中短波段输电线路无源干扰防护间距求解的关键问题

为更准确地计算输电线路对各类无线台站的无源干扰防护间距,对仿真模型、干扰极大值频率和防护间距计算方法进行研究。仿真模型采用垂直极化平面波进行激励,线路铁塔仿真为面模型,地线仿真为线模型,阐述了线-面模型接点处的基函数及求解方法。结合当前输电线路无源干扰谐振频率发生在整数倍波长回路谐振频率和λ/4谐振频率的观点,计算了垂直极化平面波激励下的输电线路感应电流和不同观测点处的无源干扰水平。结果表明平面波激励下的无源干扰最大值出现的频率符合1倍波长回路谐振频率,不符合λ/4谐振频率;当频率达短波频段后,整数倍波长回路谐振频率不再适用。提出了输电线路无源干扰防护间距的求解方法,以调幅广播收音台一级台为例,求解了特高压直流输电线路对其的防护间距。     

特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰

特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰主要是由垂直杆塔引起的。文章通过实体建模,用矩量法计算了不同防护间距下与杆塔垂直的平面上特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰水平,以及无源干扰随广播台站工作频率的变化关系。计算结果表明,无源干扰随着防护间距的增大而衰减,在某一防护间距下,无源干扰随着频率的增大而衰减,并且无源干扰较大值都出现在低频段(5MHz以内)。因此如果从无源干扰的角度考虑,可以按照500 kV线路的要求来确定特高压输电线路对调幅广播台的防护间距,并留出适当的裕度。     

短波频段内UHV输电线路对无线电台站的无源干扰

为了解特高压交流输电线路对无线电站的无源干扰的影响,利用基于线天线电磁场计算的矩量法程序NEC研究了入射电磁波在1000kV特高压交流输电线路、架空地线以及铁塔上产生的电磁散射对附近无线电台站的无源干扰问题。利用该方法计算分析不同类型的特高压输电线路的无源干扰水平,得到了特高压输电线路的避让距离;通过与特高压线路缩比模型试验的比较验证了所提出避让距离的有效性。考虑到1000kV交流特高压输电线路的其他因素可能产生的影响,从偏严和保护环境的角度出发,建议在短波频段内1000kV交流特高压输电线路对不同无线电台站无源影响的防护间距为:一级无线电台站2000m;二级无线电台站1000m;三级无线电台站500m。     

交流特高压输电线路对雷达台站的无源干扰研究

交流特高压输电线路对其附近的对空情报雷达站的电磁干扰影响,包括有源干扰和无源干扰。本文分析了两种干扰的计算方法,并建议了交流特高压输电线路对对空情报雷达站的防护距离。文中分别对交流特高压输电线路的有源干扰和无源干扰进行分析,计算了线路电晕导致的无线电干扰和特高压输电线路的塔、线对对空情报雷达的距离探测性能影响。综合阵地反射面影响、遮蔽影响和二次辐射回波干扰影响,并依据保护距离最终确定选择两者中较大的原则,提出了交流特高压输电线路与对空情报雷达站的无源干扰防护距离建议。     

特高压交流架空线路与油气管道的防护间距

特高压交流架空输电线路与各种埋地金属油气管道长距离共用走廊时将带来对管道的稳态干扰。为确保特高压交流输电线路不对管道及工作人员产生安全影响,首先讨论了高压输电线路对管道及工作人员的影响限值,然后通过多导体传输线理论推导了两者间稳态干扰的简化计算方法,最后依据推荐的限值开展了两者间防护间距的计算研究。研究表明,给出的两者间稳态干扰的简化计算方法操作简便计算速度快,得到的最小防护间距可供特高压输电线路与埋地金属油气管道共用走廊时设计参考之用。     

特高压交流输电线路与航空中波导航台间防护距离计算

与500kV输电线路相比,1000kV特高压输电线路具有电压高、杆塔高、线路走廊宽等特点,对航空中波导航台的无线电干扰更复杂。GB6364-1986《航空无线电导航台站电磁环境要求》未对1000kV特高压输电线路与中波导航台间的防护距离作出规定,给特高压线路选址造成不确定因素。为此,分析了特高压交流输电线路对航空中波导航台的有源干扰和二次辐射产生机理,根据中波导航台的工作方式,结合中波导航台引导飞机进场着陆路轨迹,计算特高压输电线路对航空中波导航台的航线,以及远、近距导航台的有源干扰,仿真分析特高压交流输电线路二次辐射对无线电罗盘的定向误差影响。计算结果表明,从有源干扰角度考虑,取15dB的防护率,对于航线导航台,在距离天线中心38.9km内均可架设特高压输电线路;对于远近距导航台间任意点均可架设特高压输电线路;从无源干扰角度考虑,无线电罗盘定向误差≤1°,则防护距离为700m。选取两者中较大者作为防护距离的计算值,最终的防护距离还需结合试验确定。     

输电线路对短波无线电测向台(站)无源干扰的保护间距

为解决输电线路对短波无线电测向台(站)的无源干扰问题,通过改变计算模型中参数的方法,研究了输电线路在无线电波激励下对无线电测向台的电磁干扰影响因素及影响规律。研究结果表明,计算无源干扰时,入射波方向应取0或90的最大影响方向,且铁塔阵列中的铁塔数目取30座可以满足计算精度需求。还计算了不同电压等级的输电线路对短波无线电测向台的保护间距,相比之下,国标规定的保护间距较为保守。依据文中的研究结果和以往工程中的实践经验,提出了为降低输电线路对短波无线电测向台的无源干扰,可在输电线路方面和短波无线电测向台方面采取的防护措施。     

