无线电干扰
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(3) “测量人员和其它设备与天线的相对位置应不影响 测量读数,尤其在采用柱状天线时。”PMM9010主机与 天线之间的信号电缆有7m长,因此我站作业指导书规定 测量人员、测量主机、其他人员和设备距离测量天线应在 5米以上。
(4) 测量频率 “参考测量频率为(0.5±0.05)MHz,但也可用1MHz。” 与GB/T7349-1987不同的是,该新版本对架空线也要求 作全频测量,并未限定是仅对变电站测全频: “为了避免在单一频率下测量时,由于线路可能出现驻 波而带来的误差影响,所以应在干扰频带内对各个频率进 行测量并画出相应的曲线,测量可在下列频率或其附近频 率进行:
由于不同频率电磁波的(垂直线路方向)横向传播特性 有差异,环保总局培训讲义提到“严格地说,测点距 线路的远近,多少会对频谱特性产生一些影响。”
举 例 说 明 : 对 于 2 2 0 kV 架 空 线 , 边 导 线 投 影 2 0 m 处 0.5MHz频点的干扰场强限值为53 dB(μV/m),根据标 准附录A公式A1和A2,其它频点的干扰场强限值见下 图。该图表明噪声电平随频率的衰减规律,通过该图, 如果测量了某一频率的噪声电平,可以计算出其它频 率的噪声电平。
2 测量方法与标准
从可能干扰电子设备的角度看,无线电噪声 也称为无线电干扰,本培训材料不加区分。
2.1 《高压交流架空送电线无 线电干扰限值》GB15707-
1995
(1) 基本限值
距 边 导 线 投 影 2 0 m 处 、 频 率 为 0 . 5 MHz 时 , 110kV/220~330kV/500kV电压等级的无线电干扰限值 分别为46/53/55dB(μV/m)。频率为1MHz时,限值分别 减去5dB(μV/m),即41/48/50 dB(μV/m)。根据现场实 测经验,在省内1MHz频率的测量结果一般较高,常 常高于0.5MHz的测量值,原因是在该频点其它干扰常 常较多,因此一般采用0.5MHz的测量频率。
0.15、0.25、0.50、1.0、1.5、3.0、6.0、10、15、 30MHz。”但未说明如何判断各频率下驻波影响大小以 及如何修正,也未见有监测或环评报告对此进行修正。 一般只对变电站围墙外20m处作全频测量;架空线仅 测(0.5±0.05)MHz,必要时加测1MHz。 (5) 测量布点 ①“测量地点选在地势较平坦,远离建筑物和树木,没 有其它电力线和通信、广播线的地方,电磁环境场强至 少比来自被测对象的无线电干扰场强低6dB。电磁环境 场强的测量,可以在线路停电时进行;或者在距线路 400m以外进行。”
是测点周围几个km线路的平均值。由于气象条件对干扰
场强有很大影响,就要求测点附近几个km半 径范围内的气象条件近似一致。由于“大 雨”(>0.6mm/h~14.4mm/24h,相当于天气预报 的中雨,后者雨量为10~25mm/24h)条件下干 扰电平较50%好天气的干扰电平(即好天气干 扰电平高于和低于该值的几率各占一半)高 22dB,因此如果在下雨区测量,受无雨区影 响小,所要求测点周围下雨区范围小,半径 2~3km即可;在无雨区测量,受下雨区影响大,
汽车及摩托车是实测时最常遇到的干扰源,比如在220kV闽清 变电站运行期无线电干扰监测时,
乡间道路上频繁地有摩托车经过,几乎有一半以上 的时间无法测量。使用柴油的机动车没有这种干 扰。
(3) 辉光放电:霓虹灯、日光灯、荧光灯。频率一 般为超高频(>300MHz)。
(4) 弧光放电:金属电焊、强光光源、医用紫外线 源(汞弧灯)、电气化铁道,主要频率范围 0.15MHz~150MHz(电气化铁道干扰场强测量频率 直至1000MHz)。
该限值的含义是:干扰场强在80%时间、具有80% 置信度不超过的规定值。
“80%时间”解释:来源于文献上“好天气”所占 百分比的典型统计值,“好天气”指无雨、无雪、 无雾的天气。
