高压输电线路电磁辐射无线电干扰值的检测与评价

张金帆, 郭键锋, 黄　恒, 杨颖琪

(深圳市环境监测中心站, 深圳　518049)

· 环境辐射 ·

高压输电线路电磁辐射无线电干扰值的检测与评价

张金帆, 郭键锋, 黄恒, 杨颖琪

(深圳市环境监测中心站, 深圳518049)

根据实践经验，针对电力项目电磁辐射环境影响评价及验收工作,分析高压架空线路无线电干扰值检测中存在的问题。结合相关评价标准，建立频率-限值修正表、距离-限值修正表，并将无线电干扰的限值与实际测量值之间进行对比分析。发现大量检测数据超过标准限值要求。通过分析超标数据的特点和规律，指出高压输电线路无线电干扰检测与评价的存在的问题，并提出解决对策建议。

高压输电线路；电磁辐射；无线电干扰；检测；评价

1　引　言

随着我国经济的快速发展，电力需求也迅速增长。城市中布设的各种变电站、输电线路也越来越密集。根据相关法规的要求，高压输电线路在建设前应进行电磁辐射环境影响评价，竣工投产后必须通过电磁辐射竣工环境保护验收。在环境保护验收过程中，必须经过验收检测评价，而无线电干扰检测是验收检测中的重要部分，使得无线电干扰检测评价成为了高压输电线路能否通过环境保护验收的重要技术依据。无线电干扰检测及评价是否科学、合理、有效，就变成至关重要。

2　机理特性及管理现状

2.1机理特性

高压输电线路的无线电干扰可分为有源干扰和无源干扰两类。有源干扰的主要干扰源由导线的电晕放电[1]产生，随着输电系统电压等级的提高,电晕放电问题成为特高压输电关键技术问题之一[2]；另外间歇火花放电是另一个无线电干扰源,它是高压输电线路由于接触不良或线路受侵蚀而发生的弧光放电和火花放电,无源干扰主要是无线电信号遇到线路或铁塔后等大型带电金属器件而形成的散射和屏蔽作用,变成无用信号,从而对无线电接收产生干扰。

无线电干扰主要特性分为频谱特性、横向衰减特性和统计分布特性来表征。频谱特性表示在一定地点的无线电干扰水平虽频率变化的函数关系。横向衰减特性表示无线电干扰随高压输电线路距离的增加而逐渐衰减的特性。而统计分布特性是表示无线电干扰的测量遵循统计学的分布规律，这是对无线电干扰进行统计检测的重要依据。

2.2管理现状

我国现行的输变电工程环境影响评价技术规范[3]中明确把高压输电线路无线电干扰现状水平是否符合标准要求作为能否通过环境影响评价和竣工环境保护验收重要的技术依据，而无线电干扰检测就是衡量高压输电线路无线电干扰现状水平最直接有效的办法，无线电干扰评价就是说明现状水平是否符合标准的重要依据。

我国现有的输电线路无线电干扰检测方法和评价标准主要有《高压架空送电线、变电站无线电干扰测试方法》(GB/T 7349-2002)和《高压架空送电线无线电干扰限值》(GB15707-1995)。该两项标准适用于电压等级在110kV～500kV范围内运行时间半年以上的高压输变电工程产生的频率为0.15-30MHz的无线电干扰检测和评价，标准对各电压等级的无线电干扰的检测和限值都提出了具体要求，因而无线电干扰检测方法能否准确、有效，无线电干扰评价标准能否科学、合理就成为了这个技术依据里的核心。

根据《高压架空送电线无线电干扰限值》(GB15707-1995)中规定，频率为0.5MHz且距边导线投影20米处的高压交流架空送电线路无线电干扰限值见表1所示。

表1　无线电干扰限值

3　无线电干扰检测原理及仪器

在标准中，对高压输电线路的无线电干扰有明确的检测方法和限值要求。并且标准中对高压输电线路无线电干扰的测量频段、测量范围及修正方法也有相应规定。

高压输电线路无线电干扰值通常使用无线电干扰测量接收机进行测试，也可以使用频谱分析仪进行测试[4]，工作于准峰值检波方式，使用具有电屏蔽的环状天线或柱状天线进行测量[5]。测试时，如果连接天线和测量仪之间有连接电缆，还应加上电缆的损耗值[6]。本次测量采用的是无线电干扰接收机(PMM9010，德国)，该仪器可实现频率范围10Hz-30MHz的全数字式显示，是国内环境保护部门使用率最高的无线电干扰检测设备。无线电干扰场强的测定值公式如下：

