CN102508051B - 输电线路可听噪声确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不同环境气候条件下输电线路可听噪声确定方法，该方法首先通过输电线路实测和高海拔输电线路电晕笼试验，获得不同海拔高度和雨天时输电线路可听噪声的变化规律，然后通过对实际输电线路进行建模，采用已知的输电线路可听噪声计算公式对线路可听噪声进行计算并与实测情况进行比较，获得不同环境气候测量值与实测值的差距，进而对已知的输电线路可听噪声计算公式进行修正，得出不同环境气候条件下输电线路可听噪声确定公式，从而计算得到输电线路可听噪声的确定值。通过试验所获得的试验数据证明，本发明具有较高准确性，可应用于今后交直流高压输电线路可听噪声预测的精确计算。

Description

输电线路可听噪声确定方法

技术领域

本发明属于高压输变电工程电磁兼容领域，具体地讲是一种适用于各种环境气候条件下的输电线路可听噪声确定方法。

背景技术

随着输电系统电压等级的提高，电晕效应问题成为特高压输电关键技术问题之一。当导线表面的电场强度超过一定的临界值时，导线表面周围的空气分子将发生电离，形成正、负带电粒子，正、负离子碰撞和复合过程产生光子，称为电晕放电。电晕放电将产生无线电干扰、可听噪声和电晕损失等效应，对线路运行和周围环境造成影响。在超高压输电系统中，电晕效应问题还不是很突出，但在特高压输电系统中，输电线路电晕效应明显，由此带来的可听噪声水平也随之增大，成为选择特高压输电导线的决定性因素。对特高压电晕放电的环境效应进行系统研究，可为特高压输电线路设计提供技术支撑，使特高压输电线路的建设和运行成本得到合理控制，同时满足环境保护的要求。

现阶段，我国对输电线路可听噪声的预测通常采用国外的经验公式，可用于指导导线选型等工作，但是，这些公式只是单一考虑雨天情况，同时，大气密度对可听噪声的影响也并不统一，在预测不同天气的可听噪声时存在一定局限性。

我国的特高压输电线路经过不同的环境地区，不同的大气密度和不同的降雨、降雪等环境因素都可能影响输电线路的电晕效应。因此，提出考虑了不同环境因子的输电线路可听噪声修正公式，为工程输电线路导线选型和电磁环境控制提供参考意义重大。

发明内容

本发明的目的是从输电线路可听噪声产生机理出发，通过线路实测和电晕笼试验的手段研究不同环境气候条件下的可听噪声变化情况，进而对现有可听噪声预测公式进行修正，提供一种不同环境气候条件下输电线路可听噪声确定方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法是：

一种不同环境气候条件下输电线路可听噪声确定方法，首先通过输电线路实测和高海拔输电线路电晕笼试验，获得不同海拔高度和雨天时可听噪声的变化规律，然后通过对实际线路进行建模，采用已知的输电线路可听噪声计算公式对线路可听噪声进行计算并与实测情况进行比较，获得不同环境气候测量值与实测值的差距，进而对已知的公式进行修正，得出不同环境气候条件下可听噪声预测公式，从而得到输电线路可听噪声的确定值，其具体步骤是：

第一步骤：通过高海拔输电线路电晕笼试验，获得海拔高度对可听噪声影响规律；

第二步骤：通过输电线路实测，获得雨天与晴好天气可听噪声差值；

第三步骤：采用已知的输电线路可听噪声计算公式，根据实测线路进行建模计算，得到可听噪声预测值；

第四步骤：将海拔高度和雨天等不同环境气候条件下的输电线路可听噪声实测值与预测值进行比较，修正公式，从而计算得到输电线路可听噪声的确定值。

通过试验所获得的试验数据证明，本发明具有较高准确性，可应用于今后交直流高压输电线路可听噪声预测的精确计算。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

首先，通过电晕笼的方法，获得输电线路不同分裂导线在不同海拔高度的可听噪声变化规律；通过输电线路实测，获得雨天与晴好天气可听噪声差值；将海拔高度和雨天等不同环境气候条件下的可听噪声实测值与预测值进行比较，获得不同气候条件下可听噪声预测公式。具体为：

(1)输电线路电磁环境实测

选定较为平坦的直流线路和交流线路档距，在输电线路下方布置气象站和可听噪声测试设备，并进行输电线路可听噪声长期监测，获得不同降雨时的输电线路可听噪声值，对这些数据进行统计分析，获得不同降雨时的输电线路可听噪声统计值的变化规律。

(2)高海拔电晕笼试验

采用小型可移动式电晕笼，前往不同海拔高度进行输电线路电晕笼试验，测量不同海拔地区输电线路可听噪声值，将不同海拔点测量的输电线路可听噪声值进行比对，获得海拔高度对输电线路可听噪声的影响规律。

(3)修正预测公式

1)交流线路可听噪声预测通常采用式(1)进行计算，该公式得到的结果是所有雨天(包括大雨，中雨和小雨)情况下的L₅₀值。

$\mathrm{SLA}=10\lg \underset{i-1}{\overset{z}{\mathrm{\Σ}}}{\lg }^{-1}\left[\frac{\mathrm{PWL}\left(i\right)-11.4\lg \left(R_i\right)-5.8}{10}\right]---\left(1\right)$

