《武汉工程大学学报》 2011年11期
90-94
出版日期：2011-11-30
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
110 kV送电线路电磁环境影响评价
0引言随着社会经济的高速发展，电网建设也不断地向大容量、超高压、远距离的输电技术发展.与此同时，送电线路施工期和运行期对环境的影响也越来越大，国家对送电线路运行期间的工频电场、工频磁场以及无线电干扰也提出了严格的控制要求［12］.本文以110 kV送电线路运行期间对环境造成的工频电场、工频磁场以及无线电干扰进行预测分析，确定其对环境的影响程度和范围，为110 kV送电线路环境影响评价技术提供技术支持.1110 kV送电线路电磁环境影响模
式预测在对110 kV送电线路电磁环境影响的预测过程中，可以参考《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T241998)中的计算方法，具体见该规范附录A、B、C推荐的计算模式进行［3］.1.1电场强度
1.1.1单位长度导线下的等效电荷多导线线路工程中导线上的等效电荷可以由下列矩阵方程计算：U1
U2
…
Un=λ11λ12…λ1n
λ21λ22…λ2n
…………
λn1λn2…λnnQ1
Q2
…
Qn(1）式(1)中：Ui为各导线对地电压的单列矩阵；λij为各导线电位系数组成的n阶方阵(n为导线数目)；Qi为各导线上等效电荷的单列矩阵；
1.1.2等效电荷产生的电场根据叠加原理，空间(x，y)点的电场强度分量Ex和Ey可表示为：Ex=12πε0∑mi=1Qix-xiL21-x-xi(L′i)2(2）Ey=12πε0∑mi=1Qiy-yiL21-y+yi(L′i)2(3）式(2)(3)中：m为导线数目；xi、yi为导线i的坐标(＝1,2,…,m)；Li、L′i为分别为导线i及其镜像到计算点的距离.对于三相交流线路而言，空间中任一点电场强度水平和垂直分量为：
Ex=∑mi=1EixR+j∑mi=1EixI=ExR+jExI
Ey=∑mi=1EiyR+j∑mi=1EiyI=ExR+jEyI(4）式(4)中：ExR为各导线实部电荷在该点处产生的场强水平分量；ExI为各导线虚部电荷在该点处产生场强的水平分量；EyR为各导线实部电荷在该点处产生场强的垂直分量；EyI为各导线虚部电荷在该点处产生场强的垂直分量.该点处的合成场强计算公式为：E=(ExR+jExI)x+(EyR+jEyI)y=Ex+Ey式中：Ex=E2xR+E2xI(5）Ey=E2yR+E2yI(6）1.2磁场强度线路导线下方A点处的磁场强度值的计算公式为：H=I2πh2+L2(7）式(7)中：h为A点距离导线的垂直高度；L为A点距离导线的水平距离；I为导线I中的电流值.1.3无线电干扰场强在0.5 MHz时，高压交流输变电线路的无线电干扰场强计算［4］公式为：E=3.5gmax+12 r-30+331 g20D(8)式(8)中：E为无线电干扰场强，dB(μV/m)；D为被干扰点与导线的距离，m；r为导线的半径，cm；gmax为导线表面最大的电位梯度，kV/m.gmax=g［1+(n-1)dR］(9)式(9)中：n为次导线的根数；d为次导线的直径，cm；R为通过次导线中心的圆周直径，cm；g为导线平均表面电位梯度，kV/m.g=Qπε0dn(10)式(10)中：Q为每相导线的等效总电荷.当线路中有一相导线的无线电干扰场强值至少大于其余每相导线3 dB(μV/m)，那么高压交流输变电线路无线电干扰场强值即为场强值.否则，将按照式(11)进行计算：E=E1+E22+1.5(11）式(11)中：E为高压交流输变电线路无线电干扰场强，dB(μV/m)；E1、E2为三相导线中最大的两个无线电干扰场强值，dB(μV/m).第11期周德红：110 kV送电线路电磁环境影响评价
武汉工程大学学报第33卷
2实例分析安陆110 kV孛畈输变电工程线路总长19.5 km，其中双回线2×15 km，单回线4.5 km，对工程线路运行期工频电场、工频磁场及无线电干扰进行预测.由于文章篇幅，此处只预测单回线路1BZM1和1BZM2型杆塔对环境的影响，并选用LGJ240/30型导线进行预测.线路杆塔型式简图见图1，参数的选取见表1.图11BZM1和1BZM2型杆塔简图
Fig.11BZM1 and 1BZM2 type tower表1工程单回线路设计参数
Table 1The engineering design parameters for
singlecircuit lines
塔型单回路1BZM1
型杆塔单回路1BZM2
型杆塔导线距中心
线距离及对
地距离/mB(0，10）
C(-2.85，7）
A(2.85，7）B(0，11.7）
C(-2.95，7）
A(2.95，7）导线对地最
小距离/m7导线类型LGJ240/30导线外径/mm21.6电流(A）6102.1预测计算结果线路预测结果详见表2～表5以及图2～图5.2.2送电线路电磁声影响评价评价根据模式预测计算结果对110 kV输电线路运行期间工频磁感应强度、工频电场强度及无线电干扰水平进行预测计算，说明其环境影响的范围和程度.
