高壓交流架空送電線路無(wú)線電干擾限值

1、摘要:隨著高壓送電線路電壓等級(jí)的不斷提高, 導(dǎo)線表面發(fā)生電暈及其他放電的機(jī)會(huì)越來(lái)越 多,電暈及其他放電的同時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)之一就是無(wú)線電干擾(簡(jiǎn)稱 RI ,是英文 RadioInterference 縮寫 ,無(wú)線電干擾的實(shí)質(zhì),就是在電暈和放電的過(guò)程中,出現(xiàn)一些有 害的電磁波,且頻帶相當(dāng)寬,從頻率上說(shuō),從低頻 50Hz 到高頻上千兆赫茲的范圍。這些頻 率會(huì)干擾周圍無(wú)線電通信設(shè)施的正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞:高壓架空送電線路無(wú)線電干擾 1、概述 隨著高壓送電線路電壓等級(jí)的不斷 提高, 導(dǎo)線表面發(fā)生電暈及其他放電的機(jī)會(huì)越來(lái)越多, 電暈及其他放電的同時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)之 一就是無(wú)線電干擾(簡(jiǎn)稱 RI ,是英文 Radio

2、Interference 縮寫 ,無(wú)線電干擾的實(shí)質(zhì),就是 在電暈和放電的過(guò)程中, 出現(xiàn)一些有害的電磁波, 且頻帶相當(dāng)寬, 從頻率上說(shuō),從低頻 50Hz 到高頻上千兆赫茲的范圍。 這些頻率會(huì)干擾周圍無(wú)線電通信設(shè)施的正常運(yùn)行。 補(bǔ)充:送 電線路對(duì)無(wú)線電通信設(shè)施有干擾, 對(duì)人類的居住環(huán)境也有影響。 國(guó)際上對(duì)時(shí)變電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì) 人身健康的研究證明, 對(duì)人身健康只定性說(shuō)明有影響, 但沒(méi)有定量說(shuō)明。 國(guó)際非離子輻射防 護(hù)委員會(huì) (ICNIRP 以導(dǎo)則的方式給出了基本限值、 電場(chǎng)、 磁場(chǎng)、 接觸電流的指導(dǎo)限值。 在 2001年 6月,國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和信息部、衛(wèi)生部、廣電部、中電聯(lián)共同編制了國(guó)標(biāo)電磁 輻射曝露

3、限值和測(cè)量方法 全民征求意見稿, 里面提出的各項(xiàng)限值很嚴(yán), 按現(xiàn)在的設(shè)計(jì)規(guī)程 有些指標(biāo)很難達(dá)到。 無(wú)線電干擾來(lái)自多方面:有天電干擾(磁暴、雷電等 、宇宙干擾 (太陽(yáng)黑子、銀河系的電磁輻射等 、工業(yè)干擾(電焊、熱處理、電氣化鐵路、整流裝置、 醫(yī)療器械、 高壓線路等等 為了妥善解決無(wú)線電干擾與無(wú)線電設(shè)施的電磁兼容問(wèn)題, 國(guó) 際電工學(xué)會(huì)(IEC 專設(shè)了無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR ,專門研究各種工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生 的無(wú)線電干擾, 其中 CISPR 的 C 分會(huì)是專門負(fù)責(zé)高壓線路及電力拖動(dòng)設(shè)備的無(wú)線電干擾問(wèn)題。 我國(guó)是 CISPR 會(huì)員國(guó),我國(guó) CSIPR/C分會(huì)設(shè)在武漢高壓研究所。 2、送電線路、變

4、電站 RI 的來(lái)源 送電線路無(wú)線電干擾主要來(lái)自:導(dǎo)線的電暈放電、絕緣子的表面污穢產(chǎn)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(shè)導(dǎo)線的毛刺放電等等; 變 電站發(fā)生無(wú)線電電干擾的因素很多也很復(fù)雜, 在正常運(yùn)行和故障情況下都會(huì)產(chǎn)生, 主要來(lái)自 變電站的開關(guān)操作時(shí)產(chǎn)生火花放電、 變電站的設(shè)備中, 因損壞、 污穢等原因, 產(chǎn)生局部放電, 變電站的一次設(shè)備, 如母線、 設(shè)備的電暈放電等等。 在這里重點(diǎn)講的是送電線路的無(wú)線 電干擾,有均勻干擾、不均勻干擾、 脈沖干擾所構(gòu)成,理論上講是對(duì)任何頻率的無(wú)線電設(shè)施 均有干擾,實(shí)際上主要是調(diào)幅廣播、通信(0.5MHz12MHz和電視產(chǎn)生干擾。

