《500 kV超高压输电线路电磁环境影响因素分析及其防护对策.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《500 kV超高压输电线路电磁环境影响因素分析及其防护对策.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第4 6 卷第8 期2 0 1 0 年0 8 月竞压圣譬H i s hV o l t a g eA p p a r a t u sV 0 1 4 6N o 8A u g 2 0 1 09 3 5 0 0k V 超高压输电线路电磁环境影响因素分析及其防护对策王广周，张嵩阳，闰东，韩金华，姚德贵(河南电力试验研究院，河南郑州4 5 0 0 5 2)搐要：电磁环境是制约电网建设和发展的一个重要因素。研究输电线路电磁环境影响冈素及其防护对策，可以为输电线路的设计提供技术依据使人们正确认识输电线路电磁环境并合理选择防护对策。为此，笔者基于等效电荷法研究了输电线路对地高度、双回路导线相序布置、等效半径、单
2、回路导线布置方式、相间距离等因素对5 0 0k V 超高压输电电磁环境的影响并根据研究结论和相关研究成果提出了主动防护和被动防护等具体的防护对策。关键词：电磁环境；等效电荷法；超高压输电；影响因素；防护对策中图分类号：T M 7 2 3文献标志码：A文章编号：1 0 0 卜1 6 0 9(2 0 1 0)0 8-0 0 9 3-0 4A n a l y s i so fI n f l u e n c i n gF a c t o r sO UE l e c t r o m a g n e t i cE n v i r o n m e n tu n d e r5 0 0k VE H VT r a
3、 n s m i s s i o nL i n e sw i t hP r e v e n t i o nS t r a t e g i e sW A N GG u a n g-z h o u，Z H A N GS o n g-y a n g，Y A ND o n g，H A NJ i n。h u a，Y A OD e g u i(H e n a nE l e c t r i cP o w e rR e s e a r c hI n s t i t u t e，Z h e n g z h o u4 5 0 0 5 2，C h i n a)A b s t r a c t：B a s e do n
4、t h ec h a r g ee q u i v a l e n tm e t h o d，t h i sp a p e ri n v e s t i g a t e st h ee f f e c t so ft h ef a c t o r si n f l u e n c i n ge l e c t r o m a g n e t i ce n v i r o n m e n tu n d e r5 0 0k VE H Vt r a n s m i s s i o nl i n e s。s u c h 鹬t h eh e i g h to ft r a n s m i s s i o
5、 nl i n e s，a r r a n g e m e n to fp h a s es e q u e n c eo fd o u b l ec i r c u i tt r a n s m i s s i o nl i n e，e q u i v a l e n tr a d i u s，a r r a n g e m e n to fs i n g l ec i r c u i tt r a n s m i s s i o nh n e，a n dd i s t a n c ea m o n gp h a s el i n e s，e t c T h i sp a p e ra l
