交流输电线路的无线电干扰计算方法

交流电的概念和特征1. 交流电的定义交流电（Alternating Current，简称AC）是指电流方向和大小都随时间变化的电流。

与直流电（Direct Current，简称DC）不同，直流电的电流方向和大小始终保持不变。

交流电在电力系统中广泛应用，因为它的传输和分配效率更高，且能有效地减少能量损失。

2. 交流电的特征交流电具有以下几个基本特征：2.1 频率交流电的变化速率称为频率（Frequency），用单位赫兹（Hz）表示。

频率表示交流电在一秒钟内电流方向变化的次数。

我国交流电的标准频率为50Hz，即电流方向每秒变化50次。

2.2 周期一个完整的电流变化过程称为一个周期（Period）。

一个周期内，电流从最大正值逐渐减小到零值，然后反向增大到最大负值，再逐渐减小到零值，完成一个完整的循环。

周期与频率的关系为：[ f = ]其中，( f ) 为频率，( T ) 为周期。

2.3 幅值交流电的最大绝对值称为幅值（Amplitude），用符号 ( I_m ) 表示。

幅值表示电流或电压在变化过程中的最大大小。

2.4 相位交流电的相位（Phase）表示电流或电压在时间轴上的位置。

相位差是指两个同频率交流电的电流或电压波形在时间轴上的相对位置差。

2.5 相位角相位角（Phase Angle）是指交流电的电压或电流波形与参考正弦波之间的夹角。

通常情况下，相位角用符号 ( ) 表示。

2.6 波形交流电的波形（Waveform）是指电流或电压随时间变化的图形。

常见的交流电波形有正弦波、方波、锯齿波等。

3. 交流电的测量交流电的测量主要涉及电压、电流、频率等参数的测量。

常用的测量工具包括万用表、示波器、相位计等。

3.1 电压测量电压测量是指用仪器测量电路两点之间的电势差。

常用的电压测量仪器有电压表、万用表等。

3.2 电流测量电流测量是指用仪器测量电路中的电流大小。

常用的电流测量仪器有电流表、钳形电流表、万用表等。

330kV全户内变电站电磁环境分析与评估近些年由于城市负荷发展和用地紧张，330kV电压等级的变电站也开始建设全户内变电站，由于户内变电站的选址一般距离居民区较近，部分公众对变电站心存疑虑，担心电磁辐射和变电站的安全会对身体健康和周边环境造成不良影响，因此需要对周围电磁环境进行相应分析与评估。

1 电磁环境国家标准变电站电晕无线电干扰、开关操作极快速暂态过电压引起的电磁环境、工频电场以及工频磁场的国家标准与计算值如下。

根据国家标准《GB/T 15707-2017 高压交流架空输电线路无线电干扰限值》的要求，频率0.5MHz时，高压交流架空送电线在电压等级分别为110kV、220~330kV以及500kV情况下的无线电干扰限值（距边相导线20m处）分别为46、53、55dB（μV/m）。

根据国家标准《GB8702－2014 电磁辐射防护标准》，居民区工频电磁环境的接触限值为：1）工频电场强度为4kV/m；2）工频磁场强度为100μT。

2 电磁环境评估室内变电站周围电磁环境评估涉及到电晕引起的无线电干扰、开关操作极快速暂态过电压引起的无线电干扰以及工频电磁场的影响，下面分别考虑计算了变电站周围有无铁材情况下周围的电磁环境。

图1为室内变电站周围电磁环境计算模型。

变电站八个棱边由铁材构成，棱长4m；计算电磁环境用激励位于变电站中心；测试点位于距离铁材最近处12m，Y轴正上方2m处。

图1 室内变电站周围电磁环境计算模型2.1 电晕无线电干扰有铁材时，居民区无线电干扰场强最大值为13μV/m（0.5MHz），即22dB（μV/m）；无铁材时，居民区无线电干扰场强最大值为40μV/m（0.5MHz），即32dB（μV/m），均低于国家最低标准46dB（μV/m）（0.5MHz）。

