输电线路对无线电干扰极其防护措施

张秀海

山东省日照广播电视台网络信息中心 山东 日照 276800

以输电线路对无线电干扰为例。输电线路电晕放点在导线上会产生高频电流和电压脉冲,其产生的频带宽可达MHz级别,然而无线电频带宽一般是在3k Hz到30MHz,这几乎跨越了无线电频带的绝大部分,很显然这不是我们所希望得到的。因此,研究输电线路对无线电的干扰,以及相应的防护措施对设计、施工和运行单位解决工程实际问题提供理论指导。

1 无线电干扰产生机理

输电线路发生电晕时,空气会被电离产生自由电荷,自由电荷会被分成两个部分,被导线排斥的部分会扩散到附件的空间内,相反,被导线吸引的部分会被吸入导线中。电晕是经常性、反复性的发生,扩散到附件空间的空间电荷,其运动会产生一个球面电磁破,其强度与距离的平方成反比衰减。然而,被导线吸引的那部分电荷会反复运动会形成一种名为特立切尔的脉冲电晕电流。这种电晕电流在导线中会顺着导线按照相反的方向传播,进而在导线的周围形成一定的磁场[1～2]。

被导线吸引的部分电荷会均匀的出现电晕现场,且叠加后输电线路上会形成重复频率极高的脉冲电晕电流,然后在无线电周围形成干扰。输电线路存在电晕放电对无线电干扰属于其固有属性,其频率会涵盖广播条幅频段的大部分,会对无线电通信产生一定干扰,严重情况下,会影响到广大居民收听电视广播。

特别是在雷雨、暴风等恶劣天气时,电晕放电会更多,且雨天会增强电晕放电,因此,无线电干扰受天气的影响因素也是比较大的。

2 电晕的影响因素

美国学者皮克曾对输电线路上的电晕现象做过一系列的研究,他是采用两条平行导线通入相应电压得到了启发,获得了如下数学公式:

式中:E0——气晕电厂,Kv/cm;

γ——导线半径,cm;

δ——相对空气密度;

Kcp——导线表面粗糙系数,

P——大气压,Pa。

从公式中可以看出,空气相对密度、导线半径、导线表面的粗糙程度都是影响输电线路起晕场场强的重要因素。导线半径和相对密度越小时,起晕场就越大;同时,导线表面粗糙系数与起晕场场强呈现正比关系[3～5]。

3 无线电干扰的测量方法

电晕测量的方法主要有试验线路测量和电晕笼试验。以电晕笼试验为例,一般是采用传导法的方法来测量,其原理是利用导线对地耦合回路测量导线来获得电晕所产生的的射频电流。这种方法的优点是:前期投入小,可很大程度上节约成本;试验的条件要求比较容易控制,比如在笼内装备淋雨系统,这样可以真实的模拟不同雨量的天气状况;被测导线结构容易调整,可以对不同导线截面、不同分裂数以及不同分裂间距的导线进行测量;试验的周期很短,灵活性也较强[6～7]。

4 针对无线电干扰的防护措施

针对输电线路对无线电干扰防护措施问题,以下我将从电力线路、无线电台、站方面加以阐述相应的防护措施。首先,电力线路方面使用合适的施工工具,工作人员采取精细的施工,降低器件之间的机械损伤,同时,维护好电力线路,防止导线金具、绞结之间出现接触不良问题;采用优良的绝缘子,间隔棒、连接金具等,提高电力线路的绝缘水平以及减少火花放电;改变电力线路的路径,且尽量从无线电接受台、站的非接受方向通过;对有影响地段导线加大其导线直径或者改变导线的布置方式,并按照一定水平控制和降低导线表面的电场强度。

就无线电台、站而言,可以尝试采用鉴别能力强、增益高、方向性强的分集接收方式,达到改善无线电台、站接受天线的目的;为了避免无线信号被干扰,可以提高无线电台、站的发射强度;为了降低输电线路对无线电的干扰,可以改变无线电台、站的使用频率;可以采用调频或微波的传输方式来提高抗干扰能力;也可以尝试通过技术手段的革新,提高接收信杂比。

5 总结

通过以上的分析,我们了解了输电线路对无线电的机理,得到了对无线电干扰的主要因素是电晕。然后,就电晕分析了影响电晕的因素主要有导线半径、相对密度、导线表面粗糙系数等一些因素。接着,分析了无线电测量的方法有试验线路测量和电晕笼试验,并着重介绍了电晕笼试验法。最后,阐述了输电线路对无线电干扰做出的一些防护措施。