6、s oo f f e r s8 0 m es t r a t e g i e so fa c t i v ep r e v e n t i o na n dp a s s i v ep r e v e n t i o no fe l e c t r o m a g n e t i ce n v i r o n m e n t K e yw o r d s：e l e c t r o m a g n e t i ce n v i r o n m e n t；c h a r g ee q u i v a l e n tm e t h o d；E H Vt r a n s m i s s i o n
7、；i n f l u e n c i n gf a c t o r；p r e v e n t i o ns t r a t e g y0 引言根据国家电网公司“十一五”电网规划“十一五”电网发展具体目标要加快发展西北7 5 0k V 网架。继续加强5 0 0k V 跨区输电工程和区域、省级主网架建设，规划目标指出2 0 2 0 年前后，国家电网建成以华北一华中一华东交流特高压同步电网为核心、联接各大电源基地和主要负荷中心的特高压骨干网架。因此，超高压、特高压输电成为电力行业发展的必然趋势随着经济的发展人们环保意识不断增强输电线路电磁环境成为制约电网发展的一个重要因素【I 引研究输电线路电磁环
8、境影响因素及其防护对策可为输电线路的设计提供技术依据使人们正确认识输电线路电磁环境并合理选择防护对策。1电磁环境影响因素分析国际大电网会议第3 6 0 1 工作组推荐利用等效电荷法计算高压送电线下空间的工频电磁场5 0 0k V超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范也推荐利用等效电荷法计算【们根据计算方法可知高压输电线路工频电磁场的影响冈素有导线对地高度、导线的布置方式、等效半径(子导线半径、分裂根数、分裂间距)、相间距离等；笔者以4 x L G J 一4 0 0 3 5导线分析5 0 0k V 超高压输电线路电磁环境影响因素用E 蜜表示地面1 5m 的电场强度最大值，用曰訾表示地面1
9、5m 的磁感应强度最大值。1 1 导线对地高度的影响以S Z l 铁塔为例分析导线不同对地高度对地面工频电磁场的影响，表1 为计算具体参数。图1 为双回路同相序布置导线不同对地高度电场强度横向分布图表2 显示了导线不同对地高度及其位置和边导线外4k V m 位置。从图l 和表2 中可以看出随着导线对地高度的增加而减小很快。导线高度从1 11 1 1 分别提高到1 4m、1 7I l l、2 0m 高度时。分别降低了2 3 3、3 6 9、4 7 6；且其出现的位收稿日期：2 0 1 0 0 1 0 9：修回日期：2 0 1 0-0 5-1 1作者简介：王广周(1 9 8 l 一)，男，工程师，
10、硕士研究生，现从事电磁环境研究。万方数据9 4 A u g 2 0 1 0H i g hV o l t a g eA p p a r a t u sV 0 1 4 6N o 8表1计算参数m表3 导线不同对地高度B 密及其位置上导线水平距离1 4 8上中线垂直距离1 1 2中导线水平距离1 9 8中下线垂直距离1 0 1下导线水平距离1 6 2预测点对地高度1 5置距线路中心距离也减小1 7i n、2 0m 时则出现在线路中心下方：边导线外4k V m 出现位置也相应减小。因此，提高导线对地高度不仅可以有效降低电场强度，而且可以有效缩小高场强影响范围。o巨邑越霞蝽脚距离线路中心投影垂直方向距离
11、，m图1双回路同相序布置导线不同对地高度电场强度垂直分量横向分布图表2 导线不同对地高度E 密及其位置和边导线外4k V m 位置磁感应强度按4 x L G J 一4 0 0 3 5 导线容许电流33 8 0A 进行计算。图2 为双回路同相序布置导线不同对地高度磁感应强度横向分布图表3 为导线不同对地高度E 尝及其出现位置。从图2 和表3 中可看出，随着导线对地高度的增加而减小很快导线高度从1 1m 分别提高到1 4、1 7、2 0m 高度时，分别降低了2 4 8、3 9 6、4 9 5 且其出现的位置距线路中心距离也明显减小。由于磁感应强度计算值一般小于国家标准1 0 0i x t 且现场实
