GB/Z 37627.1-2019 架空电力线路和高压设备的无线电干扰特性 第1部分:现象描述

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GB/Z 37627.1-2019 架空电力线路和高压设备的无线电干扰特性 第1部分:现象描述简介:

GB/Z 37627.1-2019 是中国国家标准中的一个部分,它专门针对架空电力线路和高压设备的无线电干扰特性进行了描述。这个标准的第一部分主要关注的是现象的描述和简介,它涵盖了以下几个关键点:

1. 定义和术语:对无线电干扰、电力线路、高压设备等专业术语进行了明确的定义,以便于理解和使用。

2. 背景和重要性:阐述了无线电干扰对电力系统可能产生的影响,如通信干扰、设备性能下降等,以及对其进行研究的重要性。

3. 现象概述:描述了架空电力线路和高压设备在运行过程中可能产生的无线电干扰现象,包括但不限于电磁波泄漏、谐波干扰等。

4. 产生机制:解释了无线电干扰的物理过程,如电力设备的工作原理如何影响电磁辐射,以及环境因素如何影响干扰强度。

5. 测量方法:介绍了衡量和评估电力线路和高压设备无线电干扰的常用方法和技术。

这个标准对于电力系统的设计、运行和维护,以及无线电频谱管理具有重要的指导意义。它旨在确保电力设施的正常运行,同时减少对无线电通信和其他电子设备的干扰。

GB/Z 37627.1-2019 架空电力线路和高压设备的无线电干扰特性 第1部分:现象描述部分内容预览:

路的一定范围内,电军放电和间原放电所产生的无线电噪声场频错比较如图12所示。发射频率可扩大 至儿百兆赫慈。如果放电过程激励一个因儿何尺寸而能够在特定频率下产生振荡的金具或部件时,则 该金具就像一个调谐天线一样在该频率下产生窄带能量辐射。因此,间隙放电可能会干扰调幅无线电 信号和电视视频信号的接收。与此相反,甚高频的调额无线电信号和电视音频信号却极少受到这类干 扰的影响。 电场和磁场的沿线传播和辐射是无线电频率对接收天线产生影响的途径。事实上,现在已观察到, 在长波和中波波段频率的无线电噪声会沿线传插播几十公里远。在电视频率和无线电调频频率,沿线传 播不如噪声源的辐射那样重要。线路的几何形状、接地电阻和频率对干扰传插播非常重要。对于高频,沿 线衰减较大,传播距离较短。 较高的无线电噪声场水平通常只局限于线路附近(可能向线路两侧延伸几百米远)。尽管如此,如 果在金具或附件上具有谐振条件,在距离达几公里处仍可测到窄带辐射。图13所示的曲线给出场强和 距离之间的典型关系。曲线的波动是由于直达波与地面反射波之间相互作用所造成的,

7.2间障噪声源的实例

架空线路上的间隙源可能是由手盘型式绝缘子所引起的,例如,绝缘子的重量不足以防正金属触 点表面发生氧化,金属部件受到腐蚀,或者接触不良。当采用瓷绝缘子串时,发现瓷件中小空隙内的放 电可以产生火花。断裂的绝缘子、涂漆层以及不属于输电线路组成部分的一些附件(比如附近未连接的 金属栅栏或沟槽等)也可能引起间隙放电。 当电力线路中采用木质电线杆时,金具之间可能会产生火花放电。这种火花放电会对电视接收 造成严重干扰。这种现象通常发生在环境湿度变化所引起的电线杆收缩或者膨胀的情况下。因为 电线木杆收缩时,用来固定横担或将绝缘子脚钉固定到电线杆或横担上的螺帽和螺栓可能发生轻微 的松动。如果螺帽、螺栓或垫圈(在使用垫圈的情况下)之间受到腐蚀,便会由于接触不良而产生火 花放电。 对电视的另外一个干扰源来自于木杆线路上用来将接地线固定到电线杆上的铁钉,由于电线杆的 不同部分之间存在着电位差,因此铁钉与接地线之间会产生火花放电,尤其是在铁钉生锈的情况下。 最后,如果导线放在顶部槽内或放在边槽箍筋上,悬式绝缘子与相导线之间的触点也可能成为火花 放电源。原因在于导线与绝缘子之间具有高场强的小气隙,因此可能引起火花放电。 注意,既要在架设线路整个过程中保证施工质量优异,又要在以后维修时保证能找出由各种原因 (例如毁坏)所引起的种种故障,并能采取必要的补救措施。应特别注意,在设备设计与维修时保证各接 触点既耐久文合适。例如,在设计空气隔离开关、熔断器支架处及线路分支处的接触时,应采用柔性 连接。 天气变化对间隙放电影响很大。只有天气干燥时,两个导电部件之间的小间隙才能提供绝缘,面这 种绝缘也可能被击穿。当天气潮湿时,间隙可能会被水接通而形成导电通道。因此·由间隙放电引起噪 声的这类现象通常是在好天气时出现,而在潮湿天气通常不会出现。因此·这种类型的噪声通常称为干 噪。