R[dB(μV/m)]=A[dB(μV)] +K[dB(1/m)]

式中,R[dB(μV/m)]—无线电干扰场强的测定值;

A [dB(μV)]—仪表指示值;

K[dB(1/m)]—天线校正系数，用以表示接收天线的衰减。

4　不同频率无线电干扰检测

4.1不同频率限值修正

根据标准[7]中对无线电干扰限值的频率修正公式见式1和式2，计算得到距离边导线投影20米处相应测量频率相对于0.5MHz无线电干扰限值的修正增量系数及变化趋势图，见表2和下图。

△E=5[1-2(log10f)2]

(1)

(2)

式中：△E—相对于0.5MHz的干扰场强的增量，dB(μV/m);

f—频率，MHz。

注：公式(1)的适用范围为0.15-4MHz。

表2　不同频率限值修正系数表

图　频率(MHz)-限值(dB(μV/m))变化趋势Fig.　Frequency(MHz)-limit value (dB(μV/m)) variation trend

4.2现场检测数据

(3)

n—同一点位连续测量次数;

k—取决于测量次数n的常数，它可以用满足80%/80%规则来确定，本文中测量为20次，根据标准取值1.12;

Sn—为测量结果的样本标准差。

表3　典型220kV输电线路不同频率无线电干扰评价值

注:表中加粗数据为超过标准限值数据

M—为无线电干扰的评价值，用于对比点位数据是否超过标准限值。

4.3检测数据分析

本次测量共测得数据100个，通过对5条110千伏和5条220千伏输电线路的现场检测数据与不同频率修正限值的对比分析，测量数据分布不规律，未严格按照理论计算模型呈频率衰减趋势，共有58个数据(斜体加粗)超过修正限值，总超限率为58%。在高频率段(6MHz—30MHz)由于修正限值的迅速变小，见图1，以致修正后的限值过于严格，到30MHz频段甚至出现了负数值，最终导致高频率段的无线电干扰评价值全部超过修正限值要求。

表4　典型110kV输电线路不同频率无线电干扰评价值

注:表中加粗数据为超过标准限值数据

5　不同距离无线电干扰检测

5.1不同距离限值修正

根据标准[7]中对无线电干扰场强的距离修正公式，结合现场检测输电线路的各项参数，分别计算出各条输电线路各测量点位的无线电干扰限值，见表5。

高压交流架空送电线路无线电干扰距离特性由下式表示：

(4)

式中：Ex—距边导线投影X 米处干扰场强，dB(μV/m)；

E—距边导线投影20m处干扰场强，dB(μV/m)；

X—距边导线投影距离，m；

H—边导线在测量点处对地高度，m；

h—测量仪器天线的假设高度，m；

k—衰减系数。

对于0.15-0.4MHz频段，k取18；对于大于0.4MHz直至30MHz频率，k取16.5。公式(1)适用于距导线投影距离小于100m处。

5.2现场检测数据

表5　输电线路不同水平距离的无线电干扰限值(0.5MHz)

表6　典型110kV输电线路不同水平距离无线电干扰评价值(0.5MHz)

注:表中加粗数据为超过标准限值数据

表7　典型220kV输电线路不同水平距离无线电干扰评价值(0.5MHz)

5.3检测数据分析

本次测量共测得数据48个，通过对3条110kV和3条220kV输电线路的现场检测数据与对应距离修正限值的对比分析，测量数据分布规律性不强，但测量结果未出现较大的波动，与之对比得到共有2个数据(斜体加粗)超过修正限值，总超限率为4.8%。

