公眾曝露控制限值要求（100μT），導(dǎo)線對地高度達12m時，工頻電場強度可以滿足《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）中公眾曝露控制限值要求（4000V/m）。

③通過抬高導(dǎo)線對地高度可有效降低高壓交流輸電線路周邊的工頻電磁場，但隨著導(dǎo)線對地高度越高，工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度減小的幅度越小，且桿塔建設(shè)成本越高。因此，不能一味抬高導(dǎo)線對地高度來降低工頻電磁場影響。

2.2 相間距地影響分析

考慮導(dǎo)線相序排列為同相序，導(dǎo)線對地高度13m處，分析不同相間距對電磁環(huán)境的影響，預(yù)測點高度1.5m處不同相間距的工頻電磁場預(yù)測結(jié)果見表2、表3，不同相間距預(yù)測的工頻電磁場變化水平分布見圖2、圖3。

表3 不同垂直相間距預(yù)測的工頻電磁場結(jié)果一覽表

表2 不同水平相間距預(yù)測的工頻電磁場結(jié)果一覽表

根據(jù)表2、表3、圖2、圖3預(yù)測結(jié)果可知：

①其他預(yù)測參數(shù)條件不變時，220kV同塔雙回線路水平相間距增加，工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度預(yù)測值減小；220kV同塔雙回線路垂直相間距增加，工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度預(yù)測值增大；

②增加導(dǎo)線水平相間距、減小導(dǎo)線垂直相間距，均可以減小工頻電磁場，但一味增大導(dǎo)線水平相間距，會增加輸電線路的走廊寬度，對于多山、線路走廊密集地區(qū)，占用土地資源影響較大；一味減小導(dǎo)線垂直相間距，則不能滿足《110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50545-2020）中導(dǎo)線相間距的設(shè)計要求。因此，只能通過適當增加導(dǎo)線水平相間距、適當減小垂直相間距，進而適度減小工頻電磁場影響[4]。

2.3 相序排列方式的影響分析

考慮導(dǎo)線對地高度為13m，垂直相間距為6.9m，水平相間距為10.2m，分析不同相序排列方式對電磁環(huán)境的影響，預(yù)測點高度1.5m處工頻電磁場預(yù)測結(jié)果見表4，不同相序排列的工頻電磁場變化水平分布見圖4。

根據(jù)表4、圖4預(yù)測結(jié)果可知：

表4 不同相序排列預(yù)測的工頻電磁場結(jié)果一覽表

同相序排列時（ABC/ABC）工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度預(yù)測值最大，逆相序排列時（ABC/CBA）工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度預(yù)測值最小。因此，為了降低線路周邊工頻電磁場影響，同塔雙回線路導(dǎo)線建議采用逆相序排列（ABC/CBA）方式[5]。

3 結(jié)語

架空輸電線路運營期的電磁環(huán)境影響情況復(fù)雜，在導(dǎo)線架線型式、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)尺寸及額定工況相同情況，經(jīng)預(yù)測：通過抬高導(dǎo)線對地高度，可有效減小線路周邊的工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度，但考慮到建設(shè)成本經(jīng)濟性，不能一味抬高導(dǎo)線對地高度，可通過調(diào)整相序排列（采用逆相序ABC/CBA），同時適當增加導(dǎo)線水平相間距、適當減小導(dǎo)線垂直相間距，有效降低工頻電場強度、工頻磁感應(yīng)強度。