高压输电线路电磁环境的研究

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1、高压输电线路电磁环境的分析与研究专业：高电压及绝缘技术学号：0910502441姓名：刘源高压输电线路对周围环境的影响和危害，主要是其对周围电磁环境和自然环境的影响。电磁环境影响主要指输电线路电磁场对邻近有线及无线通信设施产生的干扰及危险影响,以及静电感应产生的生态影响。自然环境影响系指输电线路工程砍伐林木、损害农田、爆破开山、堆渣弃土、破坏植被等造成对沿线自然生态环境的影响。1输电线路附近电磁场的数学模型1.1输电线路工频电磁场理论计算高压输电线路的电压等级高、产生的工频电场强度大，对周围的电磁环境有一定影响。为了评估这种影响是否超过环境评估标准，需要较准

2、确地确定超高压输电线路产生的电场。为了便于分析与计算，利用模拟电荷法对超高压输电线模型做以下简化和处理：①视工频交变电磁场为准静态场。②将三维电场简化为二维场处理。③输电导线采用分裂导线。④取大地为零电位，在导线对应于大地的镜像位置上设置模拟电荷，等效代替大地表面上感应电荷的影响。多导线线路中导线上的等效电荷计算的矩阵方程为：(1)式中为电位系数，，为第j个模拟电荷点与第i个匹配点之间的距离，为第j个模拟电荷的镜像与第i个匹配点之间的距离。通过求解上式的方程组，得到一组模拟电荷。我们可以用求解到的这组模拟电荷计算场域内任意一点的电场。根据等效电荷量，空间任意

3、一点的电场强度可根据叠加原理计算得出，在(x,y)点的电场强度分量Ex和Ey可表示为：(2)式中：x、y—P点的平面坐标；xi、yi—导线i的坐标（i=1、2、…m）；m—导线数目；di—导线i及镜像到计算点的距离。1.2输电线路场强对无线电干扰的计算对于110～500KV交流架空送电线产生的0．15—30MHz频段无线电干扰场强，可根据国家标准《高压交流架空送电线无线电干扰限值》(GBl5707—1995)进行计算。0．5MHz时高压交流架空送电线的无线电干扰场强计算模型为：式中：E—无线电干扰场强dB（μV/m）r—导线半径（cm）；D—被干扰点距导线的

4、距离（m）；gmax—导线表面最大电位梯度kV/cm2输电线路电磁环境影响一直以来人们认为磁场对人体和其他生物的影响并不严重，近年来许多研究提出磁场对生态产生的影响是不可忽视的。如低于规定值的工频磁场单独作用或与工频电场共同作用均对人体产生不利的影响，更为严重的是这些作用可能导致癌症。但目前对于磁场的研究远少于对电场的研究，因此，磁场对生物的影响还需要长期的试验研究和观测。许多国家在制定超高压输电环境标准时遵循的基本原则是：对线路附近居民或邻近范围内正常活动的人们不会带来明显损害。目前对磁场允许值的规定是在这个原则下提出的。在高压输电线路建设的时候，必须采取

5、相应的防护措施。防护措施的基本出发点是：避免在输电线路附近和周围生活，从事农业和其他工作以及可能经常处于线路下的居民受到电场和磁场的有害作用。2.1输电线路对有线通讯线路的影响输电线路对有线通讯线路的干扰影响主要由电容耦合及电感耦合产生。当中性点直接接地的高压输电线路单相接地时，故障电流经大地返回，形成一个强大的磁场，通过电感耦合使场内通信线感应起一个数值很高的电动势,这种影响称为电磁危险影响。它可危及人身安全和损坏通信设备,但只出现在输电线路单相接地后至开关跳闸前的瞬间。当输电线与通信线相距很近时，高压输电线路在导线周围形成一个强大的电场，通过电容耦合，使

6、场内通信线感应起杂音电动势,并影响正常通话，电报误码等称为静电干扰影响。这种影响是持续性的，只要输电线路接通就存在影响。高压输电线路对通信线的干扰影响是音频干扰,主要由谐波电流和电压所引起。对中性点直接接地的输电线路，应考虑磁感应影响。对中性点不直接接地的输电线路，只考虑静电感应影响。一般情况下，中性点直接接地的输电线路对双线回路的通信线的感应纵电动势不超过危险影响允许值时，干扰影响可不计。2.2输电线路对无线电的干扰及影响无线电干扰指在无线电频段内产生对有用信号造成损害的无用信号或电磁干扰。无用信号和电磁干扰不同，无用信号也是信号；电磁干扰是指叠加在有用信

7、号上的电磁噪声，它是指除信号以外所有电磁发射或任何传输通道不应出现的电磁现象。2.2.1输电线路的无线电干扰高压输电线路作为一种无线电干扰源，在它所经过的地方都可能造成不同程度的电磁污染。高压输变电在运行时，不断产生一些电磁脉冲向空间辐射各种宽频带的高频电磁波，这些电磁波沿着输电线路两侧横向传播使沿线一定范围内的无线电接收设备。在正常工作时所接收的有用信号的波形幅值和相位受到影响，导致这些无线电接收设备达不到正常工作所需的信噪比。输电线路无线电干扰主要是电晕放电、间隙放电火花放电等引起的。这种干扰多发生在工作工频电压的正半周，其电晕脉冲是突发型的，非常不规则

8、，持续时间一般为十几μs到几百μs不等,脉冲电流的幅