12、测值更是远小于国家标准，后面的分析将不再对磁感应强度进行分析。鼍恻皤坶担器距离线路中心投影垂直方向距离，m图2 双回路同相序布置导线不同对地高度磁感应强度横向分布图1 2 双回路导线相序布置的影响以A B C C 1 8 1 A 1 布置方式分析逆相序布置不同对地高度的电场强度分布情况，其他参数同表l。图3 为双回路逆相序布置导线不同对地高度电场强度横向分布图表4 为A B C C 1 8 1 A 1 导线不同对地高度E 訾及其位置和边导线外4k V m 位置。从图3和表4 中可看出E 誊随着导线对地高度的增加而减小很快，导线高度从1 1m 分别提高到1 4、1 7、2 0r n时，E 尝分别
13、降低了3 5 1、5 5、6 7 3。其最大值出现位置距线路中心距离略有增加但与同相序布置相比较，在1 1、1 4、1 7、2 0r n 高度处，E 密分别降低了2 0 1、3 2 3、4 3、5 0 2，因此双回路导线布置采用逆相序方式可有效降低电场强度。计算表明在双回路6 种相序排列方式中以A B C C 1 8 1 A 1 方式降低电场强度最为有效值得一提的是采用逆相序布置，召裟反而有所增加。，昌岂 鲢嘿寒脚距离线路中心投影垂直方向距离，m图3 双回路A B C C I B l A I 布置导线不同对地高度电场强度横向分布图表4A B C-C I B l A I 导线不同对地高度E 密及
14、其位置和边导线外4k V m 位置1 3 等效半径的影响等效半径计算公式为R 部V 等(1)式(1)中，R。为等效半径；R 为分裂导线半径；n 为分裂数；r 为次导线半径。万方数据2 0 1 0 年0 8 月高压亡譬第4 6 卷第8 期9 5 从式(1)可看出等效半径影响因素有分裂导线半径(分裂间距)、分裂数、次导线半径。等效半径对电场强度的影响表现为随着等效半径的增加电场强度增加。1)分裂间距对等效半径的影响表现为分裂间距增大等效半径变大以A B C A 1 8 1 C 1 布置方式、导线对地距离1 4m。分裂间距分别为4 0c n l、5 0c m、6 0c m为例来说明等效半径对电场强度
15、的影响其他参数同表l。从图4 中可以看出，分裂间距越大，E 塞越大但是分裂间距的变化不如导线对地高度的变化对电场强度的影响明显从表5 中可以看出。分裂间距从4 0c m 分别增加到5 0c m、6 0e m 时E 密分别提高了4 2、7 8：E 1 一5 m 出现位置距线路中心距离基本没有变化边导线外4k V m 出现位置距线路中心距离变化也不明显，昌邑蜊嘿爨脚距离线路中心投影垂直方向距离，m图4 双回路同相序布置导线不同分裂间距电场强度横向分布图表5 不同分裂间距E 密及其位置和边导线外4k V m 位置2)在相同截面积(分裂导线半径)情况下。减少分裂导线的根数也可以降低电场强度但是一方面减
16、少分裂导线的根数对降低电场强度的效果不明显另一方面分裂数减少会导致导线表面场强增大使无线电干扰和可听噪声增大而无线电干扰和可听噪声也是电网建设和运行中环保投诉较多的问题：3)次导线半径对电场强度的影响表现为随着次导线半径的增加，电场强度增加。如在双回路同相序布置、导线对地高度为1 4m、分裂间距为4 0c m 时(其他参数同表1)。导线4 x 4 0 0 3 5(r 为2 6 8 2c m)比4 x 3 0 0 4 0(r 为2 3 9 4c m)E 尝增加6 8，但是次导线半径和导线的输送容量密切联系如导线L G J Q-4 x4 0 0 长期容许电流为33 8 0A 而L G J Q 一4