“80%置信度”解释:干扰场强的分布属于正态分 布。从概率论的基本原理看,不可能以100%的置 信概率判定任何事物。由于坏天气下高压交流架 空线无线电噪声大于好天气,
要求10km半径内无雨。
③“对于线路,测量点应选在档距中央附近,距线路末 端10km以上,若受条件限制应不小于2km,测量点应远离 线路交叉及转角等点,但在对干扰实例进行调查时,不 受此限。”
在一个档距之间,无线电噪声一般中间最强,两端(即杆 塔处)最小,一般两者差别在1~3dB,因此测量点应选在 档距中央附近。根据前述的无线电噪声纵向传播距离, 如果线路终端在几个km之内,或在几个km内有转角,改 变了作为无线电噪声传输线的架空线的阻抗,纵向传播 的行波会产生反射,影响测量结果。因此测量点应远离 线路交叉及转角等点。
1.2 电磁环境测量对象与目的分类
在电磁环境测量中,我们关心两类电磁辐射:一 类是强电磁场,测量目的是保护人体健康,一般 采用宽带的综合场强仪,测量电磁场强度的均方 根值。另一类是较弱的电磁场,它的存在可能影 响家用电器等的正常工作,造成电磁干扰。按照 有关国际标准和国家标准,应该测量其场强的准 峰值,其测量系统属于窄带测量仪表,测量主机 可采用准峰值检波的测量接收机、干扰场强仪或
辐射的窄带与宽带是指其频谱范围的宽窄而言的。太 阳辐射属于宽带辐射。 中短波广播、调频广播、电视、中短波通信、移动通 信(手机、对讲机、基站)、微波通信等作为信息载体 的辐射属于窄带辐射。无线电管理委员会对各广播电 视、通信系统分配频率资源,各系统的辐射能量集中 在所分配的频带内,并严格控制带外发射能量,不同 系统工作在不同频率,不会互相干扰。
可能是由于线路不容易找到连续几km没有转角的路段, 为了避免驻波带来的误差影响,标准规定还是要测全频 段10个频率。对于30°以下的小转角,反射波影响可能较 小,否则小转角太多了,难以找到合适的测量点位。
更详细的讨论见环保总局培训讲义“对于线路全长而言, 无线电噪声场强值波动很大,与线路所经地区的气候, 地质条件,变电所的分布,线路情况、施工质量、杆塔 结构等因素有关。尤其是变电站、线路转向杆塔附近, 无线电噪声场强将增大。有资料表明起伏可达
60 50 40 30 20 10
0 0
公 式1 公 式2
5
10
15
20
25
30
(3) 距离修正
距边导线投影不为20m处测量的无线电干扰场强可按照附录B 的公式B1修正到20m处。如果20m处有各种情况(如沟渠阻隔, 正好位于水塘处,有障碍物等),不便测量,可在其它距离 处测量,再作距离修正。根据公式B1,需要记录导线对地高 度。从该公式可知,测点与导线直线距离(不是水平距离, 是斜距!)增加至原来的2倍,则干扰场强降低10dB,此即评
式中:L-无线电干扰限值 X--某一测点无线电噪声n次测量结果的平
均值, Sn----n次测量结果的样本标准差, K-取决于时间概率、置信概率以及n的系
数。当时间概率、置信概率均取80%,测量 次数n=20,K=1.12。
(2) 频率修正
对于0.5MHz之外的、0.15~30MHz频段中的其它 频率,限值按照附录A的公式修正。由于实际 测量允许偏离规定频点±10%,一般不会用到 频率修正,这里是为了说明架空线无线电噪声 的频谱特性。公式A1、A2是根据电晕放电无线 电噪声频谱得出的。一般无线电噪声的频谱特 性不受季节、时间、气候条件等的影响。
20dB。这可能是由于对电磁波的高频分量终端阻抗不 匹配,在线路上出现波的反射,形成驻波所致。(比如 入射波幅度为5,反射波幅度为4,在二者同相的点位, 幅度为5+4=9;在二者反相的点位,幅度为5-4=1,幅 度最高和最低差9倍,20lg(9)=19.1dB,但相对于没有 反射的正常情况,‘起’的相对幅度增加20 lg((5+4)/5)=5.1dB,‘ 伏 ’ 的 相 对 幅 度 降 低 - 2 0 lg((5-4)/5)=14dB。)”对阻抗不匹配的比喻说明:比 如水波受岸壁的反射,光波受水面的反射,均为阻抗 在交界面处的变化(不匹配)所致。
