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)線外表發(fā)生電暈及其他放電的時(shí)機(jī)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。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)則的方式給出了根本限值、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)《電磁輻射曝露限值和測(cè)量方法》全民征求意見(jiàn)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)很難到達(dá)。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、絕緣子的外表污穢產(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)幅播送、通信〔0.5MHz～12MHz〕和電視產(chǎn)生干擾。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、桿塔的上下、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的根本術(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)開展水平、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110～500KV高壓交流架空送電線路產(chǎn)生的頻率為0.15～30MHz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(jiàn)：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清楚確，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〕4.2對(duì)0.15～30MHz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；及各種考前須知不在詳細(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0.15～4MHz時(shí)，當(dāng)修正頻率范圍在其他范圍在4～30MHz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)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〔lg10·0.8〕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(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)，dB〔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0.15～4MHz頻段，k取18；對(duì)于大于4～30MHz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?！陡邏航涣骷芸账碗娋€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；gmax—子導(dǎo)線最大外表電位梯度有效值，kV/cm，〔一般范圍為：12～20kV/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：Ei—第i相導(dǎo)線距P點(diǎn)處〔2m高〕的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)；gmax—第i相導(dǎo)外表最大電位梯度；Di—第i相導(dǎo)線到參考點(diǎn)P〔2m高〕處的直接距離，m；hi—第i相導(dǎo)線的對(duì)地高度，m；〔導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高度〕；ri—第i相導(dǎo)線單根導(dǎo)線〔子導(dǎo)線〕半徑，cm；xi—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：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：Ei，—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；Ei“—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；Ei—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；然后在比擬合成后各相導(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)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6～10dB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(jiàn)〔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)家大局部無(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》〔GB13614-92〕；4、對(duì)空情報(bào)雷達(dá)站電磁