高压直流输电系统可通过两种完全不同的方式产生无线电噪声:第一,主换流阀的正常操作,换流 阀可能是汞弧式或晶闸管;第二,伴随在高压设备、母线和架空线路上的电晕放电现象。因此有必要 考虑: a 直流电晕的影响:

b)阅触发的影响。 相比高压交流输电系统,高压直流系统的无线电噪声问题并不严重。高压直流干扰的大部分信息 是从试验线路、电晕笼以及已有的系统中获得的。 目前高压直流输电系统最高运行电压为土1100kV,在不久的将来,可能会出现更高电压[59]。

高压直流线路产生无线电噪声的原因与交流线路类同,如线路导线、绝缘子和金具的电晕放电等, 但两种噪声的影响明显不同。 在5.1中讨论了交流电晕的物理特性,但是直流电晕的机理不同,因为: a)每根导线周围形成了稳定的电离层; b)在导线和地面以及导线自身之间的剩余空间建立了空间电荷。 电离起到了部分屏敲的作用,其改善了靠近导线的电场,井由于空间电荷,实际电场与理论静态场 明显不同。 对于交流线路,没有静止的空间电荷存在,导线周围的电离效应与直流相比,其方式不同。 电晕放电通常是由自由电子与稳态原子碰撞引起的。这些电子在通常条件下存在于空气中并且从 负极性导线向正极性导线移动。这导致了两种电晕形式之间明显的不同。负电晕放电发生的重复频率 高,但幅值中等;而正极性导线附近的电晕频次较低但幅值很高。 无线电噪声特性如水平、频率、频谱及高压直流线路的横向分布曲线等取决于: 一设计参数; 一线路电压、或导线表面电位梯度和极性: 一天气情况。 因为噪声特性不同,在相同强度下,直流线路噪声场主观影响要比交流线路的影响小。 设计参数 不同于交流线路,直流线路通常是单极的,靠天地或海洋/天地作回线,也可能是双极的,装有单根 导线或分裂导线。由于依靠阀关断来实现故障快速清除,因此其内部过电压明显低于交流系统的内部 过电压,所以直流线路的绝缘子长度和极间距相对较小。通常,绝缘子长度是由污移情况确定,而不是 由过电压确定的。 线路电压,或导线表面电位梯度和极性 对于直流线路,线路电压的选择不仅受到经济原因影响,还受换流站和阀的布置的影响。尽管直流 电压没有标准化,目前运行的直流线路通常在土200kV~士1100kV。然而,不久的将来电压等级将会 显著开高。任何高压线路的电压对无线电噪的产生影响最大。此影响取决于导线的表面作用电压 或电位梯度。对于交流线路,如果梯度取E(kV/cm)有效值,则相对应直流线路的梯度将为 /2E(kV/cm)。然而,直流线路产生的噪声水平比交流线路低。 不考虑电离和空间电荷的影响,可计算交流线路的理论梯度(见第5章),并且也可用该值来计算无 线电噪声。在多条试验线路上研究了该梯度对无线电噪声水平的影响,结果表明在20kV/cm~ 27kV/cm的范围梯度每增加1kV/cm.相应的无线电噪声水平大约增加1.6dB.超过27kV/cm时,噪 声水平增加率降低。 带有无电晕地线的双极直流线路的横向分布曲线,几乎关于正极性导线对称。此状况可解释为,如 前所述的不同电离机理,导致负极性导线产生的无线电噪声水平比正极性导线更低。具有相同梯度的 两根导线,其无线电噪声水平至少要差6dB。 因此认为负极性导线对双极线路的无线电噪声水平的贡献是可忽略的。对负极性线路,噪声水平 可能比正极性的相同线路低20dB。

