220KV高压输电线路工频电磁场影响因素研究

来源:用户上传      作者: 黄茜

　　 [摘 要] 当前，我国经济迅速发展，电力需求进一步增强，其中，高压输电线路穿越城镇的现象普遍存在，以此导致的纠纷呈上升趋势，高压输电线路引发的电磁环境问题已成为人们关注的重点问题。本文就220KV高压输电线路工频电磁场的影响因素进行研究，明确其影响因素的同时，提出工频电磁场的控制措施，以兼顾电力工程建设与环境保护的共同发展。
　　 [关键词] 220KV高压输电线路 工频电磁场 影响因素； 控制措施
　　220KV high-voltage transmission line frequency magnetic fields
　　affect factors
　　Abstract: At present, China's rapid economic development, further enhance the demand for electricity, of which high-voltage transmission lines through the towns is widespread, as a result of disputes rise, high-voltage transmission lines caused by the electromagnetic environment has become the focus of attention . In this paper, 220KV high-voltage transmission line frequency electromagnetic fields to study the impact of factors, specifically the impact of factors at the same time, proposed frequency electromagnetic field control measures, to take into account the power engineering construction and environmental protection and common development.
　　Keywords: 220KV high-voltage transmission lines;-frequency electromagnetic fields; factors; control measures
　　
　　现代社会，电作为一种使用便利，清洁高效的能源，已经得到了广泛的应用，并成为人们日常生活中不可或缺的一部分。为保障人们用电的可靠性，输变电工程的大量建设十分必要。当前社会的发展，环保是主题，节约型环保社会的建设成为摆在人们面前的重要课题。但是，电力设施会对其周边环境产生一系列的影响，如电磁环境、生态环境、噪声、视觉影响等。其中，工频电磁场作为主要的环境问题，对其影响因素进一步明确，以采取有效的控制措施，是电力工程建设与环境保护工作开展的双重需要。
　　一、220KV高压输电线路工频电磁场的影响因素
　　（一）导线对地高度
　　控制导线对地高度最小值为7米，以2米为单位递加，分别在7米、9米、11米、13米、15米、17米导线对地高度时，观察线路工频电磁场的影响。结果显示，随着导线对地高度的递增，工频电磁场强度相应较小。且开始时呈现出显著的减小，之后减小速度逐渐放缓。从而可以看出，线路对地高度的增加对于降低公平电磁场影响具有比较好的效果。
　　（二）导线布置方式
　　就220KV单回输电线路布置方式来看，常见的两种为水平排列和三角形排列。当定位参数确定为：两边同中间间距均保持在6米，边相与中相垂距为零。这时，变水平排列为三角形排列，并对两种方式对工频电磁场的影响情况进行计算，得出水平排列为14μT，三角形排列为12μT。可见，对单回路塔型结构来讲，相比于水平排列，三角形排列方式产生的工频电磁场影响要小。
　　（三）导线参数
　　在计算工频磁感应强度时，等效半径不作考虑，而只对导线实际空间位置进行考虑，故导线参数变化不会对磁感应强度产生影响。而计算工频电场强度时，则应用等效电荷法，这时导线等效半径对于导线线下场强的影响起着主要作用，且随着分裂半径、分裂根数、导线半径的增大，工频电厂强度亦随之增大。其中，影响最为显著的是分裂根数。
　　（四）导线相序
　　就同塔双回和多回线路来看，相序排列的形式对于工频电磁场有着较大的影响。通过对相序排列的模拟，即同序列和逆序列两种形式进行计算。结果显示，不同的相序排列形式对于工频电磁场亦有着不同的影响，且相比于同相序排列，逆相序排列的影响较小。
