高壓架空送電線路無線電干擾

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1、概述

　　隨著高壓送電線路電壓等級的不斷提高，導線表面發(fā)生電暈及其他放電的機會越來越多，電暈及其他放電的同時產(chǎn)生的效應之一就是無線電干擾（簡稱RI，是英文RadioInterference縮寫），無線電干擾的實質(zhì)，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。

　　補充：送電線路對無線電通信設施有干擾，對人類的居住環(huán)境也有影響。國際上對時變電場和磁場對人身健康的研究證明，對人身健康只定性說明有影響，但沒有定量說明。國際非離子輻射防護委員會（ICNIRP）以導則的方式給出了基本限值、電場、磁場、接觸電流的指導限值。

　　在2001年6月，國家環(huán)境保護總局和信息部、衛(wèi)生部、廣電部、中電聯(lián)共同編制了國標《電磁輻射曝露限值和測量方法》全民征求意見稿，里面提出的各項限值很嚴，按現(xiàn)在的設計規(guī)程有些指標很難達到。

　　無線電干擾來自多方面：有天電干擾（磁暴、雷電等）、宇宙干擾（太陽黑子、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）

　　為了妥善解決無線電干擾與無線電設施的電磁兼容問題，國際電工學會（IEC）專設了無線電干擾特別委員會（CISPR），專門研究各種工業(yè)設備所產(chǎn)生的無線電干擾，其中CISPR的C分會是專門負責高壓線路及電力拖動設備的無線電干擾問題。我國是CISPR會員國，我國CSIPR/C分會設在武漢高壓研究所。

　　2、送電線路、變電站RI的來源

　　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(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(chǎn)生，主要來自變電站的開關(guān)操作時產(chǎn)生火花放電、變電站的設備中，因損壞、污穢等原因，產(chǎn)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。

　　在這里重點講的是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(gòu)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(diào)幅廣播、通信（0.5MHz～12MHz）和電視產(chǎn)生干擾。

　　送電線路對無線電設施的干擾程度，主要取決于：

　　1）送電線路與收、發(fā)信設備的距離；

　　2）通信設備的性能、天線方位、制式等；

　　3）送電線路的各種參數(shù)，如導線的排列方式、電壓的級別、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

　　1）無線電干擾場強（原來稱無線電干擾電平）

　　是用來衡量送電線路的無線電干擾程度的單位，用dB表示，0dB相當于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

　　是指送電線路的無線電干擾場強，隨其干擾頻率的變化的規(guī)律。

　　4）背景干擾

　　是指當送電線路停電或者沒有發(fā)生無線電干擾時的環(huán)境干擾場強。背景干擾的大小與當?shù)氐墓I(yè)發(fā)展水平、地形、氣候變化有關(guān)。這在實測無線電干擾時，是一個很重要的參數(shù)。

　　5）標準情況

　　無線電干擾的標準情況，是指無雨、無霧、無雪的天氣，風速小于10m/s，距高壓線路邊線地面投影20m處（檔距中央）的無線電干擾值。

　　另外還有氣候特性、縱向特性等其他術(shù)語，在此不在解釋?！陡邏航涣骷芸账碗娋€路無線電干擾限值》（GB15707-1995）

　　1 適用范圍

　　是指：交流架空送電線路正常情況下的無線電干擾限值。

　　本標準適用運行半年以上的110～500KV高壓交流架空送電線路產(chǎn)生的頻率為0.15～30MHz的無線電干擾。

　　2 引用的標準

　　GB7349《高壓架空輸電線路、變電站無線電干擾測量方法》

　　GB/T4365-1995《電磁兼容術(shù)語》，該標準等同采用IEC60050（161）標準，現(xiàn)在是推薦國標。

　　——電磁騷擾

　　“任何可能引起裝置、設備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o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、無用信號或傳播媒介自身的變化“。

