《高压输电线路电磁环境的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压输电线路电磁环境的研究（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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，需要较准确地确定超高压输电线路产生
2、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：视工频交变电磁场为准静态场。将三维电场简化为二维场处理。输电导线采用分裂导线。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)Annnn AnPPPP21 22212 11式中 为电位系数， ， 为第j个模拟电荷点与第 i个匹配点ij ijyijr/l/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r式的方程组，得到一组模拟电荷 。1P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
3、效电荷量，空间任意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)22102)(PyxPiimiy iiiPxEdyx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110500KV交流架空送电线产生的01530MHz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(GBl57071995)进行计算。05 MHz时高压交流架空送电线的无线电干扰场强计算模型为： DrgE20lg3125.3max式中：E
4、 无线电干扰场强dB（V/m）r 导线半径（cm） ；D被干扰点距导线的距离（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
5、的。在高压输电线路建设的时候，必须采取相应的防护措施。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
6、耦合，使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号上的电磁噪声，它是指
7、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，持续时间一般为十几s到几百s不等, 脉冲电流的幅值约几
8、十mA。输电线路电晕干扰电平主要造成对附近居民的收音机、电视机等电器的干扰，对电视频段接收产生干扰的主要是火花放电。输变电线路所产生的无线电干扰一般用干扰电平来评价，干扰电平越大，影响范围就越宽。输电线所产生的无线电干扰，一般用干扰电平来评价，干扰电平越大，影响范围就越宽， 为了使其影响被跟制在一定范围内， 对干扰电平就必须加以限制。但鉴于干扰电平的大小与线路结构的参数以及周围环境、地形地物等诸多因素有关，所以标准的制订工作是很复杂很困难的。现以我国在500kV 的无线电干扰控制指标为目前输电线无线电干扰参考标准，即在额定电压下，按规定的测量方法选择晴朗天气于外侧导线投影的横向距离20米处测量
9、，当频率为 l MHz时，干扰电平不大于50dB。I20m 50dB2.3 输电线路对生态的影响据资料报道，我国学者曾对超高压输电线路走廊进行过卫生学和流行病调查，发现线路周围居民有明显的不愉快效应和头昏、头痛、失眠、疲倦、乏力等主诉特异性症状，并普遍反映线路经常有放电声和打火现象，阴雨天尤其明显。线路下打伞会在撑开的伞上产生强烈的感应，使人们产生不愉快的“ 麻电”感觉。输电线路电磁辐射污染的危害表现为热效应和非热效应方面。当人体接受电磁辐射后，体内水分子会随电磁场方向的转换快速运动而使人体升温，这就是电磁辐射的热效应。热效应会引起中枢神经和植物神经系统的机能障碍，主要症状为神经衰弱综合症和植
10、物神经功能紊乱，如心动过缓、血压下降等，特别是能加速晶体状正常体的老化过程。非热效应即吸收的辐射能不足以引起体温升高，但确已出现生理变化和反应。国内外研究还发现高压强辐射可以使人体血清中性脂肪浓度异常增高，这是中风与心脏冠状动脉异常的症状。如动物实验中猴子的行为反常，对时间的感觉发生错乱狗的血压升高昆虫的遗传产生突变鸭、鹅失去平衡感觉等。这证明了高压输电线放射的电磁能量对人类和动植物都会产生危害。由于我国开展输电线辐射危害与安全标准的研究工作起步晚,安全标准尚未制订。现根据已往的研究初步结果并参照美国等国家的标准跟值,我国输电线辐射参考安全标准为：E5000V/m3 减小高压输电线路电磁环境影
11、响的措施为了减小或防止高压输电线路电磁环境影响可以采取以下的措施：（1）建立线路保护区。对高压输电线路的线路保护区必须严格按设计标准进行规划。线路保护区设计标准见表 1。表 1 线路保护区设计标准电压 距一般地区 距人口密集区 边线到建筑物距离kV m m m220 15 10 6500 20 15 8（2）设立无线电设施保护区。高压线路（500kV）与无线电中心的最小距离见表2。表2 高压线路（500kV）与无线电中心的最小距离设施名称 最小距离（m）10020020001000无线电发射中心的中段及长波的无线电装置短波发射天线及无线电中继站的接收天线主干线、省及区域性无线电通信中心无线电接
12、收奋战当地无线电转播台 400（3）确立输电导线对地距离。高压输电线路对地距离应符合设计标准，见表3。表3 高压输电线路对地距离设计标准所处区域 对地距离（m）居民区 14非居民区跨铁路线跨公路线1213141214（4）为保障输电线路、变电站附近居民的身心健康，建议在250300m的规定范围内不建住宅和人群密集的活动场所。（5）在合理设计接人系统, 控制并降低架空电力线路的无线电干扰电平的同时，采用良好的施工方法，保护导线、金具和绝缘子不受损伤，同时加强运行维护。（6）按照架空高压输电线路、变电站无线电干扰防护间距，当架空电力线路经过广播收音台或电视差转台附近时，应尽量从这些台的非主要信号接收方向一侧通过。（7）架空电力线在局部地段可采用降低导线表面电场强度的措施，在变电站所可采用降低母线及设备引线表面电场强度的措施。
