【正文】 ②根據(jù)交流三相或多相分裂導(dǎo)線中每根子導(dǎo)線和地線的具體位置、尺寸和所加電壓，先用麥克斯韋電位系數(shù)法求出每根導(dǎo)線上的電荷值： [Q]=1/[P][U]P為導(dǎo)線的自電位系數(shù)和互電位系數(shù)；Q為待求的每根導(dǎo)線單位長度的電荷；U為已知的導(dǎo)線對地電壓。經(jīng)過上述假定，求解特高壓交流輸電線路表面電位梯度和線下空間電場問題可轉(zhuǎn)化為二維交變電場問題，在工頻條件下可作為二維靜電場問題進行分析。(2)輸電導(dǎo)線是有著相同半徑、彼此間相互平行且與地面平行的無限長光滑圓柱形導(dǎo)體，導(dǎo)線表面為等位面。聚四氟乙烯的憎水性能和耐老化性能都比較好，但價格昂貴。該方法的缺點是導(dǎo)線散熱性差、導(dǎo)線與絕緣管之間的空隙存在局部放電以及導(dǎo)線風(fēng)荷增加等等。據(jù)實測研究表明，對于子導(dǎo)線直徑為 的 1000kV 4 分裂導(dǎo)線，絕緣層厚度為 1cm 時，雨中導(dǎo)線的電暈噪聲降低量約 3dB(A)。例如常規(guī)分裂導(dǎo)線的非對稱度為 2 時，其在雨中的電暈噪聲降低量約為 6dB(A)。此外，電暈還將使導(dǎo)線表面產(chǎn)生電腐蝕，降低輸電線的使用壽命。因此，只有在影響敏感設(shè)備的情況下，才采取隔離或屏蔽措施來降低其水平，但這種方法顯然不適合用于對沿線或每個區(qū)域的防護。調(diào)查表明，干擾源是在顯示器正下方的電力電纜。根據(jù)磁導(dǎo)率的大小，一般可以把材料分為弱磁性材料和強磁性材料兩大類。此外，也可采取屏蔽措施來降低工頻磁場?？梢?，架設(shè)屏蔽線是一種較好處理已運行線路電場強度較大的方法。 實際架設(shè)方式需根據(jù)具體線路參數(shù)經(jīng)過計算確定，一般來說，采用的金屬材料電導(dǎo)率越高、表面積越大、兩端接地電阻越小則屏蔽效果越好。試驗結(jié)果顯示，由于房屋的屏蔽作用，在房屋周圍以房屋高度為半徑的范圍內(nèi)，場強都有不同程度的降低。圖4413 220KV110KV線路同塔混合架設(shè)線路1地面電場分布圖4414 220KV110KV線路同塔混合架設(shè)線路2地面電場分布屏蔽作用 房屋的屏蔽作用 通常工頻電場是較容易屏蔽的，原因是金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率要比空氣的大很多。而對于混合架設(shè)方式Ⅱ下，第一種排列方式，地面電場最大，其他幾種排列方式相當(dāng)，但均在 ～。圖 4412 可知，混合架設(shè)方式Ⅱ在第一種方式排列下，地面 ，且到距離線路中心 10m以外，電場才降到 4kV/m以下，其他三種排列方式，電場均在 4kV/m以下，但在線下較寬的范圍內(nèi)，電場均在 2kV/m～4kV/m之間.圖4411500KV220KV線路同塔混合架設(shè)1地面電場分布圖4412 500KV220KV線路同塔混合架設(shè)2底面電場分布根據(jù)圖4411和圖4412的計算結(jié)果，500kV220kV的混合架設(shè)ⅠⅡ的電場分布情況要優(yōu)勢得多，不僅在走廊寬度上要求較小，而且不管在哪種方式的比較下，地面電場均比混合架設(shè)Ⅱ要小，且相比于標(biāo)準(zhǔn)，裕度較大。 同桿架設(shè)多回不同電壓等級線路同桿架設(shè)不同電壓線路也是一項可行的技術(shù)措施。 同塔多回路架設(shè)時優(yōu)化相序排列用同塔多回線路架設(shè)方式，可以有效地利用日益稀缺的輸電走廊圖 444 為典型的同塔雙回路和同塔四回路塔型，在采用多回路架設(shè)方式時，不同的相序排列方式對地面工頻電場強度的影響很大，以一條同塔雙回路架設(shè)的 500kV 三相輸電線路為例，相序排列方式有 6種，如表 445所示。 以圖441所示的典型500kV輸電線路為例，三相導(dǎo)線平行架設(shè)，相間距為 10m，假設(shè)導(dǎo)線最小對地高度由 10m提高到 40m，這時不同對地高度下的工頻電場和磁場的橫向分布分別如圖 442和圖443所示。高度達到4000m以上時，導(dǎo)線起暈出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。利用 由計算方法和試驗分析可知，導(dǎo)線干燥時光滑型線的起暈情況好于同截面的絞線。