徐若鴻

摘 要:我們對本地的一處工業(yè)園區(qū)進行了規(guī)劃與設計,這個園區(qū)即將建設220kv四分裂導線和110kv單導線一起構成的10回高壓輸電線路。為了分析與研究此處的高壓線路對工業(yè)園區(qū)的電磁環(huán)境有何影響以及所影響的程度,不盡陳述高壓輸電線路是由于電暈而產生了無線電干擾引起的,而且我們還分析了兩種不同情況下的無線電干擾水平。一是采用220kv四分裂導線,二是220kv不用分裂導線的情況。通過這些,我們估計出這個10回的輸電線路所產生的無線電干擾水平。結果顯示:這一高壓線路所產生的無線電干擾水平是符合國家所規(guī)定的相應標準要求。

關鍵詞:無線電干擾分裂導線高壓輸電線路電暈放電電場強度

中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0085-02

1項目環(huán)境

本地工業(yè)園區(qū)位于偏城北一帶,周圍有一處產業(yè)基地,南臨兩家高科技企業(yè),周圍芳草鮮美,景色宜人。在工業(yè)園區(qū)的北面,現(xiàn)今已有2回同桿并架的110kV線路,在未來的規(guī)劃設計中,還需要在此處增加4回110kV線路和4回220kV線路。準備將其排列在兩個鐵塔上面。而兩個鐵塔已有2回110kV的線路和2回220kV的線路。綜上所述,在工業(yè)園區(qū)的北側將會有4回的220kV以及6回的110kV總計10回的線路。

這些高壓輸電線路或多或少的會對周圍產生一些影響。通過我們的觀察與分析,認為最主要的是兩處影響。一是對周邊的自然環(huán)境產生一定的影響,二則是電磁的影響。作為工業(yè)園區(qū),各種高科技企業(yè)的集中,勢必會對周圍的電磁環(huán)境有相對較高的要求。因此我們受委托對此工業(yè)園區(qū)的的電磁環(huán)境進行評測與分析,用科學的方法研究高壓輸電線路的無線電干擾。

一般情況下,對某一處的電磁環(huán)境的分析主要考慮幾種情況。分別是線路正常運行時,線路發(fā)生短路或線路被雷擊時的地電位升以及電磁場。而我們對其評測的主要內容有:線路正常運行時長期所存在的工頻磁場和工頻電場,線路短路時的短時工頻磁場,工頻電場以及電位升,因為線路電暈而產生的無線電干擾,線路遭雷擊時的脈沖電磁場及地電位升。我們的主要任務就是介紹多回高壓線路因為電暈而產生的無線電干擾的評測方法以及結果,并給出相應建議措施。

2無線電干擾的計算

2.1 導線表面的電場強度

一般情況下,要計算分裂導線表面的電場強度,有多種方法。主要有保角變換法,模擬電荷法,逐步鏡像法以及馬克特——門格爾法。而其中就屬馬克特——門格爾法計算簡單方便。它能滿足我們所需的測評要求。因此我們就采用這個方法,具體計算如下。

①分裂導數(shù)的等效半徑:

描述:R是分裂導數(shù)半徑,r是次導線的半徑,n是次導線的根數(shù)

②每根等效導數(shù)的線電荷密度:

[Q]=[P ]-1 [U]

描述:[Q]是各導線的線電荷密度,是n×1的列向量;[U]是各導線的對地電壓,同樣也是n×1的列向量;[P]是平行多導線的電位系數(shù)矩陣,是n×n的向量

③分裂導線和次導線的平均表面電場強度:

④分裂導數(shù)的平均最大表面電場強度:

2.2 導線起暈場強

一般情況下,當電暈的起初場強小于導線表面的電場強度時,就會形成電暈放電。電暈起初場強可以用皮克公式求出:

描述:EC是導體的電暈起初場強,r是導線的半徑。

2.3 無線電干擾的估算與限值

根據國家的相關規(guī)定,對于三相電路來講,數(shù)據顯示如下:(表1)

相對于1MHz的無線電干擾來說,限值的計算即上面的各數(shù)值減去5dB所得。

而0.5MHz無線電干擾的估算值為:

根據上式子計算,如果其中一相大于另外兩相3dB及以上,就取最大值,公式如下:

描述:E1,E2是A,B,C三相無線電干擾場強中的最大值。

3 多回高壓輸電線路的無線電干擾的分析

3.1 國內運行的相關經驗

我國的電力部門運行有一定的時期,它在此期間積累了一定的經驗。根據經驗顯示:我國實際運行的110kV到550kV的輸電線路中,一些地方因為受到海拔,氣候,天氣等因素的影響,而導致無線電干擾值偏高,即使這樣,所產生的無線電干擾值仍然在國家規(guī)定的標準限值之內。這些年來,相關部門又采取了一些措施。例如,在新建的高壓輸電線路中,基本上采用同桿并架的多回線路,以此來減小電暈發(fā)生的幾率以及擴大輸電線路的容量。