2.2 开关操作极快速暂态过电压无线电干扰有铁材时，居民区无线电干扰场强最大值为11.25mV/m（0.5MHz），即81dB（μV/m）；无铁材时，居民区无线电干扰场强最大值为110.2mV/m（0.5MHz），即101dB （μV/m），均高于国家最低标准46 dB（μV/m）（0.5MHz），但是开关操作时间为ns级，每年操作次数少，因此开关操作引起的无线电干扰可以忽略。

±500 kV高压直流输电线路电磁环境影响评估陈聪【摘要】高压直流输电线路电磁环境问题已经成为我国直流电网建设的制约因素之一,分析了可听噪声、无线电干扰和电场干扰这几种直流输电线路电磁环境干扰的影响,包括对干扰限值、干扰特性和克服措施的研究,并评估了海拔高度的影响.可听噪声影响由BPA公式计算,无线电干扰由CISPR公式计算,电场干扰由迎风差分算法行计算.结果表明,对于±500 kV高压直流输电线路,海拔高度小于1000 m,电场干扰对导线选型起控制作用,可听噪声和无线电干扰不起控制作用;海拔高度超过1000 m,可听噪声、无线电干扰和电场干扰随海拔高度的增加而增加,此时电磁环境影响评估必须考虑可听噪声和无线电干扰的影响.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】6页(P120-125)【关键词】高压直流输电;电磁环境;可听噪声;无线电干扰;电场干扰;迎风差分算法【作者】陈聪【作者单位】广东天联电力设计有限公司,广东广州 510670【正文语种】中文【中图分类】TM7高压直流输电因其造价低、损耗小、容量大、节省线路走廊、控制灵活等优点，经济效益和社会效益明显[1-3]。

但是高压直流输电线路电磁环境影响问题受到了广泛关注，而且它也决定了输电线路结构和各种建设费用，成为了我国直流电网建设的制约因素之一[4-5]。

高压直流输电线路电磁环境影响评估主要从可听噪声影响评估、无线电干扰影响评估和电磁场干扰影响评估三个方面进行[6-8]，这些都是输电线路工程规划、设计、建设、运行中必须考虑的重要因素。

可听噪声的评估可以采用美国邦纳维尔电力局（BPA）的推荐公式和美国电力科学研究院（EPRI）的推荐公式进行计算；无线电干扰的评估通常采用国际无线电干扰特别委员会（CISPR）推荐的经验法和激发函数法进行计算[9]；对电磁场干扰计算而言，直流磁场的影响比交流磁场的影响小得多，本文不考虑磁场计算问题，直流电场是空间电荷和空间电场的交互作用结果，目前合成电场的评估方法有基于Deutsch假设的解析法、基于CDEGS软件包的仿真分析法和迎风差分算法[6]。

架空输电线路运行规程1. 范围本标准规定了架空输电线路运行工作的基本要求、技术标准，并对线路巡视、检测、维修、技术管理及线路保护区的维护和线路环境保护等。

本标准适用于交流110（66）kV～750kV架空输电线路。

35kV架空线路及直流架空输电线路可参照执行。

2. 规范性引用文件下列文件的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然后，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可用使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 2900.51 电工术语 架空线路（GB/T 2900.51－1998，IEC 60050（466）：1990，IDT）GB/T 4365 电工术语 电磁兼容（GB/T4365－2003，IEC60050（161）：1990，IDT）GB/T16434 高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准DL/T 409 电业安全工作规程(电力线路部分)DL/T626 劣化盘形悬式绝缘子检测规程DL/T887 杆塔工频接地电阻测量DL/T966 送电线路带电作业技术导则DL/T5092 110～500kV架空输电线路设计技术规程DL/T5130 架空送电线路钢管杆设计技术规程中华人民共和国主席令 第六十号 《中华人民共和电力法》1995年12月中华人民共和国主席令 第239号《电力设施保护条例》1998年1月中华人民共和国国家经济贸易委员会/中华人民共和国公安部 第8号《电力设施保护条例实施细则》1999年3月3. 术语和定义GB/T 2900.51和GB/T 4365确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1 居民区 residenetial area工业企业地区、港口、码头、火车站、城镇、村庄等人口密集区，属于公众环境。

