完善电力线路电磁环境的措施

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220、110kV同塔混压四回电力线路D型杆塔的电磁环境计算

电力线路的电磁环境影响主要包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等几个方面。电力线路的电磁环境问题已成为电力线路建设中一个影响极大的方面，在线路设计、建设和运行中必须重点考虑。同塔混压四回电力线路D型杆塔的典型导线相序布置方式如表1所示。关于下相导线对地高度的取值，参考GB50545—2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》，110kV电力线路导线与地面距离，在计算最大弧垂情况下居民区不应小于7．0m，非居民区不应小于6．0m；220kV电力线路导线与地面距离，在最大计算弧垂情况下居民区不应小于7．5m，非居民区不应小于6．5m。由于一般情况下110kV设置在同塔混压四回电力线路的下侧，故本文按110kV计算。利用电磁环境分析软件，计算了电力线路下相导线距地面高度为7．0m（线路弧垂最大处）时，地面上方1．5m处的工频电场、工频磁场无线电干扰、可听噪声的分布情况。

工频电场当同塔混压四回电力线路下相导线对地面高度为7．0m（线路弧垂最大处）时，地面上方1．5m处，D型杆塔6种典型相序布置方式下工频电场强度E的横向分布。经计算分析，D型杆塔6种典型相序布置方式中，第四种相序布置工频电场强度最大、边相导线外2．0m处的工频电场强度最优，第一种相序布置方式最差。工频电场强度最大值相差2．732kV／m（145．0．0％）、距边相导线外2．0m处工频电场强度值相差1．217kV／m（76．7％）。以上分析可知，D型杆塔6种典型相序布置方式中，工频电场强度在相序对称分布时第一种相序布置方式最差，大于限值标准4kV／m，不满足电场强度要求。解决该问题最经济的方法是通过对相序布置方式做调整，来减小线路下方的电场强度。

工频磁场当同塔混压四回电力线路下相导线对地面高度为7．0m（线路弧垂最大处）时，地面上方1．5m处，D型杆塔6种典型相序布置方式下工频磁感应强度H的横向分布。经计算分析，D型杆塔6种典型相序布置方式中，第二种相序布置方式的工频磁场强度最优，第一种相序布置方式的工频磁场强度最差，工频磁场强度最优比最差减少了34．614μT（83．4％）。由以上分析可知，D型杆塔6种典型相序布置方式的工频磁场强度的最大值均小于限值标准100μT，且有较大的裕度。因此，220、110kV同塔混压四回电力线路的工频磁场强度达标。

无线电干扰当同塔混压四回电力线路下相导线对地面高度为7．0m（线路弧垂最大处）时，地面上方1．5m处，距电力线路边相导线投影外20m处，D型杆塔6种典型相序布置方式下无线电干扰的横向分布如图4所示。由图4可知，导线相序布置方式对线路产生的无线电干扰有一定的影响：第五种相序布置方式的无线电干扰最优，第六种相序布置方式最差，最优相序的边相导线外20m处的无线电干扰值比最差减小了1．39μV／m。高压线的无线电干扰值随着导线对地距离的增加而呈对数关系衰减，同塔混压四回电力线路6种典型相序布置方式改变时无线电干扰相差不大，且均小于规程限值55μV／m，220、110kV同塔混压四回电力线路的无线电干扰达标。因此，由于220、110kV电力线路的电晕不强，无线电干扰轻微，对无线电通信、广播电视接收台站及居民收听收视基本无影响。

可听噪声当同塔混压四回电力线路下相导线对地面高度为7．0m（线路弧垂最大处）时，地面上方1．5m处，距电力线路边相导线投影外20m处，D型杆塔6种典型相序布置方式下的可听噪声横向分布。同塔混压四回电力线路6种典型相序布置方式改变时对电力线路的可听噪声有一定的影响，但相差不大，均小于限值标准55dB：第一种相序布置方式的可听噪声最优，第六种相序布置方式的可听噪声最差，最优相序布置方式的边相导线外20m处的可听噪声值比最差减小了3．43dB。因此，220、110kV同塔混压四回电力线路的可听噪声达标。

220、110kV同塔混压四回电力线路的最优及最差相序布置方式

由于同塔混压四回电力线路各回导线间相互影响及导线间存在的电容效应，不同相序布置方式使得导线表面场强和导线流过的电流不同。因此，对应的电力线路的工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声均不相同。对D型杆塔电磁环境计算结果表明，导线的相序布置方式对220、110kV同塔混压四回电力线路的电磁环境有较大的影响，合理选择相序布置方式是改善同塔混压四回电力线路电磁环境最经济有效的措施。由于电力线路的工频电场决定了导线的对地净空距离，是确定同塔混压四回电力线路最优相序布置方式的关键因素。而工频磁场、无线电干扰和可听噪声的最大值均小于限值标准，且有较大的裕度，因此不是决定电力线路最优相序布置的关键因素。考虑到各种相序布置下电力线路自然功率的差距不是很大，因此选择220、110kV同塔混压四回电力线路最优相序布置方式的首要因素是工频电场。同塔混压四回电力线路的相序布置方式理论上有64（1296）种，经过软件计算分析，得出了不同横担层数220、110kV同塔混压四回电力线路4种类型杆塔（A、B、C、D型）基于最优相序布置方式下的工频电场强度最小值和基于最差相序布置方式下的工频电场强度最大值，见图6。从图6可以看出，仅D型杆塔在最差相序布置方式时工频电场超出规范要求，其他类型杆塔均满足规范要求。D型杆塔在最差相序布置方式下，最下相导线对地面高度从7．0m抬高到10．0m，地面上方1．5m处工频电场如图7所示。由图7可以看出，D型杆塔在最差相序布置方式下，随着导线对地高度的增加工频电场值减小，工频电场的最大值减小了2．105kV／m（81．1％）。可见，提升导线高度能有效减小地面的工频电场强度，对改善电力线路电磁环境效果明显。值得注意的是随着导线对地高度的增加，场强减小的程度逐渐缓慢。通过穷举法计算了220、110kV同塔混压四回路电力线路4种类型杆塔的最优、最差相序布置方式。下面对4种类型杆塔的最优、最差相序布置方式各推荐两组如表2～5所示。根据相位命名的组合，每组最优、最差相序布置方式可以推广为6种。在表2～5中，所列的最优、最差相序布置方式是与图1中4个回路的相序布置方式相对应的。

结语

1）改变同塔混压多回线路的导线相序布置方式是减小电力线路下方工频电场强度最经济有效的措施，同时增加导线对地高度也是减小工频电场强度的有效措施。值得注意的是，随着导线对地高度的增加，工频电场强度减小的程度逐渐缓慢。因此，当导线对地距离增加到一定程度，再靠抬高导线来减小地面附近的工频电场强度，经济投入会比较大，同时应该考虑防雷和工程本体投资等实际情况决定抬高导线是否可行。2）按照现行规程规范中对导线跨越的要求，220、110kV电力线路在无风情况下边相导线外2．0m是电力线路工频电场强度的重点考察范围。220、110kV同塔混压四回电力线路即使在最差相序布置方式下，仅D型杆塔在对地距离小于8．0m时，地面上方1．5m处的工频电场强度未能满足规范要求。考虑到220、110kV同塔混压四回电力线路的导线架设高度远不止8．0m，因此不论用哪种杆塔型式，电力线路的电磁环境均满足规范要求。

作者：金启海罗玉鹤江炯庞红旗单位：宁波市电力设计院有限公司宁波电业局