一般情況下,如果不是天氣特別惡劣,電暈是難以發(fā)生的。因為現(xiàn)在我國大多采用的是分裂導線的輸電線路,這種線路等值半徑加大,使得表面場強大大降低。與傳統(tǒng)的輸電線路相比較,多分裂輸電線路更加符合國家的標準。

3.2 220kV的四分裂導線線路無線電干擾的計算

對于220kV線路來說,所采用的是分裂導線,四根次導線組成了一相,它們呈正方形排列,四根導線分別是正方形的一個頂點位置。正方形邊長為450mm,次導線半徑則為13.41mm.那么,就可以計算出導線表面的最大場強,如下:

分裂導數(shù)的電暈起初場強為:

通過計算結果可以知道,220kV的4回電路,導線的電暈起初場強遠遠大于導線的最大表面的電場強度。所以就可以得出結論:正常情況下是難以產生電暈放點的,無線電干擾自然也不會產生。

3.3 單回220kV不采用分裂導線時無線電干擾的計算

假設220kV的輸電導線采用的是一根次到導線來傳輸一相電流。比較假設線路與實際線路,因為沒有采用分裂導線,導線表面場強就會大大增大。如果所測值符合國家的標準,那么實際的線路就必定符合了。

導線表面的最大電場強度:

矩邊導數(shù)投影的20m處0.5MHz無線電干擾電場強度:

用過計算可知,這條假設線路的無線電干擾值是符合國家的標準的,那么對于實際采用的是分裂導線的話,其無線電干擾值也必然符合國家的要求了。那么無線電干擾對周圍的電磁環(huán)境影響就很小。

4 高壓輸電線路產生的無線電干擾的概述

無線電干擾的實質,就是在電暈和放電的過程中,出現(xiàn)一些有害的電磁波,且頻帶相當寬,從頻率上說,從低頻50Hz到高頻上千兆赫茲的范圍。這些頻率會干擾周圍無線電通信設施的正常運行。送電線路無線電干擾主要來自:導線的電暈放電、絕緣子的表面污穢產生的泄流、缺陷絕緣子間隙放電火花、線夾電暈及火花放電、新架設導線的毛刺放電等等;變電站發(fā)生無線電電干擾的因素很多也很復雜,在正常運行和故障情況下都會產生,主要來自變電站的開關操作時產生火花放電、變電站的設備中,因損壞、污穢等原因,產生局部放電,變電站的一次設備,如母線、設備的電暈放電等等。送電線路的無線電干擾,有均勻干擾、不均勻干擾、脈沖干擾所構成,理論上講是對任何頻率的無線電設施均有干擾,實際上主要是調幅廣播、通信（0.5MHz～12MHz）和電視產生干擾。

5 結論

我們通過兩種分析方法研究與分析了工業(yè)園區(qū)北面的6回110kV和4回220kV一共10回的高壓輸電線路的情況,看其通過電暈放電而引起的無線電干擾的程度。第一種分析方法,我們假設工業(yè)園區(qū)周圍的220kV輸電線路采用的是單導線輸電,而不是實際上的四分裂導線輸電。這種情況下,導線的等值半徑變小,導線表面的電場強度增大,使得周圍的無線電干擾值大大增大。我們估算出線路周圍的無線電干擾值與國家規(guī)定的標準限值相比較,如果這個值小于國家的標準值,那么實際線路的無線電干擾值也就一定會符合國家的相關標準。第二種分析方法,就是從無線電干擾產生的根源—— 電暈出發(fā),研究分析出8回電路是否會產生電暈。如果電暈的起初場強大于導線表面的場強,那么無線電干擾就不需要考慮了。通過這兩種方法的分析,我們得知,這一高壓輸電系統(tǒng)因為采用的四分分裂導線的設計,使其對周圍造成的無線電干擾十分小。因此,周圍企業(yè)及建造建筑物的時候不需要擔心無線電干擾的影響。但是,有備無患,要定期檢查線路情況,特別是遇到比較惡劣的自然災害后。

參考文獻

[1] 翟國慶,張邦俊,蔣宏.特高壓線路絕緣子串的無線電干擾[J].高電壓技術,1999,

[2] 常衛(wèi)中,李施雄.交直流高壓輸電線路并行傳輸時的無線電干擾特性[J].電網技術,1998.

[3] 張廣州,孫竹森,等.500kv變電站電磁干擾和防護措施的研究[J].高電壓技術,2001.