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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/26 21:26:51
邬雄
（武汉高压研究所，湖北省武汉市430074）
随着我国电网特高压、远距离送电技术的发展，1000kV级特高压输电线路的电磁环境问题将是影响特高压输电可行性的关键问题之一。与500kV线路相比，1000kV级特高压输电线路具有电压高、导线大（截面大、多分裂）、铁塔高、线路走廊宽等特点，而且电磁环境问题比500kV的情况更为严重。所以对1000kV输电线路的电磁环境必须进行研究，并采取措施加以限制。
本文在总结国内外相关研究结果的基础上，结合对我国初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析，提出了1000kV级交流输变电工程电磁环境参数的控制指标的建议，以便供有关方面参考。
1电磁环境参数及其影响
送变电工程的电磁场及其环境问题考虑的主要因素有工频电场及静电感应、工频磁场及电磁感应、无线电干扰、电视干扰、可听噪声及风噪声等。就频率而言，上述因素覆盖了从低频50Hz到高频上百兆Hz的范围。工频电场、磁场、无线电干扰均可能对人们的生活环境和生活质量，甚至安全与健康产生一定的影响。但是只要采取一定的技术措施，是可以降低其影响程度的。
工频电场、磁场对处在场中的人和物的作用（或对活的有机体的影响），称为生态效应。工频电场与人体的作用将产生电荷并在体内流动（电流），它会束缚电荷的极化（形成电偶极子）和使已经存在于组织中的电偶极子发生转向。生态效应分为长期效应和暂态电击效应2种。
暂态电击效应在这里是指人体接触金属物时，在接触瞬间，出现一小火花，同时在接触点会出现一种使人不快的刺痛感。
无线电干扰作为环境影响因子，主要考虑对居民无线电接收质量的影响，其量值水平还不至于产生生态影响。无线电干扰影响分析一般考虑4个因素：无线电干扰水平、无线电信号强度、信号与干扰之比（即信干比或信噪比）和线路与接收点的距离。其中信干比是评价的关键指标。
CISPR推荐26dB作为评价无线电干扰影响的可接受的信干比，即当无线电信号强度（dB值）减去干扰水平后，其差值大于26dB时就可认为具有满意的接收质量。对交流高压输电线路电晕放电所产生的可听噪声问题的重视，是从美国采用500kV和765kV超高压输电时开始的。美国在实施交流超高压输电过程中，由于出现了因可听噪声而引起居民抱怨并诉诸法律的问题，使得这些超高压输电线路不得不采取降压运行或停止运行的措施。因此，电晕噪声作为实现交流特高压输电的一种限制因素，也成为交流特高压输电基础研究的一项重要内容。
2工频电场和工频磁场
21国内外情况
据国外对输电线路场强的调查统计，各国或电力公司的情况是不相同的，但是仍然有较一致的地方：线下最大电场强度（或农业地区）为10~15kV/m，跨越公路处电场强度为7~10kV/m，公众活动区域或邻近民房处的电场强度小于5kV/m。其中日本的标准较严格，规定线下的工频电场为3kV/m。场强限制宽严的选择依据为：①防止暂态电击引起的不愉快效应；②防止稳态电击电流大于摆脱电流；③限制由于电场长期作用引起的生态效应。
DL/T5092—1999《110-500kV架空送电线路设计技术规程》规定：“500kV送电线路跨越非长期住人的建筑物或邻近民房时房屋所在位置离地1m处的最大未畸变电场不得超过4kV/m”。
22相关标准
ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）的出版物对电磁辐射的暴露水平作了限值规定，限值从基本限值和导出限值二方面给定。基本限值直接和已确定的健康影响相关。采用了适当的安全因子，导则的限值规定为：①职业暴露的工频电场限值为10kV/m；工频磁场的限值为500μT；②公众暴露的工频电场限值为5kV/m；③工频磁场的限值为100μT。
提供的导出限值用于对实际暴露的估计，以决定基本限值是否被超过。导出限值是用数学模型从基本限值以及用在特定频率下的实验室研究结果外推而得。ICNIRP认为导出限值是针对场与暴露个体之间处于最大耦合位置的情况下给出的，从而提供了最大的保护。当导出限值被超过时，并不一定意味着基本限制也被超过。
