±660kV直流输电线路的电磁环境

UHVTestBaseofStateGridCorporationofChina±660kV直流输电线路的电磁环境中国电力科学研究院主要内容1.直流输电线路电磁环境因子2.直流输电线路电磁环境限值3.导线结构参数对±660kV直流线路电磁环境的影响4.极间距对±660kV直流线路电磁环境影响5.±660kV直流线路的极导线最小对地高度6.±660kV直流线路的线路走廊宽度7.±660kV直流线路的电晕损耗8.海拔高度对±660kV直流线路电磁环境的影响9.±660kV极导线垂直排列直流线路的电磁环境10.采用几种典型杆塔时±660kV直流线路电磁环境水平1直流输电线路电磁环境因子标称电场←导线电荷合成电场←导线电贺+空间电荷离子流密度←空间电荷磁场←电流可听噪声←电晕无线电干扰←电晕2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度2.1.1直流输电线路的空间电场和离子流电场和离子流分布2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度直流输电线路的电场标称电场合成电场空间电荷将造成直流输电线路所特有的一些效应空间电荷将加强导线电荷产生的电场；空间电荷在空中形成离子电流；离子遇到对地绝缘的物体，将附着在该物体上形成物体带电现象，可能引起暂态电击。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度2.1.2人截获离子电流的感要得到同样的感受程度，流过人体的直流电流要比交流电流大5倍以上站立在直流输电线下人的截获电流又比直流感觉的临界值小2个数量级人体在直流输电线路下截获离子流一般不会有感觉2.1.3人在直流电场下的直接感受和人接触接地和绝缘物体后的感受美国Delles试验中心直流母线下受试者的典型评价当电场强度为30kV/m时，毛发有剌激感，皮肤有刺痛感。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度前苏联经试验研究，认为直流线路下的允许电场可达50kV/m中国电力科学研究院直接感受试验毛发和皮肤对直流电场最敏感在地面电场强度小于30kV/m的地方，皮肤感觉不明显在地面电场强度为30kV/m左右的地方，外露皮肤有微弱刺痛感在地面电场强度为35kV/m的地方，外露皮肤有较明显的刺痛感在地面电场强度为38kV/m的地方，外露皮肤有很明显的刺痛感在地面电场强度为44kV/m的地方，皮肤的刺痛感很强烈离开高场强区后，皮肤刺激感立即消失，无任何不适反映。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度ICNIRP…对大多数人,因表面电荷引起烦恼的感觉不会发生在25kV/m场强之下，引起紧张或烦恼的火花放电应该避免中国电力科学研究院(直流试验线下的人体感受试验)当人在直流线下场强为12~26kV/m的地方触摸停留的大型车辆时，均无感觉。人在直流电场下打伞，手触摸金属柄，同时还摸碰接地金属体时，当地面合成电场达到11kV/m时，才开始感受到很轻微的暂态电击；当地面合成电场接近15kV/m时，才开始感受到稍明显的暂态电击；直到地面合成电场达到32.5kV/m，所发生的暂态电击也只类似人触摸水龙头或脱毛衣时的放电。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度2.1.4直流输电线路的电场和离子流密度限值建议直流输电线电场和离子流密度限值概况美国能源部：超超高压直流线路：30kV/m；特高压直流线路（±800kV和±1200kV）：标称场，15kV/mNorthDakota州：33kV/mMinnesota州：标称电场，12kV/m美国工业卫生协会职业暴露限值为25kV/m在电场强度不超过15kV/m的场合工作，不考虑暂态电击2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度加拿大25kV/m；100nA/m2（80nA/m2）巴西伊泰普±600kV直流输电工程：40kV/m德国职业暴露限值为40kV/m，对每天2小时的暴露，允许达60kV/m欧盟（CEIENV50166-1）职业暴露限值为42kV/m公众暴露限值为14kV/m。前苏联±750kV线路，25kV/m；有人居住时，10kV/m2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度中国DL/TDL/T436-91《高压直流架空送电线路技术导则》±500kV直流输电线路下地面合成场强限值：30kV/m线下最大离子流密度限值：100nA/m2邻近民房的地面标称场强限值：3kV/mDL/TDL/T436-2005《高压直流架空送电线路技术导则》，Q/GDW145-2006.800kV直流架空输电线路电磁环境控制值±500kV直流输电线路下地面合成场强限值：30kV/m线下最大离子流密度限值：100nA/m2邻近民房的地面未畸变合成场强限值：15kV/m（由标称场强改为合成场强）2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度自然界和人们生活中经常遇到的电场（有些比直流输电线路附近的电场高的多）暴雨天湖面上的电场：40kV/m；雨天自然界中的电场：-10kV/m—10kV/m；静电引起的衣服和身体表面之间的电场：100kV/m或更高；电视机附近的电场：50kV/m。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度线下最大合成场强和离子流密度限值建议国际上限值范围：25kV/m—40kv/m将合成场强控制在人直接感受不明显的水平雨天场强不稳定,不能测,限制晴天时的场强保持与我国±500kV直流线路的相同水平线下地面的合成电场强度场强限值取30kV/m。线下地面离子流密度限值取100nA/m2。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度线路邻近民房时民房所在地面合成场强限值建议中国电力科学研究院和武汉超高压分公司试验（人打伞触摸金属柄）穿普通鞋的人触摸接地金属体时无感觉。人接触接地金属线，同时触摸架设在空中对地绝缘的金属线时无感觉。