第十章 输变电工程的电磁环境.ppt

第十章 输变电工程的 电磁环境问题 第一节 概 述 第二节 电力系统对邻近其他设施 的电磁影响 第三节 电力系统工频磁场问题 第四节 工频电磁场的生物效应问题 第一节 概 述 电力系统对邻近其他设施如通信设施和金属结构等的电磁影响是一个既涉及电磁兼容也涉及电气安全的问题。 高压架空送电线对环境的污染影响，一般包括:工频电场、磁场、无线电骚扰和可听噪声四个方面。 高压架空送电线路下的工频电场对处在场中的人和物会产生两种影响： ( 1 ) 对活的有机体的影响，即生态效应。 ( 2 ) 强电场可能引燃易燃物品及引爆易爆物品。 电力系统的工频磁场问题一直受到广泛关注。 鉴于对磁场的安全水平的争论持续存在和输电容量的不断扩大，输电线路的设计者正在寻求从技术上和经济上都能接受的削减工频电磁场的措施。 几十年来在动物身上进行的体外实验和体内实验结果还不能有效表明架空线等附近的电磁场对健康的危害程度。 然而有一些医学家确信电磁场与人类的健康之间可能存在相互关联。 有人认为输电线路的电场不会对健康构成威胁，而磁场对健康的影响仍需进一步研究，但争论依然存在。 第二节 电力系统对邻近其他 设施的电磁影响 一、 电力设施对无线电的电磁骚扰 电力线路和变电设施是无线电设施和通信线路等的重要骚扰源。 骚扰主要分为无源骚扰和有源骚扰。 有源骚扰主要是由导线及金具表面电晕放电和绝缘子因局部场强过高引起火花放电产生，频率范围基本上30MHz。 无源骚扰是无线电信号通到线路的导线和铁塔以及变电站的大型架构后因电磁感应而形成的散射和屏蔽作用，其频率范围30MHz，尤其是UHF频段。 架空送电线路的无线电骚扰主要是对无线电信号的接收质量产生影响。 ( 一 ) 无线电骚扰水平 根据我国110～500kV线路的实际情况制定的GBl5707—1995《高压交流架空送电线无线电骚扰限值》见表10-1。 目前我国各电压等级的送电线路，除高海拔地区外，基本上不超过表中限值。 ( 二 ) 架空送电线路无线电骚扰的影响 ( 1 ) 对专业或军用无线电台站的影响 自80年代以来，我国陆续发布了数项对送电线和变电站无线电骚扰进行防护的国家标准。 这些标准的防护距离大大减少，且更具科学性。对降低电力建设成本十分有利。 如500kV线路与电视差转台的防护距离已降至500m。 实际上继续减小某些防护距离是可能的，即可以通过实测和计算分析来确定具体的防护距离。 国内就有不少成功的实测和协调工作，如：青岛彩电中心建设与220kV线路距离问题等。 ( 2 ) 对居民无线电接收的影响 对居民无线电接收质量的影响，一般考虑4个因素： ① 无线电骚扰水平 ② 无线电信号强度； ③ 信号与骚扰之比(信噪比)； ④ 线路与接收点的距离。 ITU推荐的广播信号的最小服务强度如表10-2，这是中国所处地带的情况。 对广播接收质量影响的评价指标是信噪比，表10-3为CISPR第18号出版物规定的取值。 CISPR推荐26dB作为评价无线电骚扰影响可接受的信噪比，亦即当无线电信号强度( dB值 )减去骚扰水平，其差值大于26dB就可认为具有满意的接收质量。 电视信号频段＞30MHz，其接收包括伴音与图像两个方面，所以电视频段骚扰影响的分析比30MHz以下的骚扰影响复杂。 目前对架空送电线所产生频段骚扰的测量，缺乏足够的可用数据，包括能够获得满意接收质量的最小信噪比。 另外，电视图像的接收还可能受到无源骚扰的影响，如图像重影。电视骚扰问题目前尚处于定性分析阶段。 二、电力系统对邻近金属结构的电磁影响 电力系统对邻近其他设施如金属结构的电磁影响是一个既涉及电磁兼容也涉及电气安全的问题。 为指导这类问题解决，1995年国际大电网会议发布了 “高压电力系统对金属管线的影响导则”。 该导则提供了电力系统对平行于输电线路的具有简单结构的金属管线阻性和感性耦合电磁影响的计算方法和计算公式。 (一) 变电站故障时对邻近复杂金属管线的电磁影响 当变电站出现故障的情况下，变电站邻近的金属结构上会感应出过电压和过电流，并沿着金属结构向前传播有时可达数百米，这些骚扰信号可对人员、金属结构本身或与之相连的设备构成威胁。 当变电站出现故障的情况下，金属结构上的电磁骚扰来源有两个渠道： 1. 进入变电站的故障相线上的电流通过感性耦合方式在金属管线上形成骚扰； 2. 故障电流流入变电站接地网时引起地电位升高通过阻性耦合方式在金属管线上形成骚扰。 (二) 变电站接地网对附近建筑物接地网和直埋金属管道的阻性耦合骚扰 随着电力工业的飞速发展，电压等级不断提高，电网输送容量逐步