价导则HJ/T24-1998采用2n m测量距离的由来,期待相邻测
点干扰场强之间相差10dB。但导则以地面投影点为距离起算 点,由于导线对地有一定高度,实际上边导线投影外1m、2m、 4m的测点与导线的距离差不多,干扰场强也差不多。如果导
根据该公式,4m处场强仅比1m处低1dB。在远处,由于 测量系统本身的噪声及环境无线电噪声,一般也不会出 现、实测中从来没有出现2倍距离干扰场强降低10dB的 情况。因此,在环评项目的监测中,我们有时采用5m、 10m、20m、40m的测量距离。根据该距离特性,如果 20m处干扰场强超标,可监测10m、40m处干扰场强, 判断是否其它干扰源的影响造成超标。 (4) 测量方法、方案:合并到下一个标准一起讲。 (5) 注意,该标准没有规定变电站无线电干扰限值!一 般参照同电压等级架空线的标准。
无线电干扰 场强测量
1 无线电干扰源
1 无线电干扰源 1.1 窄带辐射与宽带辐射 电磁波(电磁辐射)有两个特征量:频率与电磁场 强度(简称场强)。对于光波这种电磁波,频率相 当于颜色,亮度相当于场强。频谱指场强随频率 的分布,彩虹显示了太阳光的频谱,即不同颜色 的亮度分布。单色光只有一种频率成份,组成彩 虹的各种颜色光均为单色光,太阳光不是单色光。
假定某架空线所处地区好天气百分比占80%, 其无线电噪声电平正好等于限值(各符号含义 具体见下文),可理解为在好天气条件下有 20%/80%的可能性超过/低于限值。 根据GB/T7349-2002,对于某个测点的多次测 量结果,根据下式判断被测对象的噪声电平是 否超标:
X+KSn=L
式中:L-无ห้องสมุดไป่ตู้电干扰限值
频谱分析仪。
1.3 自然界干扰源
包括雷电、大气层的电场变化、电离层变 化以及太阳黑子、耀斑的电磁辐射等。
1.4 放电干扰源
放电干扰源都是宽带干扰源。较常见干扰源按放电机制分为 以下四类。
(1) 电晕放电:最常见的是高压交流架空线的电晕放电,干 扰电平随频率升高而衰减。
(2) 火花放电:汽车及摩托车火花点火装置、(雷电)、电气 开关通断、秋冬衣服上的静电放电。
2.2 《高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法》
GB/T 7349-2002
(1) 对测量仪器的要求 测量主机“使用准峰值检波器”,“使用具有电屏蔽的 环 状 天 线 或 柱 状 天 线 ” 。 我 站 的 FSP-3 频 谱 分 析 仪 、 PMM9010测量接收机、早期的环状天线、后来的几种柱 状(鞭状)天线均满足要求。 (2) 在较高的工频电场下,柱状天线应避免其尖端产生电 晕放电,否则测量结果会明显偏高。GB15707也有相同的 条款。根据同行交流的经验,如怀疑有尖端放电,可在其 顶端放一块泡沫塑料,天线顶端轧入塑料块内。 PMM9010配套的RA01天线末端较钝,且有绝缘外皮,较 不容易产生尖端放电。
因此在国道、高速公路附近,车辆的无线电干扰场强大 于所测对象,不能在此布点监测。市区除了车辆、建筑物, 还有很多低压架空线、电话线,也不满足布点条件。山区 地势不平,也不满足条件。
②“沿被测线路的气象条件应近似一致,在雨天测量时 ,只有当下雨范围为测试现场周围(或方圆)为10km以上时 ,测量才有效。”无线电噪声沿线路的纵向传播,其衰减 远比横向传播(垂直于线路的方向,即前述距离修正公式 所述的衰减规律)为小,尤其是较低的频率。对于0.5MHz 频率,2km传播距离衰减约5dB。因此,干扰场强测量值
脉冲波辐射属于宽带辐射,脉冲越窄(持续时间越短), 频谱范围越宽。雷电、火花放电等属于脉冲放电,频谱 均很宽。雷雨闪电时所有波段的收音机、电视机都会有 大的杂音,说明闪电所发射电磁波的频谱很宽。路过的 汽车、摩托车(因为带有火花点火装置)可造成电视的条 纹干扰,也是日常生活经常遇到的干扰现象。工业、科 学、医疗及家用的电磁能应用设备有一定的工作频率, 但所泄漏的辐射有些属于宽带辐射,最常见的是塑料热 合机。宽带辐射可对广播电视、通信系统的信号接收机 造成干扰。