特高压交流输电线路的电磁环境研究

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1、特高压交流输电线路的电磁环境研究特高压交流输电线路的电磁环境研究　　近年来，用电需求的快速增长、能源的分布不均以及电力工业的发展现状决定了特高压建设的必要性，然而随着公众环保意识的提高及电磁环境在线路参数选择中地位的上升，输电线路电磁环境问题成为了制约特高压发展的关键因素，因此研究特高压交流输电线路的电磁环境对促进特高压建设具有重大意义。 　　一、对电磁环境研究的目的 　　为了适应经济的快速发展，电力工业必须加快发展进度，过程中必将遇到一些困难和阻力，如特高压输电线路发展过程中的电磁环境问题。近年来，电磁环境问题受到越来越多民众重视，电磁环境参数在确定特高压线路参数过程中也尤为关键，特高压能够

2、受到如此高的重视程度必然有其可贵之处，它具有输送容量大、送电距离长、线路损耗低、工程投资少、走廊利用率高、联网能力强等技术和经济优势，符合我国国情及经济发展需求，我们必须克服发展过程中遇到的困难，有效解决各方面的问题，致力于建设环境友好型电力工业，打造人与自然和谐共处的社会。 　　特高压输电线路带来的电磁环境问题，如电磁场、无线电干扰、可听噪声等，严重影响了特高压工程建设进度，为了有效解决上述问题，本课题主要通过建模，仿真分析特高压交流输电线下方工频电磁场的影响因素及生态效应，采用在输电线路下方架设屏蔽线的方法降低电磁场强度，并针对不同的屏蔽目标，通过屏蔽线位置的选择得到最优的屏蔽效果。 　　

3、二、输电线路的电磁环境 　　工频电磁场 　　现实生活中的电磁场，场域边界一般比较复杂，难以应用解析法，虽然一些情况下经过一系列简化可进行解析求解，但解的精度难以达到预定要求，因此，数值计算方法成为电磁场研究过程中的重要环节。高压输电线路的工频电磁场数值计算方法可归为两大类：一类依据是泊松方程或拉普拉斯方程，将整个待求范围内空间上连续的场转换为求解空间上离散点的场。 　　下方工频电磁场 　　1.改变布线方式 　　单回路导线一般有正三角、倒三角、垂直、水平四种布线方式，几种布线方式各有利弊，需按照具体架设地点的要求进行选择。三角形布线方式因为其降低线下工频电磁场和减少输电走廊的优势，应用最为广泛。

4、 　　2.提高输电线路对地距离 　　增加输电线路对地距离可有效降低线下工频电磁场，但每升高相同的高度，电磁场强度下降程度逐渐减小，即降低电磁场强度的效果逐渐减弱。从建设成本的角度考虑，当输电线路达到一定高度后，继续提高输电线路对线下电磁场的优化效果很小，因此在选择输电线路架设高度时需综合考虑电磁场环境以及建设成本。 　　3.降低相间距离 　　降低相间距离可有效降低线下工频电磁场和高场强覆盖范围，但这种方式降低电磁场的效果不如提高输电线路对地距离的效果好，且每降低相同的距离，电磁场强度下降程度逐渐加强，即降低电磁场强度的效果逐渐增强。但当相间距离过小时，会对相间绝缘带来更高的要求，因此在降低相间

5、距离的同时应充分考虑相间绝缘的限制，适当减小相间距离来达到降低线下工频电磁场的效果。 　　电晕放电及其影响 　　1.电晕放电 　　当输电线电压达到一定高度时，线路表面电场强度就会很大，分散在导线附近的自由电子在电场的作用下逐渐加速并撞击空气中的原子或离子，电子携带的能量多少决定了撞击后的反应。电子能量很小时，撞击后只是消耗了少数能量，不会有别的反应；电子能量大一些时，撞击给予了原子很大能量，可以使原子的部分电子运动轨道发生变化，但又不至于使电子脱离原子，之后再将吸收的能量释放出来，恢复电子运行轨道；当电子能量足够大时，可以将原子分解为电子和离子，即电离现象，这些离子在运动中遇到电子又会合成原子

6、，上述反应都伴有能量的转移，也会伴随着声光现象，即为电晕放电。 　　2.影响 　　①可听噪声 　　可听噪声是最易让人感知的，所以常通过对周围居民的询问进行调查。不过研究表明，对于动物而言该频段的噪声并没有伤害。可听噪声与无线电干扰的产生原理相同，同样可以采用电晕笼试验进行研究。 　　②无线电干扰 　　目前还处于积极研究阶段。無线电干扰的影响程度较难定量实地测量，于是我们采用计算公式或者试验的方式进行估计，不管哪种方法，都存在一定误差，尤其现实生活中环境的复杂度，计算公式很难准确联盟修正，电晕笼试验也很难准确模拟实际参数，有待得到突破。 　　综上，我国国情以及电力工业发展现状，决定了特高压建设的

7、必要性，然而输电线路电磁环境问题是制约特高压发展的关键因素，因此研究特高压电磁环境对促进特高压建设具有重大意义。