　　（五）相间距离
　　相间距离指的是相间的垂直距离和水平距离，就其对于220KV同塔双回、单回架空输电线路工频电磁场的影响分别进行考察，结果显示，相间水平距离影响工频电磁场时，相序排列方式发挥着作用，同相序时，其影响程度同相间水平距离成反比，逆相序时，其影响程度同相间水平距离成正比。
　　二、工频电磁场的控制措施
　　无线电干扰是在高压架空送电线路中电压的级别不断增加的情况下，其导线表面发生了电晕的现象,以及其他放电同时而产生的因果现象之一。其实质是某些有害而且频带相当宽的电磁波在放电和电晕的过程中出现，这些电磁波的频率范围是50赫兹到上千兆赫兹，会造成周围无线电通信设施不能正常运行。另外，无线电干扰来源很多，有磁暴、雷电干扰；太阳黑子、银河系电磁辐射干扰和一些如电焊、医疗器械等的工业干扰。当高频保护通道出现故障时，可采用以下方法进行故障判别：对于载波机导频告警或收信告警现象，首先对载波机本身故障进行检查，然后对高频保护通道进行检查。在进行高频保护通道检查前，首先对该电力线路近期内有无施工、割接、改道、雷雨、T接等外界条件变化进行详细调查，缩小故障范围。然后采用选频表对通道中各点电平进行量，判断故障的性质和范围。检查过程由高频保护通道中间开始，对所有载波机的导频电平是否正常进行检查，利用排除法缩小故障范围，然后逐次对高频电缆、结合滤波器、耦合电容器和线路阻波器进行相应检查。高频电缆故障一般分为短路和开路两种。在载波机外线侧对本机发送的导频电平进行测量，对比断开与接通高频电缆时本机导频电平的测量结果，如果接通高频电缆时测量结果很低或无测量结果，则说明本机外侧方向有短路故障存在。采用摇表等测绝缘专用仪器对高频电缆的芯线和屏蔽层之间的绝缘情况进行测量。若在载波机外线侧用电平表低阻抗状态测量本机导频电平正常，但是高阻抗状态测量时电平有所升高，则说明电缆有开路故障，此时应在两端折下高频电缆，将一端芯线和屏蔽层短路，利用万用表电阻档测量另一端，若测量结果为无穷大，要对高频电缆沟内有无断开现象以及接头是否氧化松脱等现象进行调查。
　　解决无线电干扰其实质就是要解决与无线电设施电磁之间相互配合程度的问题。而在此方面，目前国际电工学会专门设立特别委员会研究由各种关于工业设备所产生的无线电干扰，其中一个特别的委员会就是研究高压线路及电力拖动设备的无线电干扰问题。对直流电阻的检测，主要是针对电线电缆的导电性。因而，直流电阻的数值，能够反映电线电缆的线芯材料的好坏以及线径的粗细程度。在电线电缆线径的横截面积一定的情况下，导体材料的好坏也就决定了其直流电阻。规定标准中对直流电阻的比较，以导体每公里的电阻值为基准，直流电阻的单位是Ω/km。一般在20℃时，导体的电阻值最大。
　　在实际的工程建设中，除对上述影响因素充分考虑之外，还应从以下几方面的内容加以控制：第一，变电站的选址应离居民区尽量远，高压输电线路路径尽量减少民房跨越，避开沿途的村庄和学校；第二，对于经居民区的线路应在设计标准规范的基础上适当提升架设高度，尽量降低工频电磁场对周围环境的影响；第三，对变电站、线路进行定期的巡查，对于所发现的问题，及时加以解决；第四，保障金属附件设计的合理性，如吊夹、绝缘子、保护角、保护环、接头和垫片等。设计师，对外形尺寸合理确定，以避免高电位梯度点的出现；第五，在加工时，对设备金属附件边角加以挫圆，避免凸出物和尖角的存在。保证金属附件保护电镀层尽可能的光滑，以避免火花放电、电晕现象的出现；第六，在高压设备的安装过程中，保证接头、固定螺栓的良好接触，从而避免因不良接触而导致的火花放电现象；第七，依据设计规程开展工程设计，从而将220KV高压输电线路对通信线路的干扰值控制在标准范围内。
　　三、结语
　　随着人们生活水平的日益提高，其环保意识不断增强，但是对电磁环境知识的了解尚比较片面、匮乏。在众多的输电线路环保投诉当中，很大一部分是由于建设单位同市民缺少互信和沟通造成的。但实际上也存在着少数不合理的输电线路建设，从而造成部分电气设备受干扰或市民周边电磁环境超标。在220KV高压输电线路设计时，对其电磁环境影响充分进行考虑，以避免纠纷，为和谐社会、绿色社会的构建发挥积极的促进作用。
　　参 考 文 献
　　[1]林海泉.输变电工程工频电磁场分布特性及防护措施[J].工作经验.2010（7）
　　[2]宁健.220KV输电线路环保优化方案[J].中山大学.2009（6）
　　[3]朱艳秋.220KV高压输电线路工频电磁场影响因素研究[J].电力科技与环保.2011（1）
　　[4]黄恒.工频电磁场环境管理目标值的研究[J].环境保护科学.2009（35）

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