输电线路对无线电干扰的实例分析及对策

输电线路对无线电干扰的实例分析及对策
摘要:文章针对一条输电线路由于市政建设而改道的具体工程实例,分析输电线路接近无线电台的干扰问题,提出输电线路干扰无线电通信的防护措施。

关键词:输电线路;无线电;干扰;场强;防护间距
随着国民经济和城市建设的不断发展,征地难度加大,输电线路通道越来越拥挤,设计人员在选线过程中不可避免地要考虑到社会发展、城市规划、工业企业发展前景。

某110 kV输电线路(从220 kV变电站进110 kV变电站,中间T接进另1个110 kV变电站)为双回同塔设计。

由于城市建设的需要,有关部门要求对其中1小段线路改道。

现场勘测后发现,改线路径只能从该市中波无线电台南面通过。

现场测量后,改线路径与电台天线间的距离,略低于国家标准允许值。

由于通道非常拥挤,有关部门要求设计方尽量按前述方案走线,因此需要进一步从无线电干扰的角度进行精密计算并提出应对措施,如仍然不符合要求,则只能调整方案。

1现场情况
该110 kV线路导线为LGJ-240/30,避雷线为GJ-50,绝缘子为普通瓷绝缘子,悬垂串8片,耐张双串9片,金具采用国家标准金具,杆塔全线按双回路同塔设计,逐基接地,接地电阻合格。

由于城市建设需要,对线路经过中波无线电台附近的一段改道,改线后的路径需由中波无线电台非主要接收向南面通过,在电力线长456 m的较小范围内,与电台间隔较为接近。

电力线路边线离电台天线最小距离,第一方案为150 m,第二方案为190 m。

此中波无线电台为三级台。

电台设有中波调幅广播收(发)信、电视差转台(VHFI为电视甚高频I段,频率在48.5～92 MHz;VHF Ⅱ为电视调频甚高频Ⅱ段,频率在87～108 MHz;VHFⅢ为电视甚高频Ⅲ段,频率在167～223 MHz),其天线位于山顶上。

电视差转台使用的最小信号场强为110～120 dB(μV/m)。

2分析计算电力线与电台间隔距
输电线路导线表面存在电晕现象,在电晕过程中会出现一些有害的、频带很宽的电磁波,干扰无线电通信。

根据国际惯例,这里把无线电干扰简称为RI。

RI 本质上是带电粒子的运动或电荷的中和过程。

输电线路的RI是由均匀干扰、不
均匀干扰、脉冲干扰构成,其干扰频谱非常宽,从0.1 MHz到1000 GHz。

严格意义上讲,输电线路对任何频率的无线电接收设备都会产生干扰。

运行经验表明,输电线路的RI主要是对调幅广播、通信(550 kHz～12 MHz)和电视产生干扰。

输电线路对无线电通信的干扰程度取决于输电线路与收信设备之间的距离、接收天线的方位、接收设备的性能、制式、输电线路参数以及天气情况。

因此,对输电线路RI进行防护的基本思路是:第一,规定输电线路RI标准;第二,抓好输电线路设计、施工、运行环节;第三,从被干扰对象上提高收信效益,增加抗干扰能力。

由于本工程项目是输电线路改道,因此从设计的角度主要考虑防护间距,在施工及运行中采取保护措施。

根据GBJ143-90《架空电力线路、变电所对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准》第2.0.1条规定:对110kV电力线路与电视差转台的防护距规定为VHF(I)不应小于300m;VHF(Ⅲ)不应小于150m。

根据DL/T5040—95《高压送电线路对无线电台影响设计规定》第3.0.1条规定:对110 kV电力线路与中波调幅广播三级收信台规定为300 m。

①下面用国家标准《防护间距的计算方法》对电视差转台及转播台进行计算。

GBJ143-90《架空电力线路、变电所对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准》第2.0.3条指出:当不能满足第2.0.1条规定的防护间距时,可通过测量并按照附录《防护间距的计算方法》进行计算。

其计算公式如下:
D=20×2(N20-S+S/N+A)/B
式中:
D——防护间距(m);
N20——距架空电力线路20 m处时,在给定置信水平和时间概率下的对电视干扰的统计值。

对110 kV电力线,VHF(I)为27 dB,VHF(Ⅲ)为18 dB;
S——电视差转、收转信号场强(dB);
S/N——电视差转、收转所需的信干比,按40dB计算;
B——每倍程距离干扰场强的衰减量,按6dB计算;
A——干扰分配系数,在电视差转、收转台附近存在有两个或两个以上干扰源时,A=3。

若电视差转、收转信号场强取100 dB,需要的防护距离为:VHF(I)电视频段防护距离0.625 m,VHF(Ⅱ)调频段防护距离0.442 m,VHF(Ⅲ)电视频段0.221 m。

这就意味着,电力线从电台天线附近通过也能满足防护距离的要求。

因为信号的工作场强太高了,干扰电平显得微不足道,这是一种特殊情况。

从以上计算可以看出,按电台提供的信号场强数据计算,改线段电力线对电视差转台的防护距离已完全
满足要求,电力线无需采取任何防护措施。

②下面用国家标准《防护间距的计算方法》对中波调幅广播收信台进行计算。

DL/T5040—95《高压送电线路对无线电台影响设计规定》第3.0.2条规定:当不能满足300m的防护间距时,可用计算方法及下面的公式计算防护间距。

其公式如下:
式中:
E0——送电线路基准无线电干扰场强按规定计算,双回送电线路为33.96 dB;
ΔEf——无线电干扰频率修正值;
ΔEf=5{1-2[lg(10f)]2},ΔEf按中波f=1 MHz计算为-5 dB;
ΔEw——雨天无线电干扰增量,取10 dB;
N0——90%的大气环境噪声场强,环境噪声取19.2 dB;
ΔN——大气环境噪声增量,按规定取1.5 dB。

代入上式中计算得最小防护距离为141 m(天线到改线路径的中心线)。

电力线改线路径第二方案到天线的距离190 m,完全满足中波调幅广播收信台141 m 的要求。

考虑到强电对弱电干扰的保护应留有一定余地,在电力线改
线段的设计上,在不增加太大投资的前提下,仍然有必要采取一些措施。

3结论
110 kV同塔双回输电线路因城市规划,改线路径需从市广播电视事业局发射台天线背侧通过,保证改线路径从电台非主要接收方向一侧通过。

改线路径采用第二方案,线路中心线距离电台天线197 m。

根据计算结果,对中波广播电台、各频道电视差转台的最小防护间距均能满足要求。

改线路径对无线电台无干扰影响。

同时,强电对弱电干扰的保护应留有余地,有必要采取积极的防护措施,扩大线路与电台的间距,改线路径尽量从电台非主要接收方向一侧通过;接近段导线上采用自洁性能好的玻璃绝缘子,降低污闪的机率;改善金具的起晕电压,用光洁度好的金具;在接近段导线不接头;降低导线表面场强,采用无伤痕的导线,旧导线拆除不宜碰触地面;新导线放线时宜采用张力放线,保护导线不磨损。

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