关键字：500紧凑型输电线路工磁场分布特性

1　前　言　　500 kV紧凑型输电线路,又称倒三角型架空输电线路,在湖南投运时间不长。为了解湖南境内紧凑型线路的工频电磁场分布特性,对单回紧凑型输电线路和常规的水平排列、中相V串布置单回输电线路进行对比测试分析,得出了紧凑型线路的工频电场、磁感应强度分布特性。

2　输电线路工频电磁场测试　　紧凑型线路与水平排列、中相V串线路的导线布置方式不同,导致三者导线型号、导线排列方式、导线相间距、线路宽度和经济输送容量有较大差异,湖南境内单回500 kV架空输电线路的主要设计参数见表1。测试线路选取湖南省境内投运时间相近的

表1　500 kV线路设计参数〔1, 2〕导线布置方式倒三角(紧凑型)水平排列中相V串导线布置示意图导线型号6×LGJ—300 /404×LGJ—300 /404×LGJ—400 /50经济输送容量/MW1 620 1 080 1 430导线相间距/m 6. 7 16. 2 10. 6线路宽度/m 6. 7 32. 4 21. 2其中复艾Ⅰ线为单回倒三角紧凑型线路;岗艾线和昆沙线为单回常规架空线路。复艾Ⅰ线选取线路导线离地高度不同的5个线路段,岗艾线选取1个导线水平排列线路段,昆沙线选取1个导线中相V串布置线路段。测点以线路中心导线弧垂点地面投影为原点,垂直导线投影方向向外延伸均匀布点至50m处,监测点离地面1. 5m。

测试线路基本情况见表2。

表2　测试线路基本情况线路名称500 kV复艾Ⅰ线500 kV岗艾线500 kV昆沙线测试线路段P5~P6P120~P121P163~P164P164~P165P10~P11P425~P426P25~P26线路导线对地最小距离/m27. 93 20. 25 15. 79 18. 34 23. 62 20. 0 20. 73测试时线路输送功率/MW91. 5 91. 5 91. 5 92. 8 92. 7 90. 3 92. 1测试线路段环境状况地势较平整天气情况晴晴晴晴晴晴多云　　测试仪器为德国某公司的EFA-300型电磁场分析仪。测试方法依照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10. 2-1996)和《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/T24-1998)进行。

3　测试结果及分析

3.1　水平距离对工频电磁场的影响紧凑型线路地面1. 5m处工频电场强度、磁感应强度的总量与水平距离的关系曲线见图1, 2。图1　工频电场强度与水平距离的关系曲线　　从图1和图2可看出,距中心导线弧垂点地面投影0~5m范围内的工频电场强度、磁感应强度较大, 5m以外区域的工频电场强度、磁感应强度迅速下降。地面1. 5m处工频电场强度、磁感应强度随水平距离的变化规律基本一致。图1和图2说明,线路高度20. 25m时,地面1. 5m处工频电场强度最大值出现在中心线投影点,从0m处2 971V/m下降至50m处136. 4V/m;图2　工频磁感应强度与水平距离的关系曲线地面1. 5m处工频磁感应强度最大值出现在距中心线投影点5m处,从5m处593. 2 nT下降至50m处43. 58 nT。紧凑型线路的工频电场强度随水平距离增加持续降低,而工频磁感应强度值则是先略有上升,然后迅速下降。距中心导线弧垂点地面投影50m处,工频电场、磁感应强度接近环境背景值。

3.2　中心导线弧垂高度对工频电磁场的影响紧凑型线路中心导线弧垂高度的变化对地面1.5m处工频电场强度、磁感应强度总量最大值的影响见图3, 4。　　由图3和图4可知,紧凑型线路中心导线弧垂高度对地面1. 5m处工频电场强度、磁感应强度总量最大值影响较大,弧垂越高,地面1. 5m处工频电场强度、磁感应强度总量最大值越小。由图3可知,紧凑型线路中心导线弧垂高度由15. 79m增加到27. 93m时,工频电场强度最大值从4 429V/m减小至1 702V/m。由图4可知,紧凑型线路地面1. 5m处工频磁感应强度较小。紧凑型线路中心导线弧垂高度15. 79m时,地面1. 5m处工频磁感应强度最大值为833. 9 nT,远小于0. 1mT〔3〕,且随着中心导线弧垂高度增加,磁感应强度逐渐减小。

