±1100kV特高压直流输电线路电磁环境研究

±1100kV特高压直流输电线路电磁环境研究

雷清然

（国网甘肃省电力公司经济技术研究院）

摘要：就我国目前电力企业领域发展现状而言，研究特高压直流输电线路电磁环境问题具有深远现实意义的，是对我国特高压输电线路工程发展的有效促进。本文基于±1100kV直流输电线路无线电干扰原理及直流输电线路无线电干扰限值建议分析，实证研究了该输电线路所处的具体电磁环境。

关键词：±1100kV特高压直流输电线路；电磁环境；导线；无线电干扰

对特高压直流输变线路工程而言，它其中的电磁环境决定了整体工程输电线路的基本最终成型结构与工程建设费用。因此，应该深入研究该线路的电磁环境，本文主要从无线电干扰方面切入研究话题。

一、±1100kV特高压直流输电线路无线电干扰研究

在特高压直流输电线路中，无线电干扰是比较常见的电磁环境影响因素。它是指在正常电压运行环境下，特高压直流输变电线路导线表面所存在的电晕放电效应，这种电晕放电会对周围线路产生影响，特别是对无线电正常接收影响最大，这就造成了无线电干扰。

（一）无线电干扰产生的基本原理分析

上文所说的电晕电流会形成脉冲注入导线效果，并沿着导线向特高压直流输变电线路两边顺向流动，最终促成范围磁场，它又被称之为“无线电干扰场”。考虑到干扰场中电晕放电点及电流注入点都是均匀分布的，所以可以将导线视为是脉冲重复率高但基本稳态的电流场，且这一电流稳态场也具有一定的脉冲效果。

基于国内无线电干扰限值，同时考虑到直流、交流线路无线电干扰特征的不同，我国±1100kV特高压输电线路在经过经过高海拔地区特殊性影响下，它的正极导线对地投影20m以外的线路走廊边沿无线电干扰限值应该为0.5Hz，通常情况下一般地区取值为56dB（μV/m），如果是海拔高度高于1000m以上，取值应该调整至60dB（μV/m）[1]。

（三）对电磁环境中无线电干扰的计算分析

对于电磁环境中无线干扰的计算，人类已经积累了大量的测量数据与总结经验，目前国际上对电磁环境中无线电干扰因素的影响计算主要包括两种推荐计算公式。

第一种是来自于美国电力科学研究院所推荐的计算公式，它并没有提到特高压直流输电线路中有关导线分裂数对实际无线电干扰所产生的影响，因此对于我国实际状况来看，可以选择后者即国际无线电干扰特别委员会所推荐的计算公式，它恰好适应于与我国国内相匹配的双极直流线路，它的无线电干扰计算公式如下：

E=38+1.6（gmax-24）+46lgr+51gn+△Ef+33lgx20/D

在上述计算公式中，E就代表了与正极性相距距离为D范围的无线电干扰水平（dB（μV/m））；gmax代表导线的表面最大场强（kV/cm）；r代表了子导线实际半径（cm）；n代表导线的实际分裂数；D代表距离正极性导线的实际距离（m）（一般D＜100m为最适）；最后△Ef代表干扰频率具体修正值，以上表1中的干扰频率0.5Hz为例，此时的△Ef应该为0，因此应该将0.5Hz作为无线电干扰电磁环境中特高压直流输电线路的基准频率。

再根据该公式可以推得，如果无线电干扰在电磁环境中的横向分布干扰高于地面2~2.5m，那么此范围内的边导线对地投影距离应该小于200m，如果超过200m范围，范围以外的无线电干扰基本可以忽略不计。

基于上述计算与推导，特高压直流输电线路在电磁环境中受到无线电干扰影响，它基本可以得出以下4点结论。

结论1，如果输电线路中子导线的截面不断增大，那么此时无线电干扰也会相应程度减小。

结论2，如果输电线路子导线的分裂数增多，那么无线电干扰就会出现明显减小趋势，相比于子导线截面的影响效果更为突出。

结论3，可以考虑改变导线对地高度来控制电磁环境中所存在的无线电干扰场强，因此增加导线高度能够明显减小无线电干扰。

结论4，如上文推得在导线投影20m环境处，无线电干扰的计算结果一般会被控制在56dB（μV/m）左右，所以说只要满足导线高度在20m或20m以上，都能满足无线电干扰基础限值要求[2]。

二、±1100kV特高压直流输电线路电磁环境中的其它影响因素分析

除无线电干扰以外，可听噪声也是特高压直流输电线路电磁环境中较为重要的影响因素，它主要基于直流线路噪声，从正极性线路中产生，因此对它的计算只要考虑一条运行线路即可，然后将单回双极线路所产生噪声相加，就能得到可听噪声在特高压直流输电线路中的设计参数值。

对于±1100kV特高压直流输电线路来说，其电磁环境中可听噪声的预估计算公式应该基于已运行实际线路测量所得。目前比较常用的计算公式是来自于美国的BPA邦纳维尔电力局以及美国EPRI电力科学研究院所推荐的两大公式。本文采用EPRI公式进行计算。

如果±1100kV特高压直流输电线路的导线半径及分裂数相对较大，那么基于EPRI可听噪声公式就可以计算得出：

如表2数据配合计算公式可以推得在海拔2000m以下，特高压直流输电线路的可听噪音限值应该在45dB左右，如果海拔在2000~3000m之间，其可听噪音限值应该为50dB。基于对可听噪声限值的计算可以总结得出，应该基于对极间距、导线对地高度的增加来看，同时配合导线截面的增加来降低可听噪声影响因素，确保±1100kV特高压直流输电线路在电磁环境中的运行稳定性[3]。

总结：本文简要分析了±1100kV特高压直流输电线路电磁环境中的主要影响因素，主要对空间电场内的无线电干扰及可听噪音进行参数计算分析和特性总结归纳，证明了在不同极间距、不同离地高度、不同海拔高度状态下线路导线的不同反应，证明了电磁环境复杂性对特高压直流输电线路的运行影响，值得在未来进一步深入研究。

参考文献：

[1]柏晓路，李健，陈媛等.±1100kV特高压直流输电线路电磁环境研究[J].中国电力，2014，47（10）：24-29.

[2]蔡宇飞.特高压直流输电线路电磁环境研究[D].华北水利水电学院，2012.61-66.

[3]吴启维.特高压直流输电线路电磁环境影响研究[D].华北电力大学（北京），2009.20.