CN102539958A - 一种海拔对输电线路无线电干扰修正的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海拔对输电线路无线电干扰修正的确定方法，它包括设计并制造了可移动式小型电晕笼，并结合环境气候试验室进行试验电晕试验。试验中通过改变气候实验室内的大气密度模拟不同海拔高度的大气环境，同时对悬挂于电晕笼内的分裂导线施加不同电压，通过安装于电晕笼上的无线电测试回路获得导线电晕产生的无线电干扰电流。对比不同海拔点无线电干扰试验结果，获得海拔对无线电干扰的修正值。该方法试验周期短，投入经费省，得到的结果准确度高，可应用于今后确定海拔对输电线路无线电干扰修正值。

Description

一种海拔对输电线路无线电干扰修正的确定方法

技术领域

本发明属于高压输变电工程电磁兼容领域，具体地讲是一种海拔对输电线路无线电干扰修正的确定方法。

背景技术

我国能源基地和能源消耗中心相隔甚远，电能需要从能源中心远距离输送到负荷中心。特高压电网具有输电能力强、输电损耗低的特点，在大容量、远距离输送电能方面，具有明显的经济优势，符合我国能源传输和供给的基本国情，满足我国国民经济发展的需求。

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。特高压电晕放电的环境效应问题研究将为特高压输电线路设计提供技术依据，使特高压输电线路的建设和运行成本合理，同时符合环境保护的要求。

我国的特高压输电线路将经过不同地理和不同环境地区，特别是经过高海拔地区。相对于平原地区，高海拔地区空气密度低，电子自由行程增加，在一次自由行程内电子积累的能量增大，碰撞分子后发生电离的概率随之增大，放电也更易发生。因此，高海拔地区的高压输电线路电晕放电现象更为严重，电晕放电所产生的无线电干扰问题也更加突出。

现阶段研究高海拔无线电干扰的手段主要是实测和电晕笼试验，而实测的手段受高海拔实际线路的限制，研究结果不甚理想，往往通过一到两个点的实测结果推断无线电干扰海拔修正系数，说服力十分有限，因此，通过电晕笼的方式研究海拔高度对无线电干扰的影响成为首选研究手段。本研究制造了小型可移动电晕笼，可以研究超特高压常用导线的无线电干扰特性，同时结合特高压交流试验基地的环境气候实验室，可以模拟不同海拔高度的大气密度环境，通过试验得到的不同海拔高度无线电干扰激发函数，进而得到输电线路无线电干扰的海拔修正值。

发明内容

本发明的目的是从输电线路无线电干扰产生机理出发，结合小型可移动式电晕笼和环境气候试验室，而提供一种输电线路无线电干扰海拔修正的确定方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法是：

一种输电线路无线电干扰海拔修正的确定方法，首先设计并制造了可移动式小型电晕笼，并结合环境气候试验室进行试验电晕试验，试验中通过改变气候实验室内的大气密度模拟不同海拔高度的大气环境，同时对悬挂于电晕笼内的分裂导线施加不同电压，通过安装于电晕笼上的无线电测试回路获得导线电晕产生的无线电干扰电流，对比不同海拔点无线电干扰试验结果，获得海拔对无线电干扰的修正值，其具体步骤是：

第一步骤：将可移动式小型电晕笼放置于环境气候实验室内，安装实际输电线路使用的分裂导线，同时将高压引线引入导线，安装好无线电干扰测试回路；

第二步骤：将环境气候实验室内的空气密度抽到500m海拔高度等同大气密度，然后对导线施加不同电压，通过无线电干扰测试回路测量无线电干扰电流；

第三步骤：通过仿真计算得到导线在施加不同电压时导线表面的电场强度，绘制导线表面电场强度和无线电干扰的关系曲线；

第四步骤：重复第二步骤和第三步骤，每次海拔高度的改变为500m，最高进行4000m海拔高度下无线电干扰试验；

第五步骤：将所有曲线归总，分析不同场强时不同海拔高度下导线产生的无线电干扰，归纳海拔改变后无线电干扰变化的差值，得到无线电干扰海拔修正值。

通过试验所获得的试验数据证明，本发明具有较高准确性，可应用于今后高压输电线路海拔高度对无线电干扰修正的精确计算。

附图说明

图1为本发明可移动式小型电晕笼内无线电干扰测量回路接线示意图。

图2为本发明无线电干扰耦合回路电路图。

具体实施方式

下面结合附图和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。

本发明将输电线路所用的分裂导线置于可移动小型电晕笼中，将电晕笼置于环境气候实验室内。通过改变环境气候实验室的空气密度，模拟500m，1000m……4000m等海拔高度的大气密度，然后对到导线施加电压，使导线电晕，进而可以通过连接在电晕笼内的无线电干扰测量装备得到该导线在不同导线表面场强下产生的无线电干扰值，通过对比不同海拔高度无线电干扰变化值，得到海拔高度对该导线无线电干扰影响特性。具体为：