17、 x 3 0 0 长期容许电流为28 4 0A 故次导线半径的选择需要根据导线输送容量确定。1 4 单回路导线布置方式的影响为了便于说明问题三角形布置和倒三角形布置均以等边三角形计算边长为1 0m 水平布置相间距也为1 0m，导线对地高度为1 4m。图5 为单回路导线不同布置方式E 尝横向分布图表6 为不同布置方式蜜及其位置和边导线外4k V，m 位置。从图5中可看出由于i 相导线排列紧凑。电量相互抵消且有效对地高度增加和影响范围减小在同样对地高度情况下。3 种布置方式中，三角形和倒三角形E 尝相差不大(0 1 8 1k V m)。水平布置最高，倒三角形布置、三角形布置E 塞比水平布置E 留低
18、约1 3 私、1 6 4；同时，表6 可以看出，不同布置方式E 忠出现位置也相差较大水平布置E 密出现位置离线路中心最远。三角形次之，倒i 角形则出现在线路正下方；倒三角形边导线外4k V，m 出现位置距线路中心距离为6m，仅为水平布置(2 1m)的2 8 6。大于4k V m的影响范嗣最小且衰减很快故采用倒i 角形布置最有利于控制地面场强及其高场强影响范围。图5 单回路导线不同布置方式电场强度横向分布图表6 不同布置方式E 2 及其位置和边导线外4k V m 位置1 5 相间距离的影响由上述可知。由于三相导线排列紧凑电量相互抵消。且有效对地高度增加和影响范嗣减小三角形布置或者倒j 角形布置E
19、 2 较低，影响范嗣较小。因此。对于水平排列只有减小相间距离使导线排列紧凑。图6 为单回路导线水平布置不同相间距离E 尝横向分布图(导线对地高度为1 4m)，表7 为水平布万方数据9 6 A u g 2 0 1 0H i g hV o l t a g eA p p a r a t u s置不同相间距离E 密及其位置和边导线外4k V m位置。从图6 和表7 可看出，相间距离越小，E 密越小，大于4k V m 影响范围也越小，当相间距离从1 1m、1 2m 分别减小到1 0m 时，其E 懋分别降低了3 8、6 9 其E 尝出现的位置距线路中心距离也分别减少了lm、2m。因此，在能保证相间绝缘的情
20、况下减小相间距离可相应降低场强和缩小影响范围。一_ 暑；邑恻戆蝇粤距离线路中心投影垂直方向距离，m图6 单回路导线水平布置电场强度横向分布表7 水平布置不同相间距离E 密及其位置和边导线外4k V m 位置1 6 避雷线的影响避雷线对地面场强很小，相关的研究表明，对5 0 0k V 线路单回路水平布置没有避雷线较有避雷线时地面场强增加约1 一2。4)双回导线逆相序布置可以有效降低工频电场。2 2 被动防护1)种植树木。空间的电场很容易被导电物质所屏蔽或削弱。树木、房屋都可以使空间电场畸变削弱其遮蔽空间内的电场。文f 8 1 等研究了高大树木对工频电磁场的屏蔽削弱效应结果表明，高大树木对电磁场的
21、屏蔽作用非常强与无高大树木同等条件下相比高大树木对工频电场的屏蔽作用达9 8 以上；文9 1 表明，3 4m 高的植物可将地面1 8m 高的电场强度降低7 0。8 0 树木的屏蔽作用非常明显。因此，可采用种植树木的方法来降低工频电场强度在环评中可以将其纳入环保投资预算建议建设方采取措施降低工频电磁场尽量防止工频电磁场的不确定性生态效直【1 毛9 川】2)架设屏蔽线。文f 9、1 2 1 研究了l0 0 0k V 特高压相导线下安装屏蔽线对工频电磁场的影响研究结果表明，架设2 根、3 根、5 根、7 根屏蔽线比没有屏蔽线时地面1 5m 的工频电场强度分别降低了2k V m、2 3 7 5k V
22、m、3 4 9 2 k V m、4 0 6 4k V m，架设屏蔽线可以明显降低线路下方的工频电磁场且可以有效减小其高场强的影响范围。因此架设屏蔽线是一种削弱降低工频电磁场的有效方法。3)穿戴防护服。文 1 3 一1 7 1 利用金属丝纤维混纺面料、多离子纤维屏蔽面料、纤维金属化导电布、多离子织物、纳米吸波等材料研制的电磁辐射屏蔽服等可以有效屏蔽电磁辐射其屏蔽效能可以达到2 0。4 0d B。电磁屏蔽效果可达到9 5。甚至9 9 9 以上。2电磁环境防护措施3结论2 1 主动防护1)采用电缆。由于电缆外层有金属屏蔽层和铠装层可以有效地屏蔽电缆带电心线在周围产生的电场强度值得一提的是在直接敷设地