3.2 非居民区 nonresidenetial area上述居民区以外地区，均属非居民区。

1000kV特高压交流紧凑型线路电磁参数分析分析了特高压紧凑型输电线路的原理及关键电磁参数。

与常规线路相比，特高压紧凑型输电线路自然传送功率提高，线路走廊宽度压缩，地面场强、无线电干扰、可听噪声以及波阻抗均有减小趋势。

实例表明电压等级相匹配的紧凑型电磁参数的最优选择对未来输电的经济性和安全性发展有重要研究意义。

标签：特高压；紧凑型输电线路；电磁参数输电线路工程项目中，电气相关的参数主要有电磁环境，线路工频参数，自然功率等参数。

其中，在采用1000kV级特高压输电时，电磁环境问题是影响其可行性的关键问题之一。

与500kV线路相比，1000kV级特高压输电线路电压高、导线大（截面大，多分裂）、铁塔高、线路走廊宽等，其电磁环境将与500kV的情况相比问题更加严重[1]。

紧凑型输电线路具有自然传输功率高、几何均距大、不平衡度低和走廊利用率高等[2]优点，可以解决特高压产生的环境问题。

紧凑型线路作用的发挥主要取决于电磁环境参数的优化设计[3]，诸如：子导线表面场强、起晕场强、波阻抗、可听噪声、无线电干扰等。

下面将介绍这些参数的概念以及原理。

1 关键电气参数的分析1.1 子导线电荷导线表面电场强度的计算直接关系到线路造价、经济运行和对周围环境的影响程度，是输电部门和线路设计所关心的主要问题之一，因此要求采取尽可能准确的计算方法。

而线路的设计向着紧凑型的方向发展，这就对导线表面电场强度的计算精度提出来更加严格的要求。

为了计算特高压交流紧凑型输电线路的电晕特性（包括无线电干扰、可听噪声等），一般采用逐次镜像法计算导线表面场强，子导线表面场强求解不考虑相间的影响。

设导线上的镜像实部电荷产生的垂直场强和水平场强分别为ERV和ERH，虚部电荷产生的垂直场强和水平场强分别为EIV和EIH；对于导线表面，各点场强可直接按下式求得：1.2 导线表面起晕场强导线会在高电压作用下起晕，其表面的气体被局部电离，此时产生脉冲电流，其能量以电磁波的形式直接辐射，造成能量损失，同时其产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信都会形成干扰。

不同，进一步影响相模转换效果不同，最终导致无线电干扰值对土壤电阻率非常敏感。

一般输电线路绵延几十公里，沿线地形变化复杂多样，无线电干扰随土壤电阻率的变化较大，因而建议应特别关注无线电干扰值，防止线路在某些区域局部超过无线电干扰的限值要求。

3结论本文介绍了无线电干扰的计算方法，在此基础上分析了某500kV同塔三回线路的无线电干扰的变化，得到如下结论：（1）随着远离线路杆塔中心距离的增大，无线电干扰逐渐减小。