5、送電線路 對(duì)無(wú)線電設(shè)施的干擾程度,主要取決于:1送電線路與收、發(fā)信設(shè)備的距離; 2 通信設(shè)備的性能、天線方位、制式等; 3送電線路的各種參數(shù),如導(dǎo)線的排列方式、 電壓的級(jí)別、 桿塔的高低、 弧垂的大小等; 4 氣象條件, 如晴天、 雨天、 霧天等。 3、 送電線路 RI 的基本術(shù)語(yǔ) 1 無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng) (原來(lái)稱無(wú)線電干擾電平 是用來(lái)衡量 送電線路的無(wú)線電干擾程度的單位,用 dB 表示, 0dB 相當(dāng)于 1uV/m。 2橫向衰減特性 是指在一定的頻率下,隨垂直于送電線路距離的不同而使無(wú)線電干擾的變化規(guī)律。 3 頻率 (頻譜 特性 是指送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng), 隨其干擾頻率的變化的規(guī)律。 4 背

6、景干擾 是指當(dāng)送電線路停電或者沒(méi)有發(fā)生無(wú)線電干擾時(shí)的環(huán)境干擾場(chǎng)強(qiáng)。 背景干擾的 大小與當(dāng)?shù)氐墓I(yè)發(fā)展水平、地形、 氣候變化有關(guān)。 這在實(shí)測(cè)無(wú)線電干擾時(shí), 是一個(gè)很重要 的參數(shù)。 5標(biāo)準(zhǔn)情況 無(wú)線電干擾的標(biāo)準(zhǔn)情況,是指無(wú)雨、無(wú)霧、無(wú)雪的天氣,風(fēng)速小于 10m/s,距高壓線路邊線地面投影 20m 處(檔距中央的無(wú)線電干擾值。 另外還 有氣候特性、縱向特性等其他術(shù)語(yǔ),在此不在解釋。 高壓交流架空送電線路無(wú)線電干擾限 值 (GB15707-1995 1適用范圍 是指:交流架空送電線路正常情況下的無(wú)線 電干擾限值。 本標(biāo)準(zhǔn)適用運(yùn)行半年以上的 110500KV高壓交流架空送電線路產(chǎn)生的頻率 為 0.153

7、0MHz的無(wú)線電干擾。 2引用的標(biāo)準(zhǔn) GB7349高壓架空輸電線路、變電站無(wú) 線電干擾測(cè)量方法 GB/T4365-1995電磁兼容術(shù)語(yǔ) , 該標(biāo)準(zhǔn)等同采用 IEC60050(161 標(biāo)準(zhǔn), 現(xiàn)在是推薦國(guó)標(biāo)。 電磁騷擾 “任何可能引起裝置、 設(shè)備或系統(tǒng)性能降低 或?qū)τ猩驘o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象“。 注:電磁騷擾可能是電磁噪聲、 無(wú)用 信號(hào)或傳播媒介自身的變化”。 電磁干擾 “電磁騷擾引起的設(shè)備、 傳輸通道或 系統(tǒng)性能的下降”。 由以上兩個(gè)術(shù)語(yǔ)可見:電磁騷擾僅僅是電磁現(xiàn)象, 即指客觀存在的 一種物理現(xiàn)象; 它可以引起降級(jí)或損害, 但不一定已經(jīng)形成后果。 而電磁干擾是由電磁騷擾 引起的后

8、果。 過(guò)去在術(shù)語(yǔ)上并未將物理現(xiàn)象與其造成的后果劃分明確, 統(tǒng)稱為干擾, 為了與 過(guò)去慣用的干擾一詞明確分開,現(xiàn)在術(shù)語(yǔ)是電磁騷擾和電磁干擾。 3其他術(shù)語(yǔ): 無(wú)線電干擾限值 無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)在 80的時(shí)間,具有 80的置信度不超過(guò)的規(guī)定值。好天氣 是指無(wú)雨、無(wú)雪、無(wú)霧的天氣。 4無(wú)線電干擾限值 * 4.1頻率為 0.5MHz ,距邊導(dǎo)線投影 20m 處高壓交流送電線路無(wú)線電干擾限值如下:(原來(lái)規(guī)定的限值是 指:1MHz ,邊導(dǎo)線透影 20m 處的 RI , 無(wú)線電干擾限值(邊導(dǎo)線投影 20米處電壓等級(jí) 110kV220330kV500kV無(wú)線電干擾限值, dB (uV/m 465355 4.2對(duì) 0

