完善電力線路電磁環境的措施

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220、110kV同塔混壓四回電力線路D型桿塔的電磁環境計算

電力線路的電磁環境影響主要包括工頻電場、工頻磁場、無線電干擾和可聽噪聲等幾個方面。電力線路的電磁環境問題已成為電力線路建設中一個影響極大的方面，在線路設計、建設和運行中必須重點考慮。同塔混壓四回電力線路D型桿塔的典型導線相序布置方式如表1所示。關于下相導線對地高度的取值，參考GB50545—2010《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》，110kV電力線路導線與地面距離，在計算最大弧垂情況下居民區不應小于7．0m，非居民區不應小于6．0m；220kV電力線路導線與地面距離，在最大計算弧垂情況下居民區不應小于7．5m，非居民區不應小于6．5m。由于一般情況下110kV設置在同塔混壓四回電力線路的下側，故本文按110kV計算。利用電磁環境分析軟件，計算了電力線路下相導線距地面高度為7．0m（線路弧垂最大處）時，地面上方1．5m處的工頻電場、工頻磁場無線電干擾、可聽噪聲的分布情況。

工頻電場當同塔混壓四回電力線路下相導線對地面高度為7．0m（線路弧垂最大處）時，地面上方1．5m處，D型桿塔6種典型相序布置方式下工頻電場強度E的橫向分布。經計算分析，D型桿塔6種典型相序布置方式中，第四種相序布置工頻電場強度最大、邊相導線外2．0m處的工頻電場強度最優，第一種相序布置方式最差。工頻電場強度最大值相差2．732kV／m（145．0．0％）、距邊相導線外2．0m處工頻電場強度值相差1．217kV／m（76．7％）。以上分析可知，D型桿塔6種典型相序布置方式中，工頻電場強度在相序對稱分布時第一種相序布置方式最差，大于限值標準4kV／m，不滿足電場強度要求。解決該問題最經濟的方法是通過對相序布置方式做調整，來減小線路下方的電場強度。

工頻磁場當同塔混壓四回電力線路下相導線對地面高度為7．0m（線路弧垂最大處）時，地面上方1．5m處，D型桿塔6種典型相序布置方式下工頻磁感應強度H的橫向分布。經計算分析，D型桿塔6種典型相序布置方式中，第二種相序布置方式的工頻磁場強度最優，第一種相序布置方式的工頻磁場強度最差，工頻磁場強度最優比最差減少了34．614μT（83．4％）。由以上分析可知，D型桿塔6種典型相序布置方式的工頻磁場強度的最大值均小于限值標準100μT，且有較大的裕度。因此，220、110kV同塔混壓四回電力線路的工頻磁場強度達標。

無線電干擾當同塔混壓四回電力線路下相導線對地面高度為7．0m（線路弧垂最大處）時，地面上方1．5m處，距電力線路邊相導線投影外20m處，D型桿塔6種典型相序布置方式下無線電干擾的橫向分布如圖4所示。由圖4可知，導線相序布置方式對線路產生的無線電干擾有一定的影響：第五種相序布置方式的無線電干擾最優，第六種相序布置方式最差，最優相序的邊相導線外20m處的無線電干擾值比最差減小了1．39μV／m。高壓線的無線電干擾值隨著導線對地距離的增加而呈對數關系衰減，同塔混壓四回電力線路6種典型相序布置方式改變時無線電干擾相差不大，且均小于規程限值55μV／m，220、110kV同塔混壓四回電力線路的無線電干擾達標。因此，由于220、110kV電力線路的電暈不強，無線電干擾輕微，對無線電通信、廣播電視接收臺站及居民收聽收視基本無影響。

可聽噪聲當同塔混壓四回電力線路下相導線對地面高度為7．0m（線路弧垂最大處）時，地面上方1．5m處，距電力線路邊相導線投影外20m處，D型桿塔6種典型相序布置方式下的可聽噪聲橫向分布。同塔混壓四回電力線路6種典型相序布置方式改變時對電力線路的可聽噪聲有一定的影響，但相差不大，均小于限值標準55dB：第一種相序布置方式的可聽噪聲最優，第六種相序布置方式的可聽噪聲最差，最優相序布置方式的邊相導線外20m處的可聽噪聲值比最差減小了3．43dB。因此，220、110kV同塔混壓四回電力線路的可聽噪聲達標。