2.2.1工频电场强度从预测结果可以看出：距地面1.5 m高处，单回路1BZM1和1BZM2型杆塔工频电场综合量最大值分别为1.58 kV/m、1.68 kV/m，均出现在距导线中心4 m处，从图2、图4中工频电场强度变化趋势来看，当预测高度为1.5 m时，线下各处预测值均小于4 kV/m的标准.距地面4.5 m高处，单回路1BZM1和1BZM2型杆塔工频电场综合量最大值分别为3.30 kV/m和3.83 kV/m，分别出现在距导线中心0 m和3 m处，从图3和图5中工频电场强度变化趋势来看，当预测高度为4.5 m时，线下各处预测值均小于4 kV/m的标准.表2单回路1BZM1型杆塔工频电场强度、工频磁感应强度预测结果(地面1.5 m高处）
Table 2The predictions for 1BZM1 type tower of the singlecircuit transmission line (1.5 m)
距送电线路中心线
正投影的距离/m工频电场强度
综合量/(kV/m)工频磁感应强度/(10-3 mT)水平分量垂直分量综合量01.1215.117.8517.0211.2117.225.8018.1721.3918.732.9018.9531.5419.160.5219.1741.5818.373.8518.7781.0210.209.5814.00100.727.119.2811.69160.262.826.847.40200.141.765.595.86300.050.723.743.81400.020.382.782.81500.010.222.212.22600.010.141.831.84
表3单回路1BZM1型杆塔工频电场强度、工频磁感应强度预测结果(地面4.5 m高处）
Table 3The predictions for 1BZM1 type tower of the singlecircuit transmission line (4.5 m)
距送电线路中心线
正投影的距离/m工频电场强度
综合量/(kV/m)工频磁感应强度/(10-3 mT)水平分量垂直分量综合量03.3018.3420.9527.8513.1227.2720.2133.9422.3337.8512.8839.9830.8042.072.5342.1540.8134.8516.0538.3680.868.0216.6018.44100.554.5713.1713.94160.161.447.757.89200.080.846.036.09300.020.323.863.87400.010.152.832.84500.000.082.242.24600.000.041.851.85表4单回路1BZM2型杆塔工频电场强度、工频磁感应强度预测结果(地面1.5 m高处）
Table 4The predictions for 1BZM2 type tower of the singlecircuit transmission line (1.5 m)
距送电线路中心线
正投影的距离/m工频电场强度
综合量/(kV/m)工频磁感应强度/(10-3 mT)水平分量垂直分量综合量01.2714.888.0016.9011.3517.036.0518.0721.5118.623.2218.8931.6519.170.1719.1741.6818.503.5418.8381.0810.399.5714.12100.757.239.3211.79160.262.866.887.45200.151.775.615.89300.050.733.753.82400.030.382.792.82500.020.222.222.23600.010.141.841.84
表5单回路1BZM2型杆塔工频电场强度、工频磁感应强度预测结果(地面4.5 m高处）
Table 5The predictions for 1BZM2 type tower of the singlecircuit transmission line (4.5 m)
距送电线路中心线
正投影的距离/m工频电场强度
综合量/(kV/m)工频磁感应强度/(10-3 mT)水平分量垂直分量综合量03.3417.6320.8427.3013.4926.2420.5033.3023.7936.8914.0339.4733.8342.210.8442.2243.3635.8915.0938.9381.228.2816.8018.73100.774.6913.3114.11160.261.467.817.95200.140.856.076.13300.050.323.873.89400.030.162.842.84500.020.082.242.24600.010.051.851.85
2.2.2工频磁感应强度工频磁感应强度预测结果均较小，单回路1BZM1和1BZM2型杆塔距地面1.5 m高处的工频磁感应强度综合量最大值分别为19.17×10-3 mT和19.17×10-3 mT；距地面4.5 m高处的最大值分别为42.15×10-3mT和42.22×10-3 mT.预测值均小于0.1 mT的限值.
2.2.3无线电干扰110 kV送电线路导线表面电位梯度为11.034 kV/cm，小于12 kV/cm，故不产生电晕，无线电干扰影响很小.图2单回路1BZM1型杆塔工频电场强
度综合量分布图(地面1.5 m处）
Fig.2The intensity distribution of frequency electric
field for singlecircuit 1BZM1 type tower (1.5 m)图3单回路1BZM1型杆塔工频电场强度
综合量分布图(地面4.5 m处）
Fig.3The intensity distribution of frequency electric
field for singlecircuit 1BZM1 type tower (4.5 m）图4单回路1BZM2型杆塔工频电场强度
综合量分布图(地面1.5 m处）
Fig.4The intensity distribution of frequency electric field
for singlecircuit 1BZM2 type tower (1.5 m)图5单回路1BZM2型杆塔工频电场强度
综合量分布图(地面4.5 m处）
Fig.5The intensity distribution of frequency electric
field for singlecircuit 1BZM2 type tower (4.5 m)3结语输变电工程项目的环境影响评价因子包括声、水、生态、电磁环境等各个方面，具体工作中应根据不同线路的特点进行具体分析，并突出不同项目的主要环境影响.本文以实际线路工程项目为例，针对110 kV送电线路运行期间单回线路的电磁对环境的影响进行了评价，并预测了其对环境的影响范围和程度，分析了环境达标情况，结论如下：a.1BZM1和1BZM2型杆塔运行期，线下距地面1.5 m和4.5 m高处的工频电场强度预测值均小于4 kV/m的标准.b.1BZM1和1BZM2型杆塔运行期，线下距地面1.5 m和4.5 m高处的工频磁感应强度预测值均小于0.1 mT的限值.c.110 kV送电线路导线无线电干扰影响很小.参考文献：