9、.1530MHz頻率段中 的其他頻率,高壓交流送電線路無(wú)線電干擾限值要進(jìn)行修正。 4.3對(duì)距邊導(dǎo)線投影不為 20m 處測(cè)量的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng),要修正到 20m 處。 5限值的測(cè)量 按照 GB7349規(guī)定的 方法進(jìn)行測(cè)量;及各種注意事項(xiàng)不在詳細(xì)說(shuō)明。附錄 ARI 限值的頻率修正 * 高壓架空 送電線路 RI 限值的頻率修正按下式計(jì)算:當(dāng)修正頻率范圍在 0.154MHz時(shí), 當(dāng)修 正頻率范圍在其他范圍在 430MHz時(shí), E為相對(duì)于 0.5MHz 的干擾場(chǎng)強(qiáng)的增量, dB (uV/m ; f 頻率 MHz 。 對(duì)頻率大于 30MHz 以上時(shí),我們國(guó)家正在準(zhǔn)備做這方面 的工作,故本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提供相應(yīng)的計(jì)

10、算公式。 工程設(shè)計(jì)中可采用下式:C 是天線 形狀變化系數(shù)。 例題:頻率分別為 0.8MHz 時(shí), 對(duì) 500kV 交流架空送電線路的無(wú)線電 干擾限值是多少? (即換算到頻率為 0.5MHz ,距邊導(dǎo)線投影 20m 處的 RI 限值 E=5* (1-2(lg10*0.82 =5*(1-1.6114=5*(-0.6114=-3.15(dB 則 0.8MHz 的 RI 限值為 55 (-3.15=51.85(dB附錄 B 無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)的距離修正 * 高壓交流架空送電線路無(wú)線 電干擾的距離特性(橫向衰減特性由下式表示(距邊線投影距離小于 100m :式中: Ex 距邊導(dǎo)線投影 Xm 處干擾場(chǎng)強(qiáng), d

11、B (uV/m ; E 距邊導(dǎo)線投影 20m 處干擾場(chǎng)強(qiáng), dB (uV/m ; X 距邊導(dǎo)線投影距離, m ; H 邊導(dǎo)線在測(cè)點(diǎn)處對(duì)地高度 (是導(dǎo)線最低點(diǎn) 對(duì)地高度 , m ; h 測(cè)量?jī)x天線架設(shè)高度, m ; k 測(cè)量?jī)x天線架設(shè)高度, m ; 對(duì) 于 0.154MHz頻段, k 取 18;對(duì)于大于 430MHz的頻率, k 取 16.5。 此公式可以計(jì)算出距 離邊導(dǎo)線投影不為 20m 處的無(wú)線電干擾限值, 也可以把距邊導(dǎo)線投影不為 20m 處測(cè)量的 無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)修正到 20m 處。 附錄 C 高壓交流架空送電線無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算 在下面 的標(biāo)準(zhǔn)(DL/T691-1999介紹。 高壓交流架

12、空送電線路無(wú)線電干擾計(jì)算方法 (DL/T691-1999 1適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)推薦了預(yù)測(cè)高壓架空送電線路無(wú)線電干擾及其頻譜的計(jì)算方法。 本標(biāo)準(zhǔn)推薦的無(wú)線電干擾計(jì)算方法適用計(jì)算 500KV 及以下正常運(yùn)行的 高壓交流架空送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)。 2引用標(biāo)準(zhǔn) GB/T4365-1995電磁兼容術(shù) 語(yǔ) GB15707-1995高壓交流架空送電線路無(wú)線電干擾限值 3術(shù)語(yǔ) 略 4交流線路無(wú)線電干擾計(jì)算 4.1單相導(dǎo)線的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算:式中:E 邊導(dǎo) 線投影 20米,并離地面 2處的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng), kV/cm; g max 子導(dǎo)線最大表面電位梯度 有效值, kV/cm, (一般范圍為:1220kV/

