电磁兼容-高压架空输电线路的无线电干扰分析.doc

高压架空输电线的无线电干扰测试分析刘文芳 赵军 邵峰 刘涛河南省计量科学研究院摘 要：本文针对目前无线电干扰测试中各检测机构出具的数据难以复现、缺乏比对性的现状，从高压交流架空送电线正常运行时产生的无线电干扰理论值、实际测试值、理论值和实际值的差别以及影响测试结果的因素和实际测试中存在的问题等方面加以分析和论述。关键词：高压架空输电线，无线电干扰，电晕，频谱0 引言高压架空输电线的无线电干扰是高压送变电工程对周围环境影响的重要考核指标之一，包括导线电晕、绝缘子表面局部放电和金具的电晕，当运行电压在100kv以上（通常导线表面电位梯度12kv/cm）时，第一种根源占据主导地位，成为不可消除的，属线路固有的特性。因此，导线电晕通常是高压线路无线电干扰的主要根源。电晕干扰电平主要是造成对附近居民的收音机、电视机等电器的干扰，对电视频段接收产生干扰的主要是火花放电，但电晕现象会在项目投入运行后逐步减弱并趋于稳定，无线电干扰不会对人产生危害。为保护广播电视等正常通信，国家出台了高压交流架空送电线无线电干扰值标准对高压交流架空送电线在正常运行时的无线电干扰加以限制。1. 限值要求国家标准高压交流架空送电线无线电干扰值（GB15707-1995）规定：频率为0.5MHz时高压交流架空线无线电干扰限值如表1所列：表1 无线电干扰限值（距边导线投影20m处）电压，kV110220-330500无线电干扰限值，dB（V/m）465355其中：表中所列限值是在80%时间、具有80%置信度不超过的规定值。2. 高压交流架空线无线电干扰理论值计算由式计算频率为0.5M时高压交流架空线无线电干扰场强。 式中：无线电干扰场强，dB（V/m）； 导线表面最大电位梯度，kV/m r导线半径，cm； D被干扰点距导线的距离，m。以某输变电工程110kV高压输电线为例，计算其产生的无线电干扰值。该输电线导线参数如下：导线直径，导线分裂数，导线表面最大电位梯度= 11.27，经计算其产生的无线电干扰理论值如表1所示。表1 0.5MHz下无线电干扰理论计算值（逆相序） 单位：dB（V/m）3. 无线电干扰的实际测试分析线路中心距离mDSnSZG16m6mE50%E80%E50%E80%038.446.438.146.1537.245.237.745.71031.439.431.839.81526.534.526.934.92022.630.622.930.92519.527.519.727.73016.924.917.125.13514.722.714.922.94012.820.813.021.04511.119.111.319.3509.617.69.817.8在实际测试中，无线电干扰指标的测试结果与表1中计算得到的理论值相差很大，且数据波动非常大，这主要是因为空间有频率分布很广的电磁波存在，我们在测试时测得的无线电干扰场强除了高压线产生的干扰电平，还包含有一些广播电视等有用电磁波和其它电力、通信线路产生的干扰场强，因此在实际测试中，我们必须考虑它们的影响。无线电干扰的测试要想得到准确可靠的测试结果，必须正确分析测试数据波动的原因并找出相应的解决办法。下面分析几种常见的影响因素和解决办法。3.1.1环境背景值的影响GB/T7349-2002高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法标准要求电磁环境场强至少比来自被测对象的无线电干扰场强低6dB。电磁环境场强的测量，可以在线路停电时或在距线路400m以外进行。标准中没有要求扣除环境背景值，只要满足电磁环境场强至少比来自被测对象的无线电干扰场强低6dB则所测得的干扰场强即可作为测试结果。