气象因素对输变电线路电磁环境的影响

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:陈俊桦
[导读] 摘要:理想环境下的输变电线路电磁环境的预测值与实际环境下电磁环境观察值有着稍许差距。
        广西恒都输变电工程有限公司  广西南宁  530031
        摘要:理想环境下的输变电线路电磁环境的预测值与实际环境下电磁环境观察值有着稍许差距。影响输变电线路的因素,有温度、风速、湿度等等这些气象因素。本文探讨了这些气象因素所造成的影响,并提出了减缓的措施。结论向我们证明了,高温会提升电池厂的强度以及对无线电有较高的干扰作用。而是高湿度,也会对电磁场强度产生影响,并且湿度与电磁场强度成正比,在低湿度环境下影响不大。而且湿度对电池厂无线电的干扰与线路本身原电压有关系,风速也会对其产生影响,改变空间中电磁场强度。
        关键词:无线电干扰;气象因素;减缓
        在判断输电电线路产生的环境污染问题影响时是对于该场所内所有电磁影响的总和,包括工频磁场,无线电干扰以及工频电场等等。输变电线路上产生的频率为50赫兹的电子厂则是公平电厂,它与电压等级有着密切的关系,随着电压等级的改变而改,两者成正比关系而改变。由我国电压等级划分标准来定,在交流电1000千伏及其以上的电流或者是正负直流电流800千伏以上的电压才被称为特高压电流。但是这种电压等级也会产生极强的电磁环境污染,是否会影响人类的健康安全,这也是政府与百姓所关注的问题之一。通过电磁相互作用的方式,在生物体体内产生感应电流和电压造成不利影响,而导线瞬间电晕放电也会产生无线电波,这些高频电池脉冲会影响周围的无线电通讯设备。
        一、环境气象因素与电磁环境的关系
        对于输变电线路内的电磁环境影响最大的便是气象因素,从工频电厂、工频磁场无线电干扰等,三个方面来探讨影响情况。
        1.气象因素对工频电场的影响
        (1.1)气象因素对电场强度的作用
        温度是影响因素之一,在公平电场中,不同温度的输电限度会有不同弧垂来进行影响。由相应方程式和公式可以得出温度与水平应力呈负相关关系,而温度与弧垂成正相关关系,最终可以得出温度与场强也呈正相关关系。
        (1.2)湿度对电场强度也有影响,电介质内部都存在自由电荷,所以电介质本身就有一定量的导电能力,随着湿度的改变,电介质周围的空气中水分子数目也会发生变化,产生激变电场,增加极化程度,这些因素最终会影响空间中磁场场强的变化。
        (1.3)自然因素也是电场强度影响因素之一,通过覆盖在通电线路上面的冰通过重力的影响,改变了输电线路的垂度,造成场强的改变,或者是由于刮风影响输电线造成偏移。最终改变了线下场强。
        (1.4)相关试验分析
        在相关科研人员对于线路的研究监测时得知在低湿度环境下改变湿度的影响,对于场强影响微不足道。而在进行场强计算时,通常可以忽略低湿度情况下湿度变化对场强的影响。但是如果在高湿度情况下时,湿度的影响会影响电场强度并且湿度越高对于电场强度的影响越大,通常呈指数增加的趋势。通过数学方法可以探究湿度与温度分别对于工频电场的影响,并且绘制出温度和湿度分别与电场强度的数学关系曲线。
        通过在气象区实际测量数值可得温度及线上覆冰,和当地风速对于输电线的线下场强有着显著的影响。在川渝,华中,华东地区温度高,则线下场强最高,反之亦然,风速与负面情况对于线下场强影响不大。而在华北与东北地区时,温度对于长长的影响依旧是最大的,但是输电线上覆冰对于场强的影响也较大。在沿海地区高风速的情况下,风速对于线下场强的影响大于其他两者。所以判断气象因素对于工频电场的影响,要根据当地环境中气象因素变化的剧烈程度,所以在实际进行输电线路铺设的过程中,一定要考虑当地气象因素对于电厂场强的影响。除了以上三种气象因素之外,也需要考虑一些其他天气现象,例如降雨降雪,雾霾,沙尘暴等天气。这些也是会影响输电线的状态通而影响场强,因此值得深入讨论。
        2.气象因素对工频磁场的影响
        (2.1)当地气候温度以及风的风速,会改变输电线的状态以及形状,从而改变空间中磁场强度的变化。
        (2.2)试验分析