其中：SLA--A计权声级

R_i--测点至被测i相导线的距离

Z---相数

PWL(i)--i相导线的声功率级，可按下式计算：

PWL(i)＝-164.6+120lg E+55lg deq    (2)

E为导线表面的电位梯度(kV/cm)，采用有效值。

deq为导线等效半径，deq＝0.58n^0.48d(mm)

该式中n为导线分裂数，d为子导线直径(mm)

该预测公式对于分裂间距为30～50cm，导线表面电位梯度为10～25kV/cm的常规对称分裂导线均是有效的。

2)采用式(3)、(4)进行建模，预测直流线路在实测点的好天气可听噪声统计值。

AN＝-133.4+86log g+40log d_eq-11.4log R    (3)

d_eq＝0.66n^0.64d    (4)

其中：g——导线的平均最大电位梯度，kV/cm；

d——子导线直径，mm；

n——分裂导线数；

R——至正极导线的直接距离，m。

3)总结不同海拔高度的可听噪声变化规律，获得海拔高度修正项；

4)总结雨天和好天气可听噪声测量结果修正项，获得雨天修正项；

(4)最终公式

1)交流输电线路可听噪声计算公式

不同雨量和不同海拔高度时交流输电线路可听噪声预测公式为

其中：SLA_H＝3.13·H/1000，H为海拔高度，单位为m。SLA取值见式(1)，式(2)。

2)直流输电线路可听噪声计算公式

不同海拔高度时直流输电线路可听噪声预测公式为

AN＝-133.4+86log g+40log d_eq-11.4log R+E_H    (6)

其中，

$E_H=\left\{\begin{array}{c}(2~3.5)\&CenterDot;H/1000,g<22\mathrm{kV}/\mathrm{cm}\\ (4~7)\&CenterDot;H/1000,g\&GreaterEqual;22\mathrm{kV}/\mathrm{cm}\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中E_H和e_dq见式(7)和式(4)

本说明书中未做详细描述的内容属于本领域中专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种不同环境气候条件下输电线路可听噪声确定方法，其具体步骤是：

第一步骤：输电线路电磁环境实测

选定较为平坦的直流线路和交流线路档距，在输电线路下方布置气象站和可听噪声测试设备，并进行输电线路可听噪声长期监测，获得不同降雨时的输电线路可听噪声值，对这些数据进行统计分析，获得不同降雨时的输电线路可听噪声统计值的变化规律；

第二步骤：高海拔电晕笼试验

采用小型可移动式电晕笼，前往不同海拔高度进行输电线路电晕笼试验，测量不同海拔地区输电线路可听噪声值，将不同海拔点测量的输电线路可听噪声值进行比对，获得海拔高度对输电线路可听噪声的影响规律；

第三步骤：修正预测公式

第一步：交流线路可听噪声预测采用式（1）进行计算，该公式得到的结果是所有雨天情况下的L₅₀值，

$\mathrm{SLA}=10\lg \underset{i=1}{\overset{z}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\lg }^{-1}\left[\frac{\mathrm{PWL}\left(i\right)-11.4\lg \left(R_i\right)-5.8}{10}\right]---\left(1\right)$

其中：SLA--A计权声级；

R_i--测点至被测i相导线的距离；

Z---相数；

PWL(i)--i相导线的声功率级，按下式计算：

PWL(i)＝-164.6+120lgE+55lgdeq   (2)

E为导线表面的电位梯度，单位kV/cm，采用有效值；

deq为导线等效半径，deq＝0.58n^0.48d，单位mm；

该式中n为导线分裂数，d为子导线直径，单位mm；

该预测公式对于分裂间距为30～50cm，导线表面电位梯度为10～25kV/cm的常规对称分裂导线均是有效的；

第二步：采用式（3）、（4）进行建模，预测直流线路在实测点的好天气可听噪声统计值，

AN＝-133.4+86logg+40logd_eq-11.41ogR    （3）

d_eq＝0.66n^0.64d     （4）

其中：g——导线的平均最大电位梯度，单位kV/cm；

d——子导线直径，单位mm；

n——分裂导线数；

R——至正极导线的直接距离，单位m；

第三步：总结不同海拔高度的可听噪声变化规律，获得海拔高度修正项；

第四步：总结雨天和好天气可听噪声测量结果修正项，获得雨天修正项；

第四步骤：最终公式

A、交流输电线路可听噪声计算公式

不同雨量和不同海拔高度时交流输电线路可听噪声预测公式为

其中：SLA_H＝3.13·H/1000H为海拔高度，单位为m，SLA取值见式（1），式（2）；

B、直流输电线路可听噪声计算公式

不同海拔高度时直流输电线路可听噪声预测公式为

AN＝-133.4+86logg+40logd_eq-11.4logR+E_H     （6）

其中，

$E_H=\left\{\begin{array}{c}(2~3.5)\&CenterDot;H/1000,g<22\mathrm{kV}/\mathrm{cm}\\ (4~7)\&CenterDot;H/1000,g\&GreaterEqual;22\mathrm{kV}/\mathrm{cm}\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中E_H和d_eq见式（7）和式（4）。