　　——電磁干擾

　　“電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降”。

　　由以上兩個術(shù)語可見：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果。過去在術(shù)語上并未將物理現(xiàn)象與其造成的后果劃分明確，統(tǒng)稱為干擾，為了與過去慣用的干擾一詞明確分開，現(xiàn)在術(shù)語是電磁騷擾和電磁干擾。

　　3 其他術(shù)語：

　　—無線電干擾限值

　　無線電干擾場強在80%的時間，具有80%的置信度不超過的規(guī)定值。

　　——好天氣

　　是指無雨、無雪、無霧的天氣。

　　4 無線電干擾限值

　　4.1頻率為0.5MHz，距邊導線投影20m處高壓交流送電線路無線電干擾限值如下：（原來規(guī)定的限值是指：1MHz，邊導線透影20m處的RI）

　　無線電干擾限值（邊導線投影20米處）

　　4.2對0.15～30MHz頻率段中的其他頻率，高壓交流送電線路無線電干擾限值要進行修正。

　　4.3對距邊導線投影不為20m處測量的無線電干擾場強，要修正到20m處。

　　5 限值的測量

　　按照GB7349規(guī)定的方法進行測量；及各種注意事項不在詳細說明。

　　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算：

　　當修正頻率范圍在0.15～4MHz時，

　　當修正頻率范圍在其他范圍在4～30MHz時，

　　E`——為相對于0.5MHz的干擾場強的增量，dB（uV/m）；

　　f——頻率MHz.

　　對頻率大于30MHz以上時，我們國家正在準備做這方面的工作，故本標準沒有提供相應的計算公式。

　　工程設計中可采用下式：

　　C—是天線形狀變化系數(shù)。

　　例題：

　　頻率分別為0.8MHz時，對500kV交流架空送電線路的無線電干擾限值是多少？（即換算到頻率為0.5MHz，距邊導線投影20m處的RI限值）

　　E‘=5·（1-2（lg10·0.8）2）=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無線電干擾場強的距離修正

　　高壓交流架空送電線路無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—距邊導線投影Xm處干擾場強，dB（uV/m）；

