文档介绍：高压交流架空输电线路对航空无线电中波导航台站有源干扰的评估
杨露吴楷
引言
近年来,为适应航空运输业务迅猛增长的需要,多地正计划新建或改扩建机场。在新建或改扩建工程的前期工作中需要进行机场拟设台站的电磁环境测试,测试评估高压交流架空输电线路对航空无线电中波导航台站的有源干扰是其中重要内容之一。
1 高压交流架空输电线路无线电有源干扰特性
概述
高压输电线路的无线电干扰可分为有源和无源两大类:有源干扰主要是导线或线路器件表面电晕放电以及线路间隙火花放电的电磁辐射;无源干扰主要是线路及塔杆等大型金属器件对空中其他无线电信号的屏蔽和反射。电晕放电是由于导线表面电场强度较高引起空气电离而发生的放电现象;间隙火花放电是线路因接触不良或导线受到腐蚀而发生的弧光放电和火花放电现象。电晕放电是高压输电线路有源干扰的主要干扰源[1,2],本文着重讨论因电晕放电引起的有源干扰。无源干扰需要考察线路及塔杆存在前后的空间电磁场的变化,不同情况下需具体分析,本文暂未加以讨论。
电晕放电的起始条件及电晕效应
当导线表面的电场强度超过电晕的起始场强时,在输电线表面就会形成电晕放电。圆柱形导线电晕起始场强可采用皮克公式来计算[2]:
⑴
其中:为圆柱形导线电晕的起始场强(kV/cm),为导线半径(cm),为空气相对密度(对于标准大气条件和温度20℃,=1)。
输电线电晕放电的影响主要有以下几方面:①电晕放电伴随有声、光、热效应,表现为可听的“嗞嗞”声、蓝色晕光及导线周围空气温度升高等;②电晕放电会在线路周围空气中产生化学反应,产生臭氧及氧化氮等产物,会对线路造成损伤或腐蚀;③电晕放电会造成线路传输能量的损失;④电晕放电会产生高频脉冲电流,会辐射出大量电磁波造成无线电干扰。
高压交流输电线路的无线电干扰水平计算
基准干扰场强
高压交流输电线路电晕放电的数学模型是以基准无线电干扰场强的测量结果为基础的,基准干扰场强是采用符合GB/-2008《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范》要求并经有效计量检定的仪表在距高压输电线路边相导线水平距离20m处(接收天线距地面高度2m)[3]。
基准无线电干扰场强的测量应在多种气象条件下测量,在每一种气象条件下的测量次数应与该地区气象条件出现的频度成正比。当不具备上述测量条件时,基准无线电干扰场强也可只在好天气或者是持续强降雨(≥6㎜/h)的条件下测量[4]。全气象条件下80%基准无线电干扰场强值高于好天气50%的值5~15dB,低于持续强降雨50%的值5~12dB。
基准干扰场强也可以通过相关经验公式估算[5],下面以三相单回输电线路为例进行说明。距边导线水平投影20m并离地面高2m处、、好天气、50%基准无线电干扰场强按下式计算:
⑵
其中,是距边导线水平投影20m并离地面高2m处i相导线的基准无线电干扰场强();是i相导线最大表面电场强度有效值(kV/cm);
是i相导线或分裂子导线半径(cm);是i相导线分别距边导线水平投影20m并离地面高2m处的直接距离(m)。
根据上述公式计算出每相导线的干扰场强,若其中一相大于其他两相3dB以上,则取该最大值为无线电干扰场强,否则按下式计算:
⑶
其