        通过研究人员在实地考察可得温度的升高,也会引起磁场强度的升高,所以温度与磁场强度呈正相关,但是在同等温度升高的情况下,工频磁场场强增加量较小。分数也会对磁场产生一定的影响,比如当风速较大时,空气中分子流动较快,磁场分布曲线也会发生偏移。上方向与下方向磁场偏移程度不一样,上方向一侧随着此风速增大而降低。

但是只考虑这两种因素对磁场的影响是不够的,也需要深入研究当地气候因素的变化,结合数据在实际进行监测,才能探究气象因素与磁场强度的变化关系。
        3.气象因素对无线电干扰的影响
        (3.1)气压对于无线电干扰强度有一定的作用。气压可以决定,不同空间中的空气密度,空气密度也会影响一定空间内的空气分子数,从而决定了无线电干扰强度,当空间内空气分子数下降时对无线电干扰程度将会增加。
        (3.2)温度与湿度也会对无线电干扰强度产生影响,而温度对无线电干扰强度的影响,是由于温度决定了空气密度,而空气密度决定了单位空间中空气分子数从而影响无线电干扰强度,湿度则决定了空气中水分子的数量不同,由于水分子的吸附性会影响自由电子的移动。
        (3.3)试验分析
        通过试验研究表明,恒定电压的情况下,海拔高度会影响无线电干扰强度,然后海拔高度决定空气密度,所以根据海拔增高则无线电干扰强度将会增强。温度与湿度会改变单位空间内分子数通过在电气设备环境模拟试验箱中得知,随着温度的升高会增加无线电干扰强度,湿度的增加则影响不大【1】。
        二、气象因素对电磁环境影响的减缓措施
        (2.1)工频电场的减缓措施
        温度会改变输电线路的弧垂,从而改变线下逞强,一般在工业中会增加输电塔的塔高,来降低输电电线弧垂,也会架设电场屏蔽线来降低场强。而不同的湿度也对应了不同的场强在更高的高度下,湿度变化较低,所以一般会增加电线杆的塔高,并且改变输电线的相间距离来降低危害。在雨雪冰雹等天气时或者自然灾害时,也要及时对线路进行防护,做好线路保护,及时出去复兵,减少冰以及雨水对于电线线路的影响【2】。
        (2.2)工频磁场的减缓措施
        温度与湿度的改变都会对工厂场强产生影响,而改变温度会改变输变线的弧垂,一般会增加甘塔高度来减少弧垂变化,从而减缓温度的改变,对于苏变线弧垂的影响而及时减少,导线周围水分指数也可以通过,增加塔干高度增加导线相间距离或者增设屏蔽线等方式来解决问题【3】。
        (2.3)无线电干扰强度的减缓措施
        使用较粗的导线以及采用纸袋形结构的导线来从根源上解决电晕放电的问题,减少无线电干扰强度,而增加杆塔高度从而增加输电线与地面的距离,或者使用防电晕涂料以及起始电压降低等方式,减少无线电干扰的强度。
        三、结论与展望
        气象因素对电磁环境的影响较大,温度湿度都会对电磁环境产生影响,湿度与电场强度成正相关,而且在湿度较低的环境下,温度与电场强度也呈正相关,但是如果在较高的湿度环境下,温度反而与电场强度呈负相关。对于磁场强度而言,温度与磁场强度同增同减,但是风向也会对磁场强度产生一定量的影响,上风向一侧风速与电磁场强度呈负相关,下方向则相反。而无线电干扰强度则与气压有关,也与温度有关,但最根本的改变是与单位体积内分子数有关系,或者水分子的吸附量有关系,所以考虑时也需要从这些环境来考虑,通过塔干设计高度的改变或者输电线相间距离的改变以及使用屏蔽线等等种种方式进行改变。从而减少对于生物体的危害【4】。
        结束语
        通过相关科研研究表明气象因素对于电磁场环境以及无线电干扰强度是有较大影响的,在做好探讨的同时也做好环境保护工作,为工作提供技术支持。
        参考文献
        [1]彭继文,周建飞,周年光,等.湿度对500 kV超高压交流架空送电线路区域电磁环境的影响研究[J].电网技术,2008,32(S2):236-239.
        [2]俞集辉,郑亚利,徐禄文,等.湿度、温度对工频电场强度的影响[J].重庆大学学报,2009,32( 2) : 137-140.
        [3]肖冬萍,何为,杨帆,等.不同气象条件下特高压输电线路工频电场计算与档距选择[J]. 高电压技术,2009,35 ( 9) : 2081 - 2086.
        [4]兰新生,林巧红,刘虹,等.环境湿度对实验室工频电场强度测量结果的影响研究[J].四川电力技术,2013,36 ( 4) : 92 - 94.
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