(1)小型可移动式小型电晕笼

在电晕笼试验系统中，施加较小的电压可以重现实际特高压交流输电导线的电晕放电状态，可以方便、经济、有效地开展不同分裂型式导线的可听噪声和无线电干扰等电晕效应试验。与试验线段相比，电晕笼具有以下优点：

a投资费用小，经济有效；

b试验条件可控性强，笼内装备的人工淋雨系统可方便模拟不同雨量的雨天条件；

c被测导线结构调整方便，可更换不同结构和尺寸的导线进行测量；

d可以设计成可拆卸的系统，方便运输，用于研究不同海拔地区导线的电晕效应；

e电晕效应各项试验测试方便、试验周期短。

f结合环境气候试验室，制造小型可移动式电晕笼。该电晕笼的结构必须满足：

1、能够置入环境气候试验室内；

2、横截面积适当，电晕笼的截面接直接决定能够进行试验的导线分裂数，同时，截面积过大，实际线路的电晕现象无法在电晕笼内重现。

为解决端部效应问题，特高压电晕笼一般分为三段，中间段笼体为测量段，处于该段笼体内的导线表面电场大小趋于一致，用于电晕损失和无线电干扰等电晕效应的测量；测量段的两边各有一段笼体与其绝缘，此部分用于克服由于端部效应而引起的导线表面电场畸变，称为防护段。

在交流电压作用下，雨天的电晕产生量要比晴天大很多，因此，为了研究导线的交流电晕效应，特高压电晕笼内需备有人工淋雨装置，用于模拟不同雨量条件，得到不同雨天情况下的交流电晕产生量。

电晕笼笼体长10m，测量段8.6m，防护段各0.7m；截面为方形结构，边长6m。该电晕笼最高可支持8分裂导线置于电晕笼中进行电晕试验。

(2)试验布置

试验中，将可移动式小型电晕笼置于环境气候实验室内，接入高压引线，为了避免接入的高压和环境气候实验室内周边发生发电现象，需要通过一定的角度将高压引线接入电晕笼试验系统中，可移动式小型电晕笼置于环境气候实验室内接线。

同时，为了对导线电晕产生的无线电干扰值进行测量，在笼壁和地之间接入无线电干扰耦合回路，通过同轴电缆及环境气候实验室墙壁上的信号转接口将信号引入实验室外部，保证测量人员的安全性。其中，电晕笼内无线电干扰测量回路接线示意图如图1所示，无线电干扰耦合回路电路图如图2所示。

(3)试验步骤

1)通过引线将无线电干扰耦合回路串入笼壁和地之间，使用电缆(阻抗50Ω)将耦合回路与无线电干扰接收机相连；

2)将环境气候实验室内空气密度调整至4000m海拔等同条件，打开淋雨装置，测试背景0.5M的无线电干扰水平；

3)根据不同分裂型式的导线计算其场强在10kV/cm及场强在20kV/cm时所需施加的电压U10和U20，施加电压控制在U10和U20范围内，每次电压变化间隔依的导线形式不同而不同，升降各2次；

4)测试不同电压时，导线在模拟大雨情况下0.5M的无线电干扰水平；

5)将数据存入excel文件中。

6)将试验室内大气密度依次降低至3500m，3000m……等海拔高度水平，重复步骤2)至5)；

(4)数据处理。

对于测得的无线电干扰值，根据GB/T 7349-2002《高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法》中规定，电磁环境场强至少应比来自被测对象的无线电干扰场强低6dB。根据此方法对测量的数据进行筛选，得出有效数据。

根据无线电干扰测量接线方式，最终得到的无线电干扰激发函数如式(1)所示

$\mathrm{\Γ}=U_{\mathrm{RI}}-20\lg (Z_{\mathrm{eq}}\·\sqrt{l}\·K)+20\lg (2\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0/C)---\left(1\right)$