但在检测中我们发现每个地区的电磁环境场强有很大差别，例如图1和图2分别是在不同地区进行无线电干扰测试得到的电磁环境频谱图，图1的均值在30dBV附近，而图2的均值在50dBV附近。这两个测试所设定的仪器参数是相同的，测试结果差别那么大主要是因为电磁环境背景值存在较大差别。因此本人认为应当对测试数据进行适当处理以补偿环境背景值的影响。3.1.2避开广播电视电磁波的影响 测试中如果发现在(0.1530)MHz频段内某频率点的干扰场强特别大，应该用频谱仪随机带的耳机进行监听，判断是否在此频点附近有广播的影响。如果是因为广播影响，应在此频点5%的范围内进行偏频测量。 图1是某110kV高压输电线周围的无线电干扰频谱，图中超过43dBV的频段可能是受广播电视信号的影响，应进行监听和剔除。问题是除了明显受广播电视影响的频点外，在测试点0.5MHz的5%的范围内有许许多多的点，这些点从理论上说都可以作为读数点，如图3所示屏幕上的所有点都可以作为0.5MHz频点的测试点，而最大值和最小值有10 dB左右的波动，目前标准尚无明确规定。 图1 图2 图3 图43.1.3测量读数GB/T7349-2002规定，在特定的时间、地点和气象条件下，若仪表读数是稳定的，测量读数为稳定时的仪表读数；若仪表读数是波动的，使用记录器记录或每0.5min读一个数，取其10min的平均值为测量读数。 实际测试时，由于空间的电磁波是瞬变的，因此测得的数据波动很大，图2所示是某时刻0.5MHz下无线电干扰测试结果，中心频率为0.5MHz，上限频率和下限频率分别为5%中心频率。由图2可以看出，该频段干扰场强的大小波动达50dB左右，这么大的波动，造成测试者要想准确读出干扰场强相当困难。一方面测试者要正确分析哪些频点是异常点需要剔除，另一方面按照标准要求合理设置频谱仪参数进行测试可以简化测量，图3是将扫描时间设定为0.5min，轨迹设为10次平均值、采用均方根检波方式得到的扫描曲线，可以看出干扰场强最大波动范围降为10 dB左右。3.1.4测量位置的影响GB/T7349-2002高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法标准中规定：测量地点选在地势较平坦，远离建筑物和树木，没有其他电力线和通信、广播线的地方。这主要是考虑建筑物和树木吸收电磁场会对空间电磁场的分布造成影响。按标准要求，在对高压交流输电线路项目进行电磁环境影响评价和环保验收时，监测路径应以档距中央导线弧垂最大线路中心的地面投影点为监测原点，沿垂直于线路方向进行，监测点间距为2n（n=1,2,等正整数）。而在实际测试时，往往很难找到理想的较空旷的测试路径，这就需要测试者合理选择测试位置，对确实无法避开其他因素影响而进行的测试，应详细记录影响原因，以便得出正确结论。4. 评价方法标准规定按照式评价被测系统的干扰电平。 式中：L无线电干扰限值； 某一测点的无线电干扰n次测量结果的平均值； 测量结果的样本标准差； 取决于n的常数，它可以用满足80%/80%规则来确定。在实际测试中，如果按3.1.3所述的方法设置仪表参数，可以直接读出测试点在所需频段内各频点的无线电干扰n次测量结果的平均值，但又不能由仪器直接读到，其计算需要记录n次测量的数据，非常麻烦。我认为同上述影响测试结果的其他因素相比较，的值比其他影响因素带来的误差小得多，因此用这么复杂的数据处理方法来评价干扰电平是否满足限值要求意义不大。我们采用的方法是进行n次测量，如果有80%的概率满足限值要求即满足标准要求。5结论高压输变电工程无线电干扰的测试由于上述影响因素，各检测机构出具的检测数据不一致，因此该项指标的复现性很差，各检测机构应多进行比对以保证检测数据的准确可靠。环境保护部目前已出台输变电工程 建设项目竣工环境保护验收技术规范征求意见稿，该稿中考虑到无线电干扰测存在的上述影响因素及其带来的争议，删除了无线电干扰这一指标。总之无线电干扰测试存在的争议尚未解