23、下电缆的地面上路段磁感应强度却比相应架空线路产生的磁场高(但是垂直电缆方向衰减很快，影响范围很小)，因此在城市人口密集地区可以采用敷设电缆的方式来屏蔽工频电场，减小工程拆迁，降低工程费用；2)适当提高导线对地高度：导线对地高度增加可以有效降低工频电磁场：3)尽量使导线排列紧凑：导线在满足电气绝缘要求的情况下尽量使导线排列紧凑，如采用同塔多回架设单回路采用倒三角形布置等。不但可以削弱工频电场，而且可以充分利用线路走廊，节约土地资源；1)电场强度的影响因素有导线对地高度、双回路导线相序布置、等效半径、导线布置方式、相间距离和其他因素的影响；其中。导线对地高度对电场强度的影响最为明显在实际应用中应合
24、理设计导线对地高度：2)在电磁环境防护方面首先应选用主动防护的方法；被动防护中。采用种植植物和架设屏蔽线的方法适宜于居民区电磁防护服装对电力职工比较有意义，值得推广。参考文献：【l】邬雄10 0 0k V 交流输电线路电磁环境的研究们电力设备，2 0 0 5，6(1 2)：2 4 2 7(下转第1 0 0 页)万方数据1 0 0 A u g 2 0 1 0H i s hV o l t a g eA p p a r a t u sV 0 1 4 6N o 8表2 各测点温度值1 00p藏一1 0赠一2 0-3 0式=：2=蜀哥二耐西一c风：图7 投入48 0 0 W 加热器各测点的分布图断路器的
25、机械特性和加热补偿特性。试验结论为：加热保温套投入功率为48 0 0W(按以上试验形态的保温套方式)可确保5 5 0k V 罐式断路器在环境温度为一4 2 时罐体内部额定压力0 5M P a S F 6 气体温度保持在液化温度之上。在内蒙古做试验时由于环境温度未达到极限温度若工程中用户要求环境温度为_ 4 5 可按下述方法对加热保温套投入功率进行修正。2)环境温度为一4 5 与环境温度为一4 2 相差3 加上试验又在同一本体上进行(按以上试验形态的保温套方式)两者之间的散热系数可认为一样只能通过近似法推导出环境温度为一4 5 时加热保温套的功率计算功率约为P t：互B孔(6)式(6)中，P 1
26、 为环境温度为一4 2 时加热保温套投入功率；P 2 为环境温度为_ 4 5 时加热保温套投入功率；正为环境温度_ 4 2；乃为环境温度-4 5。将P 1=48 0 0W，兀一4 2o C，死=-4 5o C 代入式(6)，可算出加热保温套所需的容量(功率)为路塑2 掣：51 4 2W4 Z因此加热保温套投入功率为51 4 2W(按以上试验形态的保温套方式)可确保5 5 0k V 罐式断路器在环境温度为-4 5 时罐体内部额定压力为0 5M P a S F 6 气体温度保持在液化温度之上。3)现场测温时。受风速、日照、霜冻等其他环境因素的影响笔者提出的加热保温方法对工程实践有一定指导或借鉴意义
27、。参考文献：【1】黎斌S F 6 高压电器设计【M】北京：机械工业出版社，2 0 0 3(上接第9 6 页)【2】L E 脚M，C L A R KCF E c o l o g i c a lE f f e c t so fE H Va n dU H VT r a n s m i s s i o n L i n e sC u r r e n tI s s u e s【C V C l G R E 1 9 8 1S e s s i o n 2 3 3 0 7【3】粟福珩高压输电的环境保护【M】北京：水利电力出版社，1 9 8 9【4】邵方殷我因特高压输电线路的相导线布置和T 频电磁环境田电网技术，2