220、110kV同塔混壓四回電力線路的最優及最差相序布置方式

由于同塔混壓四回電力線路各回導線間相互影響及導線間存在的電容效應，不同相序布置方式使得導線表面場強和導線流過的電流不同。因此，對應的電力線路的工頻電場、工頻磁場、無線電干擾和可聽噪聲均不相同。對D型桿塔電磁環境計算結果表明，導線的相序布置方式對220、110kV同塔混壓四回電力線路的電磁環境有較大的影響，合理選擇相序布置方式是改善同塔混壓四回電力線路電磁環境最經濟有效的措施。由于電力線路的工頻電場決定了導線的對地凈空距離，是確定同塔混壓四回電力線路最優相序布置方式的關鍵因素。而工頻磁場、無線電干擾和可聽噪聲的最大值均小于限值標準，且有較大的裕度，因此不是決定電力線路最優相序布置的關鍵因素。考慮到各種相序布置下電力線路自然功率的差距不是很大，因此選擇220、110kV同塔混壓四回電力線路最優相序布置方式的首要因素是工頻電場。同塔混壓四回電力線路的相序布置方式理論上有64（1296）種，經過軟件計算分析，得出了不同橫擔層數220、110kV同塔混壓四回電力線路4種類型桿塔（A、B、C、D型）基于最優相序布置方式下的工頻電場強度最小值和基于最差相序布置方式下的工頻電場強度最大值，見圖6。從圖6可以看出，僅D型桿塔在最差相序布置方式時工頻電場超出規范要求，其他類型桿塔均滿足規范要求。D型桿塔在最差相序布置方式下，最下相導線對地面高度從7．0m抬高到10．0m，地面上方1．5m處工頻電場如圖7所示。由圖7可以看出，D型桿塔在最差相序布置方式下，隨著導線對地高度的增加工頻電場值減小，工頻電場的最大值減小了2．105kV／m（81．1％）。可見，提升導線高度能有效減小地面的工頻電場強度，對改善電力線路電磁環境效果明顯。值得注意的是隨著導線對地高度的增加，場強減小的程度逐漸緩慢。通過窮舉法計算了220、110kV同塔混壓四回路電力線路4種類型桿塔的最優、最差相序布置方式。下面對4種類型桿塔的最優、最差相序布置方式各推薦兩組如表2～5所示。根據相位命名的組合，每組最優、最差相序布置方式可以推廣為6種。在表2～5中，所列的最優、最差相序布置方式是與圖1中4個回路的相序布置方式相對應的。

結語

1）改變同塔混壓多回線路的導線相序布置方式是減小電力線路下方工頻電場強度最經濟有效的措施，同時增加導線對地高度也是減小工頻電場強度的有效措施。值得注意的是，隨著導線對地高度的增加，工頻電場強度減小的程度逐漸緩慢。因此，當導線對地距離增加到一定程度，再靠抬高導線來減小地面附近的工頻電場強度，經濟投入會比較大，同時應該考慮防雷和工程本體投資等實際情況決定抬高導線是否可行。2）按照現行規程規范中對導線跨越的要求，220、110kV電力線路在無風情況下邊相導線外2．0m是電力線路工頻電場強度的重點考察范圍。220、110kV同塔混壓四回電力線路即使在最差相序布置方式下，僅D型桿塔在對地距離小于8．0m時，地面上方1．5m處的工頻電場強度未能滿足規范要求。考慮到220、110kV同塔混壓四回電力線路的導線架設高度遠不止8．0m，因此不論用哪種桿塔型式，電力線路的電磁環境均滿足規范要求。

作者：金啟海羅玉鶴江炯龐紅旗單位：寧波市電力設計院有限公司寧波電業局