IEEE标准C95.6指出，50Hz受控区电场为20kV/m；50Hz公众电场为5kV/m；50Hz受控区磁场为2710μT（头部和躯体），75800μT（四肢）；50Hz公众磁场为904μT（头部和躯体），75800μT（四肢）。
我国环境指标，即HJ/T24—1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》规定：“推荐暂以4kV/m作为居民区工频电场评价标准，推荐应用国际辐射防护协会关于对公众全天辐射的工频限值01mT作为磁感应强度的评价标准”。
23工频电、磁场控制值
根据国内外交流特高压输电线路下电场限制值的研究成果以及750kV输电线路的场强限制值的建议等分析，建议按下述方法确定交流特高压架空输电线下15m处的工频电场强度控制值为：①对于一般地区，如公众容易接近的地区、线路跨越公路处，场强限定在7kV/m；跨越农田的线路场强限定在10kV/m，以避免由放电引起的不适应感觉和避免超过允许摆脱的电流值。②对于邻近民房，要求房屋所在位置最大未畸变电场仍保持与500kV线路相同，即4kV/m。
鉴于工频磁场的标准目前和500kV输电线路实际水平相差甚远，计算的1000kV输电线路工频磁场也远低于HJ/T24的标准，所以线路设计时可以不考虑工频磁场的限值。
图1500kV线路和特高压线路的电场强度与离线路距离的关系
计算表明，满足4kV/m的位置距边相导线距离为23~26m，比一般500kV线路宽出20m左右，如图1所示；同塔双回线路满足4kV/m的位置距边相导线距离为16~19m，且逆相序不比同相序好，比单回路少占走廊1/3以上，如图2所示。
图2同塔双回不同塔型的线路线下最大场强与导线高度的关系
3无线电干扰
31输电线路无线电干扰特性
输电线路的无线电干扰主要是由导线、绝缘子和线路金具等的电晕放电产生的。电晕形成的电流脉冲注入导线，并沿导线向注入点两边流动，从而在导线周围产生磁场，这就是无线电干扰场。由于高压架空送电线的导线上沿线“均匀地”出现电晕放电和电流注入点，考虑其合成效应，导线中形成了一种脉冲重复率很高的“稳态”电流，所以架空送电线周围就形成了脉冲重复率很高的“稳态”无线电干扰场。
可以认为，电晕放电产生的无线电干扰是高压架空送电线路的固有特性，其频率基本上不超过30MHz。同时，由于电晕放电会因天气的变化而变化，雨天交流线路的电晕放电明显变强，所以送电线路的无线电干扰电平会随天气变化而有很宽范围的变化。鉴于此，通常采用具有统计意义的值来表示线路的无线电干扰水平，如好天气平均值、80值和95值（大雨条件）。
此外，输电线路的无线电干扰还与导线参数有关，如导线高度、相间距离、导线（子导线）截面、分裂导线数等。
32限值标准
关于输电线路的无线电干扰限值，到目前为止还没有国际标准，因为各国的情况不一样，输电线路的参数和走廊的意义也不一样，CISPR的CISPR-18出版物只建议了限值的定义和制定限值的原则。无线电干扰限值的含义是：一年之中80的时间不超过的干扰水平，且具有80的置信度，即双80原则。
不同的国家制定的标准是不同的，有的规定是不分电压等级只有一个限值，有的也是一个限值，但还规定了不同电压，限值的参考距离不同。其中加拿大的标准和CISPR的原则一致。加拿大国家标准规定的无线电干扰限值是随电压升高而增大的，到600~800kV电压，无线电干扰限值为55~58dB（按我国标准折算）。加拿大标准还规定，进入城区的输电线路，无线电干扰限值允许放宽，因为城市的电台信号会增强。巴西的1000kV线路设计标准是，在线路走廊边缘按我国情况折算到05MHz和80值，则无线电干扰为57dB（μV/m）。
我国现行国家标准GB15707—1995《高压交流架空送电线无线电干扰限值》规定的限值（05MHz）如表1所列，限值的参考距离是边相导线投影20m。我国的标准无线电干扰限值也是随电压升高而增大，750kV和1000kV线路尚未列入标准。
表1无线电干扰限值
电压/kV
110
220～330
500
限值/dB
46
53
55
33特高压输电线路的无线电干扰控制值
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