28、 0 0 5，2 9(8)：1-7【5】吴桂芳，陆家榆，邵方殷特高压等级输电的电磁环境研究叨中国电力，2 0 0 5，3 8(6)：2 4 2 7【6】万保权，邬雄，杨毅波，等7 5 0k V 变电站母线电磁环境参数的试验研究【J】高电压技术，2 0 0 6，3 2(3)：5 7 5 9，7 1【7】H J 厂r2 4 一1 9 9 8 5 0 0k V 超高压送变电下程电磁辐射环境影响评价技术规范【S】北京：中国环境学出版社，1 9 9 8【8】梁保英，高升宇，尤一安高压输变电设备电磁辐射环境影响分析【J】电力环境保护，2 0 0 0，1 6(3)：5 7 5 9【9】刘振亚特高压交流输电工
29、程电磁环境【M 1 北京：中国电力出版社2 0 0 8 7 8 8 1 吴桂芳，李光范崔鼎新10 0 0k V 级输电T 程对生态环境影响研究综述【J】中国电力，2 0 0 6。3 9(1 0)：2 9 3 2 郭鹞陈景藻电磁辐射生物效应及其医学应用 M I 西安：第四军医大学出版社2 0 0 2 1 8 3 7 张利庭胡白雪周浩特高压输电线路下方丁频电磁场的研究叨能源T 程，2 0 0 6，(4)：4 9 5 3 贺娟易洪雷不锈钢丝酪蛋白纤维电磁屏蔽针织物密度册上海纺织科技，2 0 0 8，3 6(1 1)：2 5 2 6 李克兢，汪秀琛电磁屏蔽服装的开发探讨【J 1 纺织学报，2 0 0
30、5。2 6(4)：1 4 8 1 5 0 刘国华，王文祖电磁辐射防护织物的开发明技术创新，2 0 0 3(8)：1 9-2 2 承志伟电磁波辐射屏蔽服的选用田江苏纺织，2 0 0 5(1 2)：2 7-2 8 张瑞刚聚苯胺导电纤维对电磁屏蔽效能的影响们电子材料与电子技术2 0 0 9(1)：1 5 一1 7 舯m衅畔瞰呻m万方数据500 kV超高压输电线路电磁环境影响因素分析及其防护对策500 kV超高压输电线路电磁环境影响因素分析及其防护对策作者：王广周，张嵩阳，闫东，韩金华，姚德贵，WANG Guang-zhou，ZHANG Song-yang，YAN Dong，HAN Jin-hua，Y
31、AO De-gui作者单位：河南电力试验研究院,河南,郑州,450052刊名：高压电器英文刊名：HIGH VOLTAGE APPARATUS年，卷(期)：2010,46(8)参考文献(17条)参考文献(17条)1.梁保英;高升宇;尤一安 高压输变电设备电磁辐射环境影响分析 2000(03)2.HJ/T 24-1998.500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范 19983.万保权;邬雄;杨毅波 750 kV变电站母线电磁环境参数的试验研究期刊论文-高电压技术 2006(03)4.吴桂芳;陆家榆;邵方殷 特高压等级输电的电磁环境研究期刊论文-中国电力 2005(06)5.邵方殷 我
32、因特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境期刊论文-电网技术 2005(08)6.粟福珩 高压输电的环境保护 19897.LEEJ M;CLARK C F Ecological Effects of EHV and UHV Transmission Lines Current Issues8.郭鹞;陈景藻 电磁辐射生物效应及其医学应用 20029.吴桂芳;李光范;崔鼎新 1 000 kV级输电工程对生态环境影响研究综述期刊论文-中国电力 2006(10)10.刘振亚 特高压交流输电工程电磁环境 200811.张瑞刚 聚苯胺导电纤维对电磁屏蔽效能的影响 2009(01)12.承志伟 电磁波辐射屏蔽服的选用期刊论文-江苏纺织 2005(12)13.刘国华;王文祖 电磁辐射防护织物的开发 2003(08)14.李克兢;汪秀琛 电磁屏蔽服装的开发探讨期刊论文-纺织学报 2005(04)15.贺娟;易洪雷 不锈钢丝/酪蛋白纤维电磁屏蔽针织物密度 2008(11)16.张利庭;胡白雪;周浩 特高压输电线路下方工频电磁场的研究期刊论文-能源工程 2006(04)17.邬雄 1000 kV交流输电线路电磁环境的研究期刊论文-电力设备 2005(12)本文链接：http:/