人打伞在线路下行走时无感觉。从试验结果可见，将民房所在地的合成电场控制在不超过15kV/m，一般都不会使人产生可感觉的暂态电击。2直流输电线路电磁环境限值2.1合成电场和离子流密度考虑极端情况：人打伞触摸金属柄，同时接触接地金属线的感受试验。在地面合成电场小于9.6kV/m的点，无感觉；在地面合成电场为11kV/m—13kV/m的点，有轻微的感觉；在地面合成电场为14.6kV/m—15.1kV/m的点，放电与人触摸水龙头的感觉类似。与建设葛—上直流工程时所做的感受试验结果一致。限值建议当直流输电线路邻近民房时，民房所在地面的合成电场50%值不超过15kV/m。2直流输电线路电磁环境限值2.2磁场2.2.1直流输电线路的磁场水平线路磁场水平（导线对地不同高度）01020304050-50-40-30-20-1001020304050距线路中心的距离（m）磁感应强度（μT）2直流输电线路电磁环境限值2.2磁场2.2.2中国地区地磁40—60μT。2.2.3ICNIRP关于静磁场的限值40mT2.2.3磁场限建议没有必要制定直流输电线路的磁场限值；没有必要将直流输电线路的磁场作为环境评价对象环评可能采用10mT作为限值2直流输电线路电磁环境限值2.3可听噪声2.3.1直流输电线路的可听噪声频谱特性不包含纯音;与环境噪声相比，频谱宽2直流输电线路电磁环境限值2.3可听噪声横向衰减特性主要由正极性导线产生噪声衰减慢海拔高度对可听噪声的影响海拔高度每增加300m，可听噪声增加约1dB2直流输电线路电磁环境限值2.3可听噪声天气对直流输电线路可听噪声的影响下雨时可听噪声较晴天时小2直流输电线路电磁环境限值2.3可听噪声2.3.2±800kV直流输电线路可听噪声限值建议可听噪声的主观评价52.5dB(A)以下基本无投诉，52.5～59dB(A)范围内有少量投诉，59dB(A)以上有大量投诉。感受试验：45dB(A)可接受，房子屏蔽，不影响休息。直流输电线路可听噪声限值概况美国：45dB(A)日本：40dB（A）巴西：走廊边缘：40dB（A）中国：50dB（A）我国《城市区域环境噪声标准》：45dB(A)；50dB（A）2直流输电线路电磁环境限值2.3可听噪声可听噪声限值建议距正极性导线对地投影外20m处晴天时可听噪声50%值的限值取45dB(A)；海拔高度大于1000m且线路经过非居民区时，取50dB(A)。2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰2.4.1直流输电线路的无线电干扰频谱特性低频段，干扰较大；随频率增大，干扰衰减很快频率大于10MHz，干扰强度已很小，可忽略不计。通常，考虑到30MHz已足够。电晕放电主要对无线电频段产生干扰对电视干扰主要由火花放电产生，运行一段时间后，毛刺产生的火花放电会自动消失。2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰横向衰减特性主要由正极性导线产生无线电干扰场强随距离的增加下降很快超过100～200m左右，接近背景干扰，通常不可能获得可靠的测量结果303540455055-50-40-30-20-1001020304050距线路中心的距离（m）无线电干扰（dB）+-2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰大气条件对直流输电线路无线电干扰的影响雨天时的无线电干扰平均水平比晴天时的约低3dB左右在夏季，无线电干扰最高的季节。在冬季和早秋季节，无线电干扰接近平均值海拔高度对直流输电线路无线电干扰的影响国际推荐（美国EPRI）：海拔高度每增加300m，无线电干扰增加约1dB中国试验：约只有国际推荐值的三分之一2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰2.4.2无线电干扰限值建议信噪比直流输电线路：允许的信噪比：20dB(μV/m)交流输电线路：较为满意的的信噪比：26dB(μV/m)平均而言，对同样的收听效果，对应于直流和交流输电线路，可接受的信噪比相差约3dB。2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰无线电干扰限值概况加拿大（同电压等级的直流和交流线路采用同一限值）600—800kV线路无线电干扰限值：63dB(μV/m)（离边导线对地投影外15m，好天气，0.5MHz）折算到离边导线对地投影外20m，为61dB(μV/m)。2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰美国美国能源部交、直流输电线路部分设计标准及参数将±800kV和±1200kV线路的无线电干扰限值折算到离极导线对地投影外20m，为63dB(μV/m)。直流线路的无线电干扰限制值比同电压等级交流线路的大3dB。交流直流备注电压800kV1200kV±800kV±1200kV无线电干扰dB（80%值）55555858走廊边缘，0.5MHz线路走廊宽度（m）88.412288.41222直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰中国1000kV交流线路，边导线投影外20m，58dB(μV/m)；比美国、加拿大等国的严许多。无必要增加不必要投资。交流与直流线路无线电干扰的差别在对无线电接受影响相同的条件下，直流输电线路的无线电干扰比交流线路的至少可以大3dB。若我国特高压直流无线电干扰限值取61dB(μV/m)，与特高压交流取58dB(μV/m)(CISPR)实质相当。2直流输电线路电磁环境限值2.4无线电干扰无线电干扰限值建议距直流输电线路正极性导线对地投影外20m处晴天时0.5MHz无线电干扰限值，一般地区取58dB(μV/m)；海拔高度大于1000m时取61dB(μV/m)。环保局要求55dB(μV/m)，环评技术规范有可能提出用55dB(μV/m)评价3导线结构参数对±660kV直流线路电磁环境的影响3.1导线结构参数对导线表面最大电场强度的影响单回极导线水平排列极导线对地高度16m181920212223242526500600700800900100011001200子导线截面（mm2）导线表面最大电场强度（kV/cm）n=4n=5n=6导线表面最大场强与子导线截面、分