高海拔地区特高压交流线路电磁环境影响

胡 涛 梁盼望 杨 力 贺佳俊

（中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，湖南长沙 410007）

为了实现能源的高效利用，逐步形成以电能为中心的能源格局，面对越来越明显的能源资源与能源需求的逆向分布问题等，国家正在大力建设特高压电网以满足社会发展的需求。特高压交流输电设备可能产生的电磁危害已经引起人们的关注与担忧。有许多学者对特高压交流输电设备可能造成的电磁辐射进行研究。随着特高压交流线路海拔高度的增加，空气密度下降，电磁环境问题愈发凸显。文章研究高海拔对特高压交流输电线路电磁环境变化规律，并确定最小导线截面和分裂数，确保特高压交流线路满足电磁环境要求，经济合理。

1 特高压线路基本参数

研究1 000 kV交流特高压单回线路，导线采用8分裂，最高运行电压1 100 kV，极限输送容量12 000 MWA，环境温度35 ℃，风速0.5 m/s，太阳辐射功率密度1 000 W/m2。杆塔模型为水平单回路酒杯型铁塔，三相导线水平布置，间距26.0 m，导线对地最小距离22.0 m，平均高度30 m。

2 电磁环境限值要求

2.1 线下电场强度

根据GB 50665—2011《1 000 kV架空输电线路设计规范》的规定，居民区线下最大电场强度不大于7 kV/m，非居民区线下最大电场强度不大于10 kV/m，针对部分人烟稀少的非农业区域，最大电场强度可放宽至12 kV/m。

2.2 可听噪声

根据GB 50665—2011《1000 kV架空输电线路设计规范》的规定，海拔500 m及以下地区，距离线路边导线地面水平投影外侧20 m处，湿导线的可听噪声设计控制值不应大于55 dB。

2.3 无线电干扰

根据GB 50665—2011《1 000 kV架空输电线路设计规范》的规定，海拔500 m及以下地区，距离线路边导线地面水平投影外侧20 m、对地2 m高处，且频率为0.5 Hz时，无线电干扰控制值不应大于58 dB。

2.4 工频磁场

国家电网公司企业标准Q/GDW 305—2009《1 000 kV架空输电线路电磁环境限值》规定，电磁环境敏感目标处的磁感应强度工频限值为0.1 mT，即100µT。

3 最小导线截面分析

参照国内已建交流特高压输电线路的建设经验，采用8分裂导线，选取6种截面8分裂导线，计算线路输送容量。

各种导线型式输送容量如表1所示。

表1 各种导线型式输送容量

8×500 mm2导线无法满足线路极限输送容量12 000 MW的要求，其余线型均满足输送容量要求，导线截面越大，输送容量越大，电流密度越小。

4 电磁环境影响

本文分析8×630 mm2、8×720 mm2、8×800 mm2、8×900 mm2、8×1 250 mm2导线方案的表面场强、地面场强、地面磁场强度、无线电干扰、可听噪声等指标在海拔0～5 000 m区间内随海拔的变化情况。

4.1 导线表面场强

Em/Eo随海拔高度变化曲线如图1所示。

图1 Em/Eo随海拔高度变化曲线

导线表面电场强度与起晕电场强度的比值反映线路的电晕水平，比值超高，电晕放电越强烈，会增加线路的损耗，提高可听噪声、无线电干扰水平。导线表面最大场强与起晕临界电场强度的比值随海拔高度的提高而增加，随着导线截面的增加，导线表面最大场强与起晕临界电场强度强度的比值下降，8×630 mm2导线在海拔3 000 m及以上时，Em/Eo达到80%，电晕水平较高。

4.2 磁场强度

输电线路的磁场由流经线路导线的电流决定，不受海拔高度影响。本文计算的线路极限输送容量为12 000 MW，流经不同参比导线的电流相同，产生的磁场强度一致。地面磁场计算值为52.86 μT，满足100 μT的限值要求，输电线路产生的磁场不作为控制因素。

4.3 无线电干扰

无线电干扰随海拔高度变化曲线如图2所示。

图2 无线电干扰随海拔高度变化曲线

无线电干扰水平受地线表面场强影响，随着导线截面的增加，导线表面电场强度降低，无线电干扰水平下降。参比的导线均未超过无线电干扰58 dB的限值要求，仍有一定的裕度。

4.4 可听噪声

可听噪声随海拔高度变化曲线如图3所示。

图3 可听噪声随海拔高度变化曲线

可听噪声水平受地线表面场强影响，随着导线截面的增加，导线表面电场强度降低，可听噪声水平下降。

参比的8×630 mm2导线的海拔高度为2 800 m时，可听噪声指标超过55 dB（A）的限值；8×720 mm2导线的海拔高度为3 100 m及以上时，可听噪声指标超过55 dB（A）的限值；8×800 mm2导线的海拔高度为3 400 m及以上时，可听噪声指标超过55 dB（A）的限值；8×900 mm2导线的海拔高度为3 800 m及以上时，可听噪声指标超过55 dB（A）的限值，8×1250 mm2导线的海拔高度为5 000 m及以上时，可听噪声指标超过55 dB（A）的限值。

4.5 海拔影响分析

随着海拔增加，导线起晕场强降低，电晕水平提高，无线电干扰和可听噪声水平升高，导线线下地面场强、磁场强度不受海拔影响。

分析电磁环境参数，可听噪声水平是随海拔增加的控制性环境因素。8×630 mm2导线适用海拔为1 000～2 800 m，8×720 mm2导线适用海拔为1 000～3 100 m，8×800 mm2导线的适用海拔为1 000～3 400 m，8×900 mm2导线的适用海拔为1 000～3 800 m，8×1 250 mm2导线的适用海拔为1 000～5 000 m。随着导线截面增加，工程投资大幅增大，为便于工程建设、节约工程投资，在海拔1 000～2 800 m时可以采用8×630 mm2的导线，在海拔2 800～3 800 m时可以采用8×900 mm2的导线，在海拔3 800～5 000 m 时可以采用8×1 250 mm2的导线。

5 结论

本文分析单回交流特高压线路在不同海拔高度下的导线表面电场强度、无线电干扰、可听噪声、地面磁场随海拔高度变化的影响，分析电磁环境的控制因素，提出不同海拔高度下最小导线截面，为高海拔地区特高压交流线路建设提供参考。