高壓輸電線(xiàn)路與鄰近通信線(xiàn)路產(chǎn)生的影響研究

雷雨澤

（中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071）

0 引 言

國(guó)內(nèi)送電技術(shù)與發(fā)電技術(shù)逐漸成熟，超高壓輸電線(xiàn)開(kāi)始形成規(guī)模，輸電線(xiàn)路靜電場(chǎng)能夠?qū)︵徑ㄐ啪€(xiàn)路設(shè)備造成明顯影響。在通信線(xiàn)路建設(shè)與保護(hù)工作開(kāi)展方面，不可避免會(huì)遇到復(fù)雜的電磁環(huán)境，對(duì)周?chē)€(xiàn)路正常使用造成干擾，甚至對(duì)線(xiàn)路設(shè)備及周?chē)S護(hù)人員造成威脅。因此，有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)及專(zhuān)家應(yīng)重視高壓輸電線(xiàn)路與周?chē)ㄐ啪€(xiàn)路產(chǎn)生的負(fù)面影響。

1 高壓輸電線(xiàn)路對(duì)鄰近通信線(xiàn)路的電磁影響

1.1 電磁耦合影響

高壓