　　E—距邊導線投影20m處干擾場強，dB（uV/m）；

　　X—距邊導線投影距離，m；

　　H—邊導線在測點處對地高度（是導線最低點對地高度），m；

　　h—測量儀天線架設高度，m；

　　k—測量儀天線架設高度，m；

　　對于0.15～4MHz頻段，k取18；對于大于4～30MHz的頻率，k取16.5。

　　此公式可以計算出距離邊導線投影不為20m處的無線電干擾限值，也可以把距邊導線投影不為20m處測量的無線電干擾場強修正到20m處。

　　附錄C高壓交流架空送電線無線電干擾場強計算

　　在下面的標準（DL/T691-1999）介紹。

　　《高壓交流架空送電線路無線電干擾計算方法》—（DL/T691-1999）

　　1 適用范圍

　　本標準推薦了預測高壓架空送電線路無線電干擾及其頻譜的計算方法。

　　本標準推薦的無線電干擾計算方法適用計算500KV及以下正常運行的高壓交流架空送電線路的無線電干擾場強。

　　2 引用標準

　　GB/T4365-1995《電磁兼容術(shù)語》

　　GB15707-1995《高壓交流架空送電線路無線電干擾限值》

　　3 術(shù)語（略）

　　4、交流線路無線電干擾計算

　　4.1單相導線的無線電干擾場強計算：

　　式中：

　　E—邊導線投影20米，并離地面2處的無線電干擾場強，kV/cm；

　　gmax—子導線最大表面電位梯度有效值，kV/cm，（一般范圍為：12～20kV/cm）；

　　r—單導線（子導線）半徑，cm。

　　4.2三相單回路送電線路的無線電干擾場強計算

　　式中：

　　Ei—第i相導線距P點處（2m高）的無線電干擾場強；

　　gmax—第i相導表面最大電位梯度；

　　Di—第i相導線到參考點P（2m高）處的直接距離，m；

　　hi—第i相導線的對地高度，m；（導線弧垂最低點高度）；

　　ri—第i相導線單根導線（子導線）半徑，cm；

　　xi—第i相導線到參考點P處的投影距離，m；

　?。üこ逃嬎憧梢圆豢紤]2米的高度）

　　三相送電線路的無線電干擾場強按下面的方法計算：如果某相導線的場強比另外兩相導線的場強大3dB，則后兩相的場強可以忽略，三相送電線路的無線電干擾場強可認為等于最大一相的場強。否則按下式計算：

　　式中：

　　Ea、Eb是假設兩相較大的場強值，（dB）。

　　4.3同塔雙回路送電線路的無線電干擾場強計算

　　對同塔雙回路上的六根導線，先計算每相導線在P點處的場強。再將同相導線的場強幾何相加。

　　式中：

　　Ei，—第一回路的第i相導線在參考點處的干擾場強，dB；

　　Ei“—第二回路的第i相導線在參考點處的干擾場強，dB；

　　Ei—兩回路第i相導線在參考點處的干擾合成場強，dB；

　　然后在比較合成后各相導線的場強，確定雙回路的無線電干擾場強。

　　即：某相導線的場強比另外兩相導線的場強大3dB，則后兩相的場強可以忽略，三相送電線路的無線電干擾場強可認為等于最大一相的場強。否則按下式計算：

　　Ea、Eb是假設兩相較大的場強值，（dB）。

　　4.4計算結(jié)果說明

　　本計算結(jié)果代表好天氣時（無雨、無霧、無雪），頻率為0.5MHz的無線電干擾場強的平均值，此值再加6～10dB后可代表雙80%的原則值（即80%的時間里、80%置信度）。

　　5、直流送電線路無線電干擾計算略

　　6、送電線路無線電干擾頻譜特性計算

　　見（GB15707-1995）干擾限值的附錄

　　補充：無線電通信設施的電磁環(huán)境要求

　　變電站、送電線路無線電干擾也可分為有源干擾和無源干擾，有源干擾主要來自電力設施在電暈過程中出現(xiàn)一些有害的、頻帶很寬的電磁波，干擾無線電通信。無源干擾是指在無線電設施主要工作（或覆蓋）的域內(nèi)，其凈空區(qū)內(nèi)不應有煙囪、建筑物、架空線路、桿塔等障礙物對無線電信號造成遮擋、反射、散射。在確定障礙物高度時，應以無線電設施所處的海拔高度為基準。

　　現(xiàn)在我們國家大部分無線電通信設施制訂了相應的電磁環(huán)境要求，有些規(guī)程除了要滿足防護間距的要求外，還要滿足相應的防護率要求。

　　防護率是指無線電接收點處的信號場強與同頻道下干擾場強（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國標

　　1、《航空無線電導航臺站電磁環(huán)境要求》（GB6364-86）（共9種臺）；

　　2、短波無線電測向臺（站）電磁環(huán)境要求；（GB13617-92）（最嚴）

　　3、《短波無線電收信臺（站）電磁環(huán)境要求》（GB13614-92）；

　　4、對空情報雷達站電磁環(huán)境防護要求；（GB13618-92）

　　5、《架空電力線路與調(diào)幅廣播收音臺的防護間距》（GB7495-87）；

　　6、《對海中遠程無線電導航臺站電磁環(huán)境要求》（GB13613-92）；

　　7、《架空電力線路、變電站對電視差轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)播臺無線電干擾防護間距標準》（GBJ143-92）；

　　8、《地球站電磁環(huán)境保護要求》（GB13615-92）；

　　9、《微波接力站電磁環(huán)境保護要求》（GB13616-92）

　　10、《關(guān)于保護機場凈空的規(guī)定》（國務院[2003]5號文）。