13、cm ; r 單導(dǎo)線 (子導(dǎo)線 半徑, cm 。 4.2三相單回路送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算 式中:E i 第 i 相導(dǎo)線距 P 點(diǎn)處(2m 高 的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng); g max 第 i 相導(dǎo)表面最大電位梯度; D i 第 i 相導(dǎo)線到參考 點(diǎn) P (2m 高處的直接距離, m ; h i 第 i 相導(dǎo)線的對(duì)地高度, m ; (導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高 度 ; r i 第 i 相導(dǎo)線單根導(dǎo)線(子導(dǎo)線半徑, cm ; x i 第 i 相導(dǎo)線到參考點(diǎn) P 處的投影距離, m ; (工程計(jì)算可以不考慮 2米的高度 三相送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng) 強(qiáng)按下面的方法計(jì)算:如果某相導(dǎo)線的場(chǎng)強(qiáng)比另外兩相導(dǎo)線的場(chǎng)強(qiáng)大 3d

14、B ,則后兩相的場(chǎng)強(qiáng) 可以忽略,三相送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)可認(rèn)為等于最大一相的場(chǎng)強(qiáng)。否則按下式計(jì)算:式中:Ea 、 Eb 是假設(shè)兩相較大的場(chǎng)強(qiáng)值, (dB 。 4.3同塔雙回路送電線路的無(wú)線電 干擾場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算 對(duì)同塔雙回路上的六根導(dǎo)線, 先計(jì)算每相導(dǎo)線在 P 點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。 再將同相 導(dǎo)線的場(chǎng)強(qiáng)幾何相加。 式中:E i , 第一回路的第 i 相導(dǎo)線在參考點(diǎn)處的干擾 場(chǎng)強(qiáng), dB ; E i ” 第二回路的第 i 相導(dǎo)線在參考點(diǎn)處的干擾場(chǎng)強(qiáng), dB ; E i 兩回路第 i 相導(dǎo)線在參考點(diǎn)處的干擾合成場(chǎng)強(qiáng), dB ; 然后在比較合成后各相導(dǎo)線的場(chǎng)強(qiáng),確定雙 回路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)。 即:某相導(dǎo)線的場(chǎng)

15、強(qiáng)比另外兩相導(dǎo)線的場(chǎng)強(qiáng)大 3dB ,則后兩相 的場(chǎng)強(qiáng)可以忽略, 三相送電線路的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)可認(rèn)為等于最大一相的場(chǎng)強(qiáng)。 否則按下式 計(jì)算:Ea 、 Eb 是假設(shè)兩相較大的場(chǎng)強(qiáng)值, (dB 。 4.4計(jì)算結(jié)果說(shuō)明 本計(jì)算結(jié)果 代表好天氣時(shí) (無(wú)雨、無(wú)霧、無(wú)雪 ,頻率為 0.5MHz 的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)的平均值,此值再加 610dB后可代表雙 80的原則值(即 80的時(shí)間里、 80置信度 。 5直流送電線路無(wú)線電干 擾計(jì)算略 6送電線路無(wú)線電干擾頻譜特性計(jì)算 見(GB15707-1995干擾限值的附錄 補(bǔ)充:無(wú)線電通信設(shè)施的電磁環(huán)境要求 變電站、 送電線路無(wú)線電干擾也可分為有源干擾 和無(wú)源干擾, 有

16、源干擾主要來(lái)自電力設(shè)施在電暈過(guò)程中出現(xiàn)一些有害的、 頻帶很寬的電磁波, 干擾無(wú)線電通信。無(wú)源干擾是指在無(wú)線電設(shè)施主要工作(或覆蓋 的域內(nèi),其凈空區(qū)內(nèi)不應(yīng) 有煙囪、建筑物、架空線路、桿塔等障礙物對(duì)無(wú)線電信號(hào)造成遮擋、反射、散射。在確定障 礙物高度時(shí), 應(yīng)以無(wú)線電設(shè)施所處的海拔高度為基準(zhǔn)。 現(xiàn)在我們國(guó)家大部分無(wú)線電通信 設(shè)施制訂了相應(yīng)的電磁環(huán)境要求, 有些規(guī)程除了要滿足防護(hù)間距的要求外, 還要滿足相應(yīng)的 防護(hù)率要求。 防護(hù)率是指無(wú)線電接收點(diǎn)處的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)與同頻道下干擾場(chǎng)強(qiáng) (這是指背景 與有源干擾的綜合值 的最小比值, 用 dB 表示。 下面介紹下主要的幾個(gè)國(guó)標(biāo) 1、 航 空無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站電磁環(huán)境要求 (GB6364-86 (共 9種臺(tái) ; 2、 短波無(wú)線電測(cè)向臺(tái) (站 電磁環(huán)境要求; (GB13617-92 (最嚴(yán) 3、 短波無(wú)線電收信臺(tái)(站電磁環(huán)境要求 (G