式中，Γ的单位变为dB(re.1μA/m^1/2)；U_RI为测量得到的无线电干扰电压(dB re.1μV)；Z_eq为测量回路在0.5MHz频率下的等效阻抗(Ω)；l为电晕笼长度(m)；K为0.5MHz频率下测量回路校正系数，对本电晕笼试验系数K为0.67。

将所有海拔高度情况下得到的无线电干扰激发函数进行比对，得到该试验导线的海拔高度对无线电干扰修正值。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种输电线路无线电干扰海拔修正的确定方法，该方法首先设计并制造可移动式小型电晕笼，并结合环境气候试验室进行试验电晕试验，试验中通过改变气候实验室内的大气密度模拟不同海拔高度的大气环境，同时对悬挂于电晕笼内的分裂导线施加不同电压，通过安装于电晕笼上的无线电测试回路获得导线电晕产生的无线电干扰电流，对比不同海拔点无线电干扰试验结果，获得海拔对无线电干扰的修正值。

2.如权利要求1所述的一种输电线路无线电干扰海拔修正的确定方法，其特征在于：所述方法的具体步骤是：

第一步骤：将可移动式小型电晕笼放置于环境气候实验室内，安装实际输电线路使用的分裂导线，同时将高压引线引入导线，安装好无线电干扰测试回路；

第二步骤：将环境气候实验室内的空气密度抽到500m海拔高度等同大气密度，然后对导线施加不同电压，通过无线电干扰测试回路测量无线电干扰电流；

第三步骤：通过仿真计算得到导线在施加不同电压时导线表面的电场强度，绘制导线表面电场强度和无线电干扰的关系曲线；

第四步骤：重复第二步骤和第三步骤，每次海拔高度的改变为500m，最高进行4000m海拔高度下无线电干扰试验；

第五步骤：将所有曲线归总，分析不同场强时不同海拔高度下导线产生的无线电干扰，归纳海拔改变后无线电干扰变化的差值，得到无线电干扰海拔修正值。

3.如权利要求1所述的一种输电线路无线电干扰海拔修正的确定方法，其特征在于：所述方法的具体为：

将可移动式小型电晕笼置于环境气候实验室内，接入高压引线，为可移动式小型电晕笼置于环境气候实验室内接线；在笼壁和地之间接入无线电干扰耦合回路，通过同轴电缆及环境气候实验室墙壁上的信号转接口将信号引入实验室外部，保证测量人员的安全性，具体步骤是：

1)通过引线将无线电干扰耦合回路串入笼壁和地之间，使用阻抗为50Ω的电缆将耦合回路与无线电干扰接收机相连；

2)将环境气候实验室内空气密度调整至4000m海拔等同条件，打开电晕笼内淋雨装置，测试背景0.5M的无线电干扰水平；

3)根据不同分裂型式的导线计算其场强在10kV/cm及场强在20kV/cm时所需施加的电压U10和U20，施加电压控制在U10和U20范围内，每次电压变化间隔依的导线形式不同而不同，升降各2次；

4)测试不同电压时，导线在模拟大雨情况下0.5M的无线电干扰水平；

5)将数据存入excel文件中；

6)将试验室内大气密度依次降低至3500m，3000m……等海拔高度水平，重复步骤2)至步骤5)；

7)数据处理：对于测得的无线电干扰值，根据GB/T 7349-2002《高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法》中规定，电磁环境场强至少应比来自被测对象的无线电干扰场强低6dB，根据此方法对测量的数据进行筛选，得出有效数据，根据无线电干扰测量接线方式，最终得到的无线电干扰激发函数

$\mathrm{\Γ}=U_{\mathrm{RI}}-20\lg (Z_{\mathrm{eq}}\·\sqrt{l}\·K)+20\lg (2\mathrm{\π}{\mathrm{\ϵ}}_0/C)$

式中，Γ的单位变为dB(re.1μA/m^1/2)；U_RI为测量得到的无线电干扰电压(dB re.1μV)；Z_eq为测量回路在0.5MHz频率下的等效阻抗(Q)；l为电晕笼长度(m)；K为0.5MHz频率下测量回路校正系数，对该电晕笼试验系数K为0.67，将所有海拔高度情况下得到的无线电干扰激发函数进行比对，得到该试验导线的海拔高度对无线电干扰修正值。

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