高压输电线路无线电干扰的计算策略分析

高压输电线路无线电干扰的计算策略分析

关键词:高压输电线路;无线电干扰;电晕;计算

在我国的电力需求日益增加的趋势下,高压输变电工程得到快速的拉动,随着远距离、大容量的电能输送,人们日益关注高压输电线路的电磁环境问题,由于高压的影响,会使输电线路的周围产生极强的电场,会导致输电线周围的空气发生电离,产生电晕现象,极大地影响无线电台及导航等电磁设备的正常电磁环境。为此,为了最大程度上减少和规避电晕现象,要采用有效的无线电干扰预测和计算策略,以更好地实现对电网运行的指导。

一、高压输电线路电晕产生的机理分析

在110kV以上的变电所和输电线路之中,人们的肉眼可以看到淡蓝色的光环,并同时听到“陛哩”的放电声,这是输电线路的导线或电极表面的电场强度超出碰撞游离阈值时发生的气体局部自持放电现象,也即电晕现象。

正极输电线电晕机理与负极输电线电晕机理各不相同。其中:正极输电线电晕机理是在导线周边较小的范围内,游离电子跟中性分子发生碰撞,导致分子表面的电子脱离出原来的分子,产生电离现象。通常来说,正极输电线是使导线周围的氧气和氮气电离。而负极输电线电晕机理是在导线周边较小且电场强度极高的电离层范围内,电子向远离导线的方向移动并与中性分子产生碰撞,使分子表面的电子脱离出原来的分子而产生电离现象。在这个过程中,负极导线电离的是氧气和水蒸气。

二、高压输电线路无线电干扰计算策略

高压输电线路无线电干扰可以由电晕机理的分析可知,在放电的过程中由于电离、复合及附着而使导线周围存在空间电荷,它会对电场产生影响而使导线表面的电晕放电呈现出一种脉冲放电状态,并由导线向注入点的两边流动,形成脉冲重复率较高的“稳态”无线电干扰场,这是随机而无规则的,通常出现在工频的正、负峰附近,大约可以持续2~3ms的时间,这种在导线上的不规则脉冲放电,具有极其广泛的频率范围,通常为几百赫兹~几百兆赫兹。其频谱特性主要是对线路附近一定观测点的干扰水平随频率变化的函数关系,横向衰减特性是随着线路距离的拉长无线电干扰场的强度逐渐衰减的趋势。

1、经验公式计算策略

这是以某一特定导线的结构为基准线路,选定一定的测量距离长度,对晴天50%的无线电干扰水平加以测量,并以其作为基准无线电干扰水平,再根据导线的直径、表面场强、频率、距离等具体情况的不同,测量并计算不同的无线电干扰水平,获悉不同情况下的无线电干扰值。

采用经验公式计算策略可以较好地计算出某一线路的无线电干扰水平,公式表述如下:

E=E0+ΔEe+ΔEd+ΔEn+ΔEd+Δef+ΔEfw

在上述公式之中,E表示待求线路的无线电干扰水平;E0表示基准线路晴天50%的无线电干扰水平;ΔEe表示待求线路的导线表面场强;ΔEd表示待求线路的导线直径;ΔEn表示待求线路的分裂根数;ΔEd表示待求线路的测量距离;ΔEf表示待求线路的测量频率;ΔEfw表示气候条件,当这些修正项与基准线路存在差异时,则会引起无线电干扰值的变化。

我国对于不同高压输电线路无线电干扰的计算公式各有不同,具体如下:

(1)单相交流输电线路的无线电干扰计算

设定在0.5MHz的频率之下,单根交流架空输电线路产生的无线电干扰的计算公式为:

在上述公式之中,C代表输电线路的电容矩阵,Γ代表激发函数值。

(3)、高压输电线路无线电干扰的不同影响因素分析

对于高压输电线路无线电干扰的计算而言,其不同的影响因素主要包括有:线路高度、导线分裂数、导线半径、导线分裂间距、土壤电阻率、粗糙系数等,这些影响因素对于高压输电线路无线电干扰有较大的影响。

三、结束语

对于高压输电线路无线电干扰计算可以采用经验公式法和激发函数法的策略,本文中的计算策略适用于大雨条件下(坏天气)的单相交流输电线路的无线电干扰的计算,对于高频电晕电流的测量及电荷量的控制技术还有待进一步深入研究和探讨。并且,在对高压输电线路的无线电干扰进行计算时,还要充分考虑线路高度、导线分裂数、导线半径、导线分裂间距、土壤电阻率、粗糙系数等不同因素的影响,以获得准确的线路无线电干扰数值。

参考文献:

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