电晕对于输电线路的影响研究

电晕对于输电线路的影响研究

张一玮

国网山西省电力公司检修分公司山西太原030000

摘要：我国能源资源分布和生产力发展不平衡的特点以及满足经济快速发展的需要，使特高压电网的建设非常必要且迫在眉睫。电晕放电作为特高压输电线路不可避免的现象，会产生可听噪声、无线电干扰和电晕损失等问题，其对环境和系统运行都会造成一定的影响。因此，对特高压输电线路电晕问题的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。为减少电晕干扰，一般采用分裂导线等措施限制电晕产生。

关键词：电晕；噪声；影响；限制电晕

超高压和特高压输电线路对环境的影响包括导线和金具电晕产生的无线电干拢（RI），电视干扰，电视引起的可听噪音，风噪音；地面上的高电场强度；线路对所在地区景观和生态的影响等，这些问题对生活条件要求较高的国家已成了突出的问题，为了限制到人们可以接受的影响程度往往对超高压，特高压输电线路的建设费用起着很大的作用。随着输电电压的提高，就我国的当前情况来看，电晕干扰是个突出的问题。

1电晕现象

当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，在输电线路导线表面的气体分子发生电离，形成自激导电，这种自激导电称为电晕放电，它是一种自放电形式。通常输电线路的选择，应使其在最大工作电压下，导线表面最大场强不超过电晕放电的起始场强，然而，由于机械损伤（毛刺、擦伤）、污秽（油滴、固体颗粒）、降水（水滴、露、雪、毛毛雨、冰、霜），使导线表面变得粗糙，从而导致局部电场强度增加，其结果使得在电压远比表面无损伤的清结导线自持放电起始电压低的情况，在导线上即发生了电晕放电，这种形式的电晕放电称为局部放电（局部电晕），当导线上发生电晕时，在输电线路附近常可听到电晕的丝丝声，夜晚还可看到导线周围有紫色晕光。当导线发生电晕放电时，伴随而来的连续重复性的脉冲电流，这此脉冲电流所产生的频率在5～100光赫之间振荡，在这样一个振荡过程中，就导致在电晕的导线上出现经常性的电磁辐射，显然，干扰源就是电晕导线周围形成的高频电场。它的干扰强度与下述的一系列因素有关，首先直接与电场强度的大小以及其他表征电晕放电现象的参数有关。

2输电线路的电晕干扰可分为两种：

（1）输电线路辐射的无线电干扰。这种干扰是指输电线路在运行中，由于导线、金具、绝缘子所生产的电晕放电和问题性的火花放电，对收音机和发射站的天线产生干扰。

（2）沿线路传播的干扰信号，破坏高频通道的正常运行工作。

3干扰引起的具体危害

电晕放电会带来许多不利的影响。放电过程中的光、声、热等效应以及化学反应等都能引起能量损失。电晕放电过程中，由于起始阶段的放电特点，或电压较高时流注不断熄灭和重新爆发，会出现放电的脉冲现象，因此电晕放电会形成高频电磁波，引起干扰。电晕放电还能使空发生化学反应，造成臭氧及氧化氮等产物，引起腐蚀作用。所以在建设超高压和特高压输电线路时，就应当考虑导线电晕造成的能量损失及电磁波干扰，并采取有效措施限制或消除电晕放电。

（1）电晕噪音。

超高压和特高压输电线路上出现电晕噪音主要发生在潮湿的雨、雪坏天气里，由于水滴碰撞或聚集在导线上而产生大量的电晕放电，每次放电都发生爆裂声，电晕噪音中能引起人们烦恼主要是电晕，放电产生杂乱无章的脉冲噪声，大雨时产生的电晕噪声最大，但由于大雨时的背景噪声也很大，使得大雨时可容许的电晕噪声比雨后和雾天容许的电晕器噪音大得多，一般以雨后湿导线或雨天电晕噪音统计分布中50%的噪声水平L50作为衡量的基础，而且一般以线路走廊边缘电晕噪音的大小作为控制的标准，然而由于各国根据电压等级和国情规定的走廊宽度不同，因此控制电晕噪音的标准各不相同，一般把电晕噪音的设计水平控制在L50=50-58dBA之间，

（2）电晕杂音。

输电线路电晕放电产生的高频电磁场所引起的电波杂音即电晕杂音，对调幅广播频带（着重535-1605KHZ）的干扰称为无线电干扰（RI）主要由导线电晕放电引起的，对电视广播频带（着重2-6频道的54-88MHZ）的干扰称为电视干扰（TVI），主要由线路金具电晕或绝缘子间的火花放电引起的。

由于输电线路延伸很长，而无线电发射波的电场不是沿输电线路统一变化的，再由于各国的气候，地理以及人民生活水平不同等原因，对容许的干扰值不宜用绝对值而提出的以“值噪比”（信号场强与噪音场强之比并换算成音量的单位分贝）为原则。这样更合乎逻辑。

4限制电晕干扰的方法

（1）为减小电晕噪音，通常采用增加分导线的直径和数目的方法，但建设费用将随之增加，目前，国外在研究用分导线最佳排列来代替对称排列，以减小电晕噪音。

（2）在坏天气时，要完全避免无线电干扰，在经济上是行不通的。为了降低干扰水平，现在国内外广泛采用分裂导线；500kV线路一般采用4分裂导线。

（3）国外经验认为，一般信噪比达到24dB，则大部分居民可正常收听广播；对电视机来说，信噪比达到35dB，即使天线在最不利的情况下，已能满意收看，在个别地方，对收音机或电视机干扰太大时，最经济的办法是更换收音机或改进接收天线。

（4）为保证高压、超高压及特高压输电线路电晕干扰不超过某规定值，通常在实测的基础上，规定在线路两侧一定范围内的干扰水平，作为线路设计和运行维护的依据。

实验证明，导线老化可明显降低电晕强度，同时也可降低干扰电平，天气和大气污染对无线电干扰有重要影响，根据实测结果，干扰强度的大小与降雨强度成正比，但是，若线路有一般通过空气被严重污染的工业区，那么无线电干扰电平将有显著的升高，通常，在空气清净且密度比较大的地区，无线电干扰是比较低的。

参考文献：

[1]东北电力设计院.高压送电线路设计手册[M].吉林人民出版社，1981，10.

[2]架空送电线路设计技术规程[M].水利电力出版社，1986，10.