高压交流架空输电线路对航空无线电中波导航台站有源干扰的

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1、高压交流架空输电线路对航空无线电中波导航台站有源干扰的评估杨露吴楷引言近年来，为适应航空运输业务迅猛增长的需要，多地正计划新建或改扩建机场。在新建或改扩建工程的前期工作中需要进行机场拟设台站的电磁环境测试，测试评估高压交流架空输电线路对航空无线电中波导航台站的有源干扰是其中重要内容之一。1高压交流架空输电线路无线电有源干扰特性1.1概述高压输电线路的无线电干扰可分为有源和无源两大类：有源干扰主要是导线或线路器件表面电晕放电以及线路间隙火花放电的电磁辐射；无源干扰主要是线路及塔杆等大型金属器件对空中其他无线电信号的屏蔽和反射。电晕放电是由于导线表面

2、电场强度较高引起空气电离而发生的放电现象；间隙火花放电是线路因接触不良或导线受到腐蚀而发生的弧光放电和火花放电现象。电晕放电是高压输电线路有源干扰的主要干扰源[1,2]，本文着重讨论因电晕放电引起的有源干扰。无源干扰需要考察线路及塔杆存在前后的空间电磁场的变化，不同情况下需具体分析，本文暂未加以讨论。1.2电晕放电的起始条件及电晕效应当导线表面的电场强度超过电晕的起始场强时，在输电线表面就会形成电晕放电。圆柱形导线电晕起始场强可采用皮克公式来计算[2]：⑴其中：为圆柱形导线电晕的起始场强（kV/cm），为导线半径（cm），为空气相对密度（对于标准

3、大气条件和温度20℃，＝1）。输电线电晕放电的影响主要有以下几方面：①电晕放电伴随有声、光、热效应，表现为可听的“嗞嗞”声、蓝色晕光及导线周围空气温度升高等；②电晕放电会在线路周围空气中产生化学反应，产生臭氧及氧化氮等产物，会对线路造成损伤或腐蚀；③电晕放电会造成线路传输能量的损失；④电晕放电会产生高频脉冲电流，会辐射出大量电磁波造成无线电干扰。1.3高压交流输电线路的无线电干扰水平计算1.3.1基准干扰场强高压交流输电线路电晕放电的数学模型是以基准无线电干扰场强的测量结果为基础的，基准干扰场强是采用符合GB/T6113.101-2008《无线电

4、骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范》要求并经有效计量检定的仪表在距高压输电线路边相导线水平距离20m处（接收天线距地面高度2m）对0.5MHz基准测试频率的测量值[3]。基准无线电干扰场强的测量应在多种气象条件下测量，在每一种气象条件下的测量次数应与该地区气象条件出现的频度成正比。当不具备上述测量条件时，基准无线电干扰场强也可只在好天气或者是持续强降雨（≥6㎜/h）的条件下测量[4]。全气象条件下80%基准无线电干扰场强值高于好天气50%的值5～15dB，低于持续强降雨50%的值5～12dB。基准干扰场强也可以通过相关经验公式估算[5]，下面以三

5、相单回输电线路为例进行说明。距边导线水平投影20m并离地面高2m处、频率0.5MHz、好天气、50%基准无线电干扰场强按下式计算：⑵其中，是距边导线水平投影20m并离地面高2m处i相导线的基准无线电干扰场强（）；是i相导线最大表面电场强度有效值（kV/cm）；是i相导线或分裂子导线半径（cm）；是i相导线分别距边导线水平投影20m并离地面高2m处的直接距离（m）。根据上述公式计算出每相导线的干扰场强，若其中一相大于其他两相3dB以上，则取该最大值为无线电干扰场强，否则按下式计算：⑶其中，、代表三相中两相较大的场强值。1.3.2频率特性电晕放电所形

6、成的脉冲电流含有丰富的高频成分，随着频率的提高,其频谱分量减小。根据大量测量的结果统计出的输电线路电晕放电的频谱特性主要在0.15～4MHz范围[1]。频率为时（0.15～4MHz）的辐射场强频率修正值：⑷其中，为无线电干扰的频率修正值（dB），为频率（MHz）。输电线路电晕放电0.15～4MHz范围的频谱特性对频率为30MHz以上信号的干扰较微弱，但对中、短波信号通信及无线电导航存在干扰。1.3.3横向距离特性电晕放电产生的能量以电磁波的形式辐射，我们主要考虑电磁波沿线路正交方向的辐射，即横向传播。横向传播的衰减采用下述方法计算：当距离时，输电

7、线路无线电干扰距离修正值如下：⑸其中，为无线电干扰的距离修正值（dB），为无线电干扰横向衰减系数，为计算点距边导线的距离（m）。当距离时，距离修正值如下计算：⑹无线电干扰横向衰减系数如下表[6]：表1输电线路无线电干扰场强的横向衰减系数频率（MHz）0.15～0.40.4～1.730～100100～300衰减系数1.81.651.21.01.3.4雨天无线电干扰增量对于电晕放电的雨天无线电干扰增量，在我国东北地区测得的最大值为10dB左右，西南地区为6～8dB[6]。GB13617-1992《短波无线电收信台（站）电磁环境要求》建议取15dB。根

8、据大量的测试数据[3]，空气湿度每增大10%，无线电干扰场强增大约0.69dB（标准差为0.08dB）。综合考虑好天气、50%场强与全气