交流特高压输电线路对航空无线电导航台站的有源干扰计算

分析了交流特高压输电线路的无线电干扰产生机理、频率特性和横向衰减特性,描述了中波导航台的工作方式。结合中波导航台引导飞机进场着陆轨迹和交流输电线路无线电干扰限值,计算了特高压输电线路对中波导航台–无线电罗盘导航系统的有源干扰。结果表明,从有源干扰角度考虑,取防护率15dB,在距航空无线导航台天线中心38.9 km内均可架设特高压输电线路,远近距导航台间任意点均可架设特高压输电线路。     

交流特高压输电线路无线电干扰特性

针对交流特高压输电线路,采用模态转换方法得到了电晕电流注入线路后的分布情况,然后对沿线电流元辐射场强进行积分叠加,得到了沿线某点的无线电干扰情况,对影响无线电干扰强度的因素和干扰特性进行了分析。计算结果表明,线路平均高度的增加、相间距离的增加以及导线分裂数的增加都会使被干扰点的无线电干扰水平减小,而且此时磁场干扰占据优势。本文的结论为交流特高压输电线路无线电干扰的抑制、测量和防护提供了参考依据。     

我国500KV及其以下电压等级输电线路无线电干扰水平

介绍用国际无线电干扰特别委员会(CISPR)推荐的公式,系统地计算了我国220、330和500kV输电线路无线电干扰水平,指出500kV输电线路因系采用4分裂导线,无线电干扰水平比220、330kV线路要小,而目前实际考虑输电线路和各类收信台的防护间距时,采用的500kV输电线路无线电干扰较大,建议今后计算输电线路的干扰水平以及与收信台的防护间距时,应统一采用CISPR推荐公式的计算值.     

特高压角钢铁塔无源干扰计算的三维面模型

为更准确地计算特高压输电线路对各类无线台站的无源干扰防护距离,提出建立单基角钢铁塔无源干扰三维面模型的方法。依据输电线路无源干扰的线、面电场积分方程,分析已有铁塔线模型的等效依据和高频段误差增大的原因。为保证铁塔感应电流的连续性,有效体现角钢的局部特征,提出基于三角面元的铁塔有(无)辅材的三维面模型。选择RWG(rao-wilton-gisson)基函数和伽略金检验,采用矩量法计算铁塔面模型无源干扰水平,并与线模型计算结果进行比较。结果表明,随着计算频率的增高,铁塔线模型与面模型的计算结果变化趋势相同,数值差异逐渐增大。如以0.1 dB为偏差允许值,建议在16.7 MHz以上频率采用更能模拟实际情况的特高压铁塔面模型。     

同塔交直流线路容性耦合干扰的分析与计算

超(特)高压交直流同塔多回输电技术在解决输电走廊占地问题中的应用已经得到关注与研究,因此文中研究了交直流同塔的容性耦合干扰以及屏蔽措施。首先建立了单回和双回交流线路分别于直流线路同塔时,交直流线路的容性耦合干扰分析模型,分别计算了不同结构的交流线路在同塔并行的直流线路上产生的容性耦合感应电压。仿真结果表明:交流线路的排列方式、交直流垂直线间距和交流线路相导线的相序排列对容性耦合感应都有影响。感应电压值随垂直间距的增加呈非线性递减;双回交流线路逆向排序可以抑制感应电压,其中鼓型逆相排序可以使交流线路在直流线路中的感应电压值降低46.8%。同时,增加接地线也可以使感应电压值下降7%~18%。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度;计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度;分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求,电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律,无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

特高压输电线路对高频信号无源干扰的近似求解

随着特高压(UHV)输电工程的建设,特高压输电线路对邻近无线电台站高频信号的无源干扰是目前迫切需要解决的问题。针对矩量法求解输电线路无源干扰存在的计算量过大,无法求解线路对高频信号无源干扰的缺点,基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)求解输电线路对高频信号无源干扰的思想。根据一致性几何绕射理论中的边缘绕射和表面绕射模型,研究了铁塔角钢和导线面模型在高频入射线照射下的绕射场,并介绍了该绕射场的求解方法。结合具体的工程问题,对极高频信号的输电线路无源干扰问题进行了分析研究。经验证,采用UTD方法可以实现对输电线路高频信号无源干扰问题的求解,也可反映各种线路条件下无源干扰的变化趋势。     

输电线路对短波无线电测向台(站)的无源干扰

特高压输电线路的建设对无线电设施造成了无源干扰,其主要是由输电线路的金属部件在无线电波激励下产生感应电流,进而产生反射波引起。该反射波会影响无线电测向台的测向精度,引起示向度误差。为此,建立了铁塔–架空地线系统的电磁散射模型,采用矩量法与电路相结合的方法求解输电线路在无线电波激励下产生的感应电流和反射波,该方法计算结果与解析法计算结果、现场试验测量数据吻合性较好。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

甚高频段特高压输电线路无源干扰求解

特高压输电线路工程的建设对于实现远距离电力系统互联十分关键,随着特高压输电线路工程的建设,其对线路临近的甚高频信号（30~300 MHz）的无源干扰问题亟待解决。针对矩量法计算量的局限性以及现有特高压输电线路甚高频无源干扰问题尚没有确定的求解方法的问题,建立了特高压输电线路无源干扰的面模型,提出了采用迭代物理光学法（iterative physical optics,IPO）对甚高频特高压无源干扰问题进行求解的思路。以甚高频频段（30~300 MHz）为例,根据IPO理论,对特高压输电线路模型中存在的不连续情况进行了修正,对该频段下的无源干扰问题进行了求解。研究表明,采用IPO方法可以实现对甚高频特高压输电线路无源干扰问题的求解,也为该问题的确定求解方法提供了可行的思路。