6　结　论

目前我国的无线电干扰测试和评价还存在许多问题和难点,例如:我们检测的数据是包括环境背景值在内的综合值，单独对变电站及输电线产生的无线电干扰进行测试还无法实现；我国的高压输电线路的无线电干扰检测方法和限值标准分别为2002年和1995年制定，与现在电力设备建设情况已不相适应；高频率段(6MHz—30MHz)由于修正系数的迅速变小，致使修正后的限值过于严格，以致高频率段的无线电干扰值大量超过修正限值要求。正是因为无线电干扰检测是评价高压输电线路能否通过环境保护验收的重要技术依据，正确处理检测数据和科学评价检测结果显得尤为重要。根据实际情况，提出以下建议和解决措施：

6.1应该探讨详细的检测方法和评价模型,组织全国性的无线电干扰检测比对工作,以期不同的检测机构能得到一致的检测和评价结论。

6.2建议参考一些500kV大型输变电工程环境影响报告书[8,9]的评价方式，只对频率0.5MHz且距离为20m处的无线电干扰测量点位根据限值标准进行评价，并对其科学性进行论证。

6.3开展各个城市无线电干扰的城市区域环境背景调查，通过调查找到各个区域频率为0.15-30MHz无线电干扰背景值偏高的影响因素(比如中波台、干扰台、广播电视台等对该频段的影响)，确定区域的背景值的频率和强度范围，编制城市区域无线电干扰背景调查报告。输电线路无线电干扰的检测和评价应以该区域的无线电干扰背景调查报告为依据，规避区域内其它影响因素造成无线电干扰背景值偏高的影响，优化检测方法，从而提高输电线路无线电干扰评价的准确性、科学性。

6.4对于修正后的超限值检测数据，不要轻易给出无线电干扰超标的结论，因根据实际情况分析哪些测试值属于电力设备引起的，给出正确科学的结论[10]。修订检测方法和限值标准，应使用一种具体的可操作性强的检测方法,并充分考虑各个城市无线电干扰区域环境背景值和其它影响因素，确保检测质量，制定合理的限值水平。

[1]陈水明, 王磊, 何金良.多回高压输电线路产生的无线电干扰分析[J]. 电波科学学报,2002,17(6):677-681.

[2]蒋虹,陈豫朝,张广洲,等.温湿度对交流电晕无线电干扰的影响[J].高电压技术,2011,37(12):2918-2923.

[3]HJ/T24-1998,500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范[S].

[4]HJ/T 10.2-1996,辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法[S].

[5]GB/T 7349-2002,高压架空送电线、变电站无线电干扰测试方法[S].

[6]GB/T 6113.1-1995,无线电骚扰和抗扰度测试设备规范[S].

[7]GB15707-1995,高压架空送电线无线电干扰限值[S].

[8]李继洪.500kV鲲鹏至宝安线路工程环境影响报告书[R].广州:中国电力工程顾问集团中南电力设计院,2011.

[9]张红霞.500kV现代输变电工程环境影响报告书[R].广州:中国电力工程顾问集团中南电力设计院,2013.

[10]李晔.高压输变电设施电磁辐射测试与环境影响分析[J].宁夏电力,2006,(5):1-4.

Detection and Evaluation of Electromagnetic Radiation Radio Interference Value of High Voltage Transmission Line

ZHANG Jin-fan, GUO Jian-feng, HUANG Heng, YANG Ying-qi

(ShenzhenEnvironmentalMonitoringCentreStation，Shenzhen518049,China)

According to practical experience, based on the electromagnetic radiation environmental impact assessment and acceptance of electric power project, this paper analyzed the problems of detecting radio interference value of high voltage overhead line. Combining with relevant evaluation standard, the tables of frequency-limit correction and range-limit correction were established, and the radio interference limits were compared with the actual measured values. Results showed that a large amount of measured data exceeded the standard limit requirements. Through analyzing the characteristics and rules of the data which exceed the standard, the problems were pointed out about the detection and evaluation of high voltage transmission line radio interference, and the countermeasure suggestions were proposed to solve the problems.

High voltage transmission line; electromagnetic radiation; radio interference; detection; evaluation

2014-10-10

张金帆(1985-)，男，湖南衡阳人，2007年毕业于南华大学核科学技术学院核工程与核技术专业，工程师，主要工作方向为核与辐射环境监测与管理。

X837

A

1001-3644(2015)02-0125-05