浅析220kV输电工程之电磁环境影响

2013-08-15杜悦爱

江西建材 2013年5期

杜悦爱

(广东电网公司东莞供电局，广东东莞 523000)

电力系统在运行的过程中，输电线路有着十分重要的作用，不仅有效的保障了电力资源的安全输送，还电力系统安全稳定运行的根本。但是，由于电力系统在运行的过程中，其输电导线容易受到电流的影响，从而产生电磁场，因此这就对电力系统内部结构有着一定的影响，而且也对周围居民的身体健康有着一定的保障。为此，我们就要通过对电场强度值和磁感应强度计算的方法，来对电磁环境影响进行分析评价，从而找到相应的解决办法，来对其进行处理。以确保电力系统的正常运行。

1 输电线所产生的电磁影响情况

电力系统在运行过程中，所产生的电磁影响主要是来源于电压和周围环境之间的作用，使得输电线路中产生一定的电磁效应，这就对电力系统安全稳定的运行有着极为严重的影响。目前，在我国电力行业发展的过程中，我国输电线路所输送的电流主要是交流电。这就使得导线周围产生交变电场，它和静电场所产生的电磁效应基本上是一样的，其频率较低，容易受到电流的影响，其场强出现变化。而且对于220kv的输电工程来说，输电线路在运行的过程中，就很容易受到场强的影响，其实输电线路受到电磁污染，从而使其出现电晕放电的现象，这样不仅对电力资源的质量有着极大的影响，还给人们带来了巨大的经济损失。因此，我们就要采用相关的分析方法，来对电磁影响情况进行详细的了解。

根据相关研究分析，我们发现输电线路出现电晕，主要是由导线表面和部分构件引起的，其电晕放电量的大小和输电线路电压的大小有着密切的关系。不过，由于其放电大小和导线直径面积成反比例关系，因此我们在输电线路在应用的过程中就要对其表面的直径面积进行严格的要求。此外，外界环境的因素也是电子环境影响产生的主要因素之一，尤其在天气条件比较恶劣的情况下，电磁效应就会更加的明显。可见我们在对输电线路电磁环境影响情况进行分析了解的时候，不仅要对电力输电系统的内部情况进行分析，还要考虑到外界环境的影响，进而采用相应的措施来减少电磁效益对电力系统的影响。

2 电场强度值的计算

2.1 计算单位长度导线上等效电荷

目前，我们在对导线的上等效电荷进行计算分析的过程中，主要是利用镜像计算方法在对其进行处理，再利用矩阵方程来对电力系统中多导线线路来对其进行处理。因此在计算单位长度导线上等效电荷的时候，我们就要对各导线对地电压的单列矩阵、上等效电荷的单列矩阵以及单位系数所组成的方阵等参数进行确定。而且在对220kv输电系统的电磁强度值进行研究计算分析的时候，还要对环境保护的相关问题进行考虑，从而根据相关的计算公式和计算结构，来对计算单位长度导线的上等电荷进行确定，为人们提供有用的计算信息。

2.2 计算由等效电荷产生的电场

空间任意一点的电场强度可根据叠加原理计算得出，而且对于三相交流线路，可根据求得的电荷计算空间任一点电场强度的水平和垂直分量。其中相关的数据参数主要有，各导线的实部电荷在该点产生场强的水平分量、各导线的虚部电荷在该点产生场强的水平分量、各导线的实部电荷在该点产生场强的垂直分量、各导线的虚部电荷在该点产生场强的垂直分量等。此外，地面处(y=0)电场强度的水平分量。离地面1～3m范围内场强的垂直分量和最大场强较接近，可以用场强的垂直分量表征其电场强度合成量，因此只需要计算电场的垂直分量。

本工程输电线路大部分架设在农田中，在经过居民区时均适当抬高了架设高度，均满足设计规范要求(220kV不低于7.5m)。在本次评价工频电场强度计算中，针对不同的方案分别选择不同的具有代表性的集中高度以及对应的临界高度进行计算，磁感应强度和无线电干扰强度计算选择6m。

3 磁感应强度的计算

所谓的磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量，常用符号B表示。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感强度(也叫磁感应强度)来表示，磁感强度大表示磁感强;磁感强度小，表示磁感弱。

由于工频情况下电磁场具有准静态性，线路的磁场仅由电流产生，输电线路在空间任一点产生的工频磁场可根据安培定律，按照矢量叠加原理计算得出。

其中，需要的系数主要有着磁感应强度、磁场强度(A/m)、为真空中的磁导率、导线中的电流值(A)等。而且在对于三相线路，由于相位不同形成的磁感应强度水平和垂直分量均必须分别考虑电流间的相角，按相位矢量合成。影响范围内工频磁场计算结果。

4 电磁环境影响评价

(1)评价的标准、范围。公众总受照射剂量(包括已有电磁辐射背景影响和拟建项目设施可能或已经造成影响之和)不应大于规定值，即以4kv/m作为居民区工频电场强度评价标准，以0.1mT作为居民区磁感应强度评价标准。以送电线路走廊两侧30m带状区域为工频电场、磁场的评价范围。

(2)环境影响分析。根据相关的数据信息，对于220kV同塔双回路单分裂输电线路，当下线导线高度低于65m时，距中相线投影点区域即边相导线地面投影点附近.地面1.5m高度处的未畸变工频电场强度超过4kV，m:当下线导线高度大于6.5m时，线路下方地面1r5m高度处的未畸变工频电场强度小于4kv/m。对于220kV单回路单分裂输电线路，当下线导线高度低于6.8m时，距中相线投影点4～6m区域即边相导线地面投影点附近。地面1.5m高度处的未畸变工频电场强度超过4kV/m。

当下线导线高度大于6.8m时，线路下方地面1r5m高度处的未畸变工频电场强度小于4kv/m。地面电场强度随着离开线路距离增加迅速降低，当离开线路约20m，地面1.5m高度处的电场强度基本小于0.3kv/m，不足评价标准的7.5%。

通过相应的计算值我们可以了解到，当线高6m时，220kV输电线路产生的磁场强度最大值为10.83A/m(相当于0.0136mT)。线高8m时，220kV输电线路产生的磁场强度最大值为9～m，占评价标准的10%左右。该最大值一般出现在边导线内侧下方，然后再随着离开边导线距离的增加逐渐减小。相对于0.1mT的评价标准而言，220kV输电线路产生的磁场强度远小于评价标准，对周围环境影响较小。

总之，只有在距中相线投影点4—6m区域内，地面附近电场强度接近或超过国家标准限值(4kV/m)，为环境污染超标区，长期在这地带附近活动的人群应注意采取辐射防护措施。沿线其余区域的电场强度均小于国家标准。沿线评价区域的磁场强度远小于国家标准限值(0.1mn，最大值约为国家标准限值的10%。