3.3　工频电场磁场总量与各方向分量之间的关系紧凑型线路中心导线弧垂高度20. 25m时,地面1. 5m处工频电磁场总量与各分量之间的关系见表3。从表3可看出,紧凑型线路地面1. 5m处工频电场强度的Y方向分量占总量90%以上, X, Z方向分量对总量贡献很小。说明紧凑型线路工频电场强度主要以Y方向分量为主。表3　工频电磁场各分量之间的关系水平距离/m工频电场强度/V·m-1工频磁感应强度/nT总量X分量Y分量Z分量总量X分量Y分量Z分量051015203040502971290324221772979610. 5394136. 467. 2441. 7695. 05144. 22. 87350. 7125. 286. 8382948287123781748975. 5604. 9392. 1136. 2333. 1354. 7402. 5253. 322. 147. 5317. 423. 588585. 7592. 3502. 7413. 7250. 4161. 7107. 143. 5848. 2526. 7737. 2885. 45. 15274. 2860. 923. 48477. 6478. 6340. 2215. 2142. 348. 0427. 847. 79335. 6350. 7367. 4346. 2214. 6132. 788. 0236. 68　　由表3可知,紧凑型线路地面1. 5m处距中心线投影0~20m范围内,工频磁感应强度总量主要受Y方向分量和Z方向分量共同影响; 20m以外区域各分量对总量均有较大影响,但各分量差值随距离增加而变小。说明紧凑型线路工频磁感应强度各分量对总量的贡献在距中心线投影处不同范围内所起作用有所差异。

3.4　导线布置方式对工频电磁场分布的影响紧凑型、水平排列、中相V串500 kV线路导线对地最小距离分别为20. 25, 20. 0, 20. 73m时,工频搜文网电磁场随距离的变化曲线见图5和图6。从图5可看出,随着距离增加,水平排列线路(岗艾线)和中相V串线路(昆沙线)的地面1. 5m处工频电场强度均是先上升后下降,最大值出现在距中心线投影15m左右;而紧凑型线路(复艾Ⅰ线)距中心线投影5m以外区域的地面1. 5m处工频电场强度一直呈下降趋势。3种布置方式中,导线水平排列线路的地面1. 5m处工频电场强度最大,且工频电场强度最大值距中心导线投影距离最远;其次是中相V串线路;紧凑型线路地面1. 5m处工频电场强度最小并与中心线投影距离最近。3种线路地面1. 5m处工频电场强度在最大值以外的区域,均随着水平距离增加而迅速下降。由图6可知,距中心投影距离相同时,紧凑型线路地面1. 5m处工频磁感应强度值远小于水平排列、中相V串线路。紧凑型线路(复艾Ⅰ线)的工频磁感应强度最大值为585. 7 nT,仅为平排列线路(岗艾线)和中相V串线路(昆沙线)的1/3。以上分析说明, 500 kV紧凑型线路运行中产生的工频电场和磁感应强度比常规水平排列、中相V串线路小,因此紧凑型线路对环境影响较小。

4　结论与建议

4.1　紧凑型线路地面1. 5m处工频电场、磁感应强度值均小于常规水平排列、中相V串线路线路,工频磁感应强度值最大值为常规线路的1/3,紧凑型线路对环境影响较小。

4.2　紧凑型线路距中心导线投影5m范围内地面1. 5m处工频电场磁感应强度较高, 5m以外区域随着距离增加工频电场、磁感应强度均迅速下降。

4.3　紧凑型线路地面1. 5m处工频电场强度以Y方向分量为主, X, Z方向分量对总量影响很小;工频磁感应强度各分量对总量的影响在距中心线投影处不同范围内所起作用有所差异。因此,在设计和工程治理中可采取减小或分散Y方向分量技术措施来降低线路工频电场对环境的影响。

4.4　根据已测数据得知,只要输电线路架设高度等参数满足设计规程要求,输电线路边导线外5m处的工频电场、磁感应强度均符合国家标准。

4.5　为减小输电线路对附近居民的影响程度,建议在今后架空输电线路设计中多采用紧凑型线路。