导线下方空间的无线电干扰值最大，杆塔中心至边导线外20m 处之间的无线电干扰变化较快，边导线外20m处以外的无线电干扰变化较缓。

（2）导线排布方式不同，从而导致各导线之间的电压叠加效果不同，引起导线表面的电场强度不同，最终反映到无线电干扰值大小不同。

合理选择相序，可一定程度上降低输电线路的无线电干扰。

（3）土壤电阻率的变化对无线电干扰的影响很大，边相外20m处无线电干扰值随着土壤电阻率增加而迅速降低。

对于蜿蜒几十公里的线路，应特别关注无线电干扰随土壤电阻率的变化，避免线路在某些区域超过无线电干扰的限值要求。

［参考文献］［１］刘振亚．特高压交流输电工程电磁环境［Ｍ］．中国电力出版社，２００８［２］邬雄，万保全．输变电工程的电磁环境［Ｍ］．中国电力出版社，２００９［３］庄池杰，曾嵘，龚有军，等．交流输电线路的无线电干扰计算方法［Ｊ］．电网技术，２００８，３２（２）：５６～６０［４］万保权，邬熊，路遥，等．交流同塔双回特高压输电线路无线电干扰研究［Ｊ］．高电压技术，２００６，３２（１２）：５９～６１［５］李俊杰，邹军，李本良，等．采用激发函数法计算分析不同降序排列下双回交流高压输电线路的无线电干扰［Ｊ］．电网技术，２０１０，３４（６）：１４～１８［６］杨光，吕英华．交流特高压输电线路无线电干扰特性［Ｊ］．电网技术，２００８，３２（２）：２６～２８［７］ＤＬ／Ｔ６９１—１９９９高压架空线送电线路无线电干扰计算方法［Ｓ］［８］ＥＰＲＩ．Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｂｏｏｋ：３４５ｋＶａｎｄａｂｏｖｅ［Ｍ］．ＵＳＡ：ＦｒｅｄＷｅｉｄｎｅｒ＆ＳｏｎＰｒｉｎｔｅｒｓ，１９８２．２１７～２４８［９］ＪｕｅｔｔｅＧＷ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｒａｄｉｏｎｏｉｓｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈ－ｏｄｓｗｉｔｈＣＩＧＲＥ／ＩＥＥＥｓｕｒｖｅｙｒｅｓｕｌｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７３，９２（３）：１０２９～１０４２［１０］ＧａｒｙＣＨ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ：Ａｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｉｔｓｐｈｙｓｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７２，９１（１）：３０５～３１０收稿日期：2012－08－20作者简介：于涛（1982—），男，吉林公主岭人，工程师，研究方向：输电线路施工技术管理。

电力设备对周围电磁环境影响分析方法探讨摘要：随着电力系统的不断发展，各种电力设备布设越来越密集，其对周围电磁环境影响也受到越来越广泛的关注。

本文重点研究电力设备对周围电磁环境影响分析方法。

关键词：电力设备；周围电磁环境影响；分析方法引言在对电力系统供电质量和运行安全要求越来越高的情况下，自动化设备已成为电力系统中必不可少的一部分，通过智能化和自动化控制系统的安装，可以极大地提升电力系统运行的经济性和可靠性。

1电力设备对周围电磁环境可能产生影响的因素1.1雷电引起的电磁干扰雷电波沿线路侵入变压器，强大的雷电流和电压直接作用于一次设备，产生极强大的脉冲电场和磁场，并通过一、二次系统间的耦合途径进入二次回路；或有大电流流入接地网，二次电缆的屏蔽层在不同的接地点接地时，就会因地网电阻的存在而产生流过屏蔽层的暂态电流，从而在二次电路的芯线中感应出骚扰电压。

1.2高压开关操作产生的电磁干扰高压断路器和隔离开关操作是变压器典型和重要的电磁干扰来源。

无论断开操作还是闭合操作，母线电流都包含一个复杂的暂态过程，这个过程由许多单个脉冲组成。

断开过程初期，每个工频半波包含许多小脉冲，每个脉冲幅值较小，重复频率很高；随着触头距离的加大，每个工频半周期脉冲数减少，幅值加大，直到临近断开时，每工频半周只产生一个脉冲，脉冲幅值达到最大。

闭合过程与断开过程正好相反。

高压开关操作产生的电磁干扰以考虑工频干扰最为常见。

2依据标准、规范判断是否产生影响2.1变电站电磁干扰相关标准根据前面提到的由变压器引起的电磁干扰情况，主要考虑设备本身性能指标要求及安装工程是否规范，工频电场限值是否符合要求等，相关标准规范如下：GB8702-2014《电磁环境控制限值》；GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》；DL/T621-1997中华人民共和国电路行业标准《交流电气装置的接地》；原国家环保总局颁布的《500kV超高压送变电工程电磁辐射影响评价技术规范》。