导线电量导致的无线电噪声水平的计

E 一无线电噪声场强水平,单位为微伏每米分贝[dB(μV/m)]: 一导线或分裂导线半径,单位为厘米(cm); 一分裂导线数; ? D· 一天线到最近导线的直接距离,单位为米(m); △E一一不同天气条件下的修正,单位为分贝(dB); △E,一一不同测量频率下的修正,单位为分贝(dB)(如下)。 gx值与交流线路计算方式相同。公式前面4项给出了在CISPR参考频率为0.5MHz和CISPR 20 以及公Ew均为0。 以上公式主要适用于双极线路。如果对导线电位梯度进行修正后,它也可用于正单极线路。对于 施加的极电压相同.则正单极线路的噪声会比双极线路噪声低3dB~6dB。对于双极输电线路.可按

两条独立的单极线路来考虑,如果极间距离大手20m,则可不考您极间影用,按单极特性处理。 测量表明,直流线路的横向衰减率与交流线路的相似。在0.4MHz~到1.6MHz频率范围内,且 距离为 300 一m,下列近似公式可给出满意的结果,这里f为频率,单位为兆赫兹(MHz):

E =E, +331g

修正。 目前已经发现不同地点处频谱测量结果的变化很大JT∕T 855-2013 桥梁挤扩支盘桩,特别是在低频率下。然而,图B.12中所示的 和4.3.2中讨论的,其对交流线路有效的频谱,也对直流线路构成良好的平均关系,因此宜在有更合适 的资料前可使用此频谱。根据此频谱的修正可写为

一测量频率,单位为兆赫兹(MHz)。 此公式可用于0.15MHz至大约3MHz频率范围。 对于负单极线路,极导线自身的无线电噪声水平通常较低,但是如果采用地线,地线将起到正导线 的作用,噪声水平可如上述进行计算

8.3绝缘子、金具和变电站设备产生的无线电噪

缺乏关于绝缘子、金具和变电站设备产生的无线电噪声水平的信息。但现有经验表明,与第7章给 出的同等级交流线路没有明显不同。 在干燥天气条件下,对于更高的电位梯度而言,导线电晕产生的无线电噪声水平占主导。然而,当 线湿润时,直流线路导线的无线电噪声水平会降低,这与导线绝缘子产生的噪声水平正好相反,因为 这些绝缘子上的泄漏电流取决于污移的阻性电阻。从运行经验得知,即使在工业污移等级相对低的区 域,直流绝缘子表面会在相对较短时间内变得污移。当污移表面变得湿润,发生局部放电可能引起无线 电噪声水平相对高的增长。因此·在一些情况下(见上述不同天气条件),降低直流线路噪声水平的差 异,可能受污移绝缘子特性的影响。如要确认此假定,需要更多信息,

高压直流输电系统包括带有阀设备的换流站、架空线路、地下电缆和变电站。由于其特殊的运行特 生,这些阅可能产生无线电噪声,因为它们的开合动作非常快。 换流组一般包括6个在工频周波内依次触发的阀,并且一个完整的换流装置可能由几个这样的换 流器组成。每次阅触发,阅上电压迅速跌落,产生无线电噪声频谱很宽,根据连接的物理尺寸,可从很低 预率到几兆赫兹。由于相关连接和设备的集中和分布电容和电感,局部回路可能发生谐振并在某些频 率产生峰值。 无线电噪声可能从阀和相关设备直接发射,在本例中,这些设备主要包括换流站的馈线和母线。这 些母线常常会是相当长的并且能够起到很好的辐射作用。当然,换流器会与交流、直流进出线回路相

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