但同時提高線路高度會增加線路造價，鑒于改變相序能同時改善線路下方工頻電場、工頻磁場和無線電干擾水平，從工程造價的角度考慮，改善交叉區(qū)域電磁環(huán)境的首先方式是合優(yōu)化導(dǎo)線相序排列。選擇特高交流壓示范工程輸電線路與500kV交流輸電線路交叉點進行工頻電場、工頻磁場、無線電干擾水平測量，測量結(jié)果和計算結(jié)果對比驗證了模型的正確性。需要注意的是，平行架設(shè)線路噪聲的分布情況與同等條件的常規(guī)線路有明顯差異，兩條線路平行架設(shè)使得整個區(qū)域可聽噪聲有明顯的增大。對工頻電場來說，線路之間電場分布情況是幾個因素綜合作用的結(jié)果，電場是增強還是減弱需具體分析。該方法對分裂導(dǎo)線進行了近似處理，是比較簡單實用的方法。另一類因素則是相互影響的，如導(dǎo)線表面粗糙程度就與導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、使用年限和外部環(huán)境條件諸如濕度等有密切關(guān)系。但因經(jīng)濟性是很差，各國多采用單相導(dǎo)線電暈籠試驗推導(dǎo)激發(fā)函數(shù)和產(chǎn)生功率。如可聽噪聲的測量值取決于導(dǎo)線與微音器之間的距離，無線電干擾的測量值取決于導(dǎo)線的對地電容，電暈損失取決于分裂導(dǎo)線對地面的相對位置及空間電荷的運動程度。這種方法獲得的公式是在大雨條件下得到的試驗數(shù)據(jù)，因此只適用于大雨條件。因此，線路產(chǎn)生的可聽噪聲也與氣候環(huán)境有直接關(guān)系，線路下方的單次測量結(jié)果不足以代表線路實際的無線電干擾水平和可聽噪聲強度，只有長期的觀測數(shù)據(jù)才能反映一定電壓等級下導(dǎo)線產(chǎn)生的無線電干擾和可聽噪聲。在好天氣時，交流線路產(chǎn)生的電暈噪聲淹沒在環(huán)境噪聲中，即使是特高壓線路在好天氣條件下測量噪聲也基本等同與環(huán)境噪聲。CISPR的第18號系列出版物，總結(jié)各國的研究成果，給出了無線電干擾的統(tǒng)計特性：叫5％值，代表了大雨條件的平均水平。四、電磁環(huán)境的實驗研究噪聲和無線電干擾水平都大大提高，已成為選擇特高壓輸電線路子導(dǎo)線數(shù)及其結(jié)構(gòu)的決定性因素。所以測量的數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)不符合分布特征和衰減趨勢的現(xiàn)象。所以我們要制定相關(guān)的電環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)來控制用電設(shè)備在運行時產(chǎn)生電磁輻射的量，保證人類的正常生活和工作。同時雷、電和太陽光等現(xiàn)象都是自然界的電磁現(xiàn)象，所以人類無時無刻都處在電磁場的包圍中，與人類賴以生存的環(huán)境密切相關(guān)。(5)測量點應(yīng)取在距離邊導(dǎo)線水平距離20m處。有源天線的連接應(yīng)在主機和天線都關(guān)機情況下進行。必須按布點順序測量工頻電磁場強度的大小，做到每測一點做好相關(guān)記錄。進行磁感應(yīng)強度測量引起磁場畸變或測量誤差的可能性比較小，可忽略電介質(zhì)和非磁性導(dǎo)體的影響。結(jié)合自己的實際測量經(jīng)驗總結(jié)出測量時應(yīng)注意以下五點：(1)高壓輸電線路工頻電磁場的測量必須使用專業(yè)的測量儀器，如美國的HI．3604低頻場強測量儀和意大利的PMM5083B電磁輻射測量系統(tǒng)。第四步：選擇顯示反應(yīng)時間。在主菜單中，通過選擇手動測量(Man吼1)對應(yīng)的按鈕，顯示屏幕上就會出現(xiàn)頻率設(shè)置、大小、分辨率帶寬和時間保持四個子菜單：進行無線電干擾測量時，儀器會自動按照《無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備和方法》(Cispr16)規(guī)范進行測量，用戶進入子菜單后，選擇分辨率寬帶(RBW)對應(yīng)的按鈕會出現(xiàn)下列子菜單：在進行無線電干擾測量時需要記錄準(zhǔn)峰值，用戶必須選擇Auto Cispr對應(yīng)的按鈕，儀器會自動選擇按照Cispr16規(guī)范進行測量，測量時會自動顯示準(zhǔn)峰值CQPk)。在主菜單上按設(shè)置(setup)對應(yīng)的按鈕，儀器自動進入顯示、自動校準(zhǔn)、單位和RF輸出四個子菜單，按下與自動校準(zhǔn)(Autocal)相對應(yīng)的按鈕，儀器自動進入校準(zhǔn)狀態(tài)，該校準(zhǔn)過程大概需要2min的時間，自動校準(zhǔn)完畢以后，儀器屏幕上會自動顯示校準(zhǔn)完畢的相關(guān)信息。電線路周圍電磁環(huán)境的研究圖33 EHP一50B工頻探頭Fig．3—3 EHP50B lequency probe 圖333．1．2意大利PMM公司的9010型無線電干擾測量系統(tǒng) 圖34(1)無線電干擾測量系統(tǒng)簡介PMM9010是意大利PMM公司推出的第一臺數(shù)字式電磁兼容和干擾測試接收分析儀，如圖34所示。其主要特點：1．EHP50B探頭可在同一個探頭全方位的測量電磁場，給工頻電磁場的測量工作提供了極大的便利，同時解決了工頻電磁場測量點要求一致的問題。PMM8053B主機可同時對16個點進行測量，且具有RMS平均，算術(shù)平均，空間平均三種平均模式可以選擇，使用戶的測量工作更加方便和準(zhǔn)確?；旌霞茉O(shè)Ⅱ中除第一種方式排列外，其它方式均也較優(yōu)。 同樣，圖412和圖413為220kV110kV混合架設(shè)方式Ⅰ和方式Ⅱ下，處電場分布情況，設(shè)混合架設(shè)下相導(dǎo)線對地 10m。50HZ公眾磁場為904uT（頭部和軀體）、75800uT（四肢）。 從程序編制而言，采用Deutsch 假設(shè)的計算方法是比較適合的，因為其主要采用解析計算，程序編制簡單，同時易于校正。不足之處是，計算時間要長一些，程序編制復(fù)雜，需要很大的工作量。 有限元法計算適應(yīng)性較強?？偟膩碚f，計算方法可大致分為三類： 半經(jīng)驗公式法；有限元法；Deutsch假設(shè)法。由于工頻情況下電磁性能的準(zhǔn)靜態(tài)性質(zhì)，線路下方的磁場僅由電流產(chǎn)生。1965年Winslow首先將有限元應(yīng)用于電氣工程問題，1969年Silvester將有限元法推廣應(yīng)用于時諧電磁場問題 電位系數(shù)計算圖工作組的推薦方法計算高壓輸電線下空間工頻磁場。為求解由偏微分方程定解問題所構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，有限差分法的基本思想是利用網(wǎng)格線將定解區(qū)域離散化為網(wǎng)格離散節(jié)點的集合，然后，基于差分原理的應(yīng)用，以各離散點上函數(shù)的差商近似替代該點的偏導(dǎo)數(shù)。由于模擬電荷法自身的特點，也特別適合求解開域問題。(1)模擬電荷法模擬電荷法于1969年由H．Steinbigle提出，它和電氣工程高電壓技術(shù)發(fā)展的實要相結(jié)合，是目前靜電場數(shù)值計算的主要方法之一。用有效值相量表示，將其寫成復(fù)數(shù)形式，則相電壓、電流可表示成（U、I 為電壓、電流有效值）： ：輸電線路下一般的工頻電場算法采用的是等效電荷法。計算時，將導(dǎo)線簡化為無限長、光滑、圓柱形導(dǎo)體，使用等效半徑。 地線對于地面附近場強的影響很小，研究表明，沒有地線時較有地線時的場強增加約 1%～2%，所以可以忽略地線，簡化計算模型[21]。公眾易接近的地方，線路跨越公路時，不超過 7 kV/m；跨越農(nóng)田時，不超過 10 kV/m[22]。國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP) 1998 年 4 月正式提出了《限制時變電場、磁場和電磁場(300MHz 以下)暴露的導(dǎo)則》[19]。使得結(jié)論更加的合情合理。得出一定的實驗?zāi)Ｐ秃徒Y(jié)論。本文將從高壓輸電的電磁環(huán)境的試驗、數(shù)據(jù)、模型、測量等不同的方面進行研究。交流輸電線路的可聽噪聲限值一般取50～55 前蘇聯(lián)、日本、加拿大、波蘭等國家根據(jù)各國輸電線路的參數(shù)和對走廊的定義制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，其中有的限值不分電壓等級，有的則規(guī)定了不同電壓和限值參考距離下的統(tǒng)一限值。日本、意大利、前蘇聯(lián)等根據(jù)自身情況制定了工頻磁場暴露限值及相關(guān)暴露時間。現(xiàn)時仍未有令人信服的證據(jù)顯示極低頻電磁場會直接破壞生物分子，包括脫氧核糖核酸(DNA)，故不大可能會引起癌變，但這方面的研究仍繼續(xù)進行，以確定暴露在極低頻電磁場會否對促進癌細(xì)胞的增長或與其它因子共同促進癌細(xì)胞的增長構(gòu)成影響。在一些由自愿人士接受暴露在數(shù)小時強度達5mT的極低頻磁場的I隘床及生理測試結(jié)果顯示其影響甚微(包括血液變化、心電、心跳率、血壓和體溫)。世界衛(wèi)生組織通過對國際EMF項目及其它著名機構(gòu)研究結(jié)果的分析，在1998年11月發(fā)表第205號文，總結(jié)極低頻電磁場對健康所造成的影響：極低頻電磁場與生物組織互相感應(yīng)后的唯一實質(zhì)影響，是產(chǎn)生感應(yīng)于體內(nèi)的電場及電流，但是，因受到我們周圍環(huán)境一般存在的極低頻電磁場的照射而感應(yīng)的電流數(shù)值，其實較我們體內(nèi)自然產(chǎn)生的電流數(shù)值為低。近幾年，IEEE和世界衛(wèi)生組織分別對工頻電場和磁場的生態(tài)影響研究進行過總結(jié)。世界衛(wèi)生組織將極低頻定為30—300Hz，工頻包括其中。(1)工頻電場和工頻磁場工頻電場和磁場對生態(tài)的影響分為短期影響和長期影響。從這些實際工程問題涉及開域、激勵源分布形態(tài)較為復(fù)雜等特征出發(fā)，矩量法是將待求的積分方程問題轉(zhuǎn)化為一個矩陣方程問題，借助于計算機，求得其數(shù)值解，從而在所得激勵源分布的數(shù)值解基礎(chǔ)上，即可算出輻射場的分布及其阻抗等特性參數(shù)。模擬電荷法是基于電磁場的唯一性定理，將電極表面連續(xù)分布的自由電荷或介質(zhì)分界面上連續(xù)分布的束縛電荷用一組離散化的模擬電荷予以等值替代，這樣，應(yīng)用疊加原理，將離散的模擬電荷在空間所產(chǎn)生的場量疊加，即得原連續(xù)分布電荷所產(chǎn)生的空間電場分布。差分法和有限元法的根本區(qū)別在于聯(lián)立空間電位的一次方程式的過程。其基本做法是將微分方程的定解區(qū)域用直線劃分為若干網(wǎng)格，在網(wǎng)格的網(wǎng)點處用差商代替偏導(dǎo)數(shù)得出差分方程，再解得差分方程，以所得解作為微分方程的數(shù)值解。假設(shè)條件如下：①工頻交變電磁場為準(zhǔn)靜態(tài)場；②輸電線路為無限長直導(dǎo)線：③取導(dǎo)線橫截面為研究平面：④將分裂導(dǎo)線簡化為單導(dǎo)線；⑤大地取零電位，避雷線可不考慮。美國邦德維爾電力局(BPA)，就是通過對1200kV試驗線路長期觀測，獲得無線電干擾和可聽噪聲的實測數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)獲得計算公式對交流線路來說，適用于工頻電場和工頻磁場的數(shù)學(xué)模型和計算方法很多。這種方法獲得的激發(fā)函數(shù)是在大雨條件下得到的試驗數(shù)據(jù)，因此預(yù)測公式適用于大雨條件。比較而言，電暈籠試驗具有設(shè)備投資較小、結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，試驗條件可控，試驗測量方便，周期較短等優(yōu)點，因此是試驗研究的重要手段。試驗研究主要測量手段包括電暈籠試驗和試驗線段試驗。從對人們的生活環(huán)境和質(zhì)量來說，電場、磁場、無線電干擾和可聽噪聲都可能對周圍生活的居民產(chǎn)生影響。高電場產(chǎn)生的感應(yīng)電荷、暫態(tài)電擊等現(xiàn)象是線路附近居民重點關(guān)注的問題：較高磁場可能帶來的線路下方生態(tài)安全問題和環(huán)境問題是公眾關(guān)心的敏感問題；電暈放電產(chǎn)生的無線電干擾對附近區(qū)域無線通訊的影響程度、人耳對電暈噪聲的直觀感受都直接影響公眾對特高壓輸電工程的認(rèn)同程度。這就決定了我國要解決本世紀(jì)上半葉的電力供應(yīng)問題，就必須在大力開發(fā)水電和火電的同時建設(shè)全國能源傳輸通道。s corporate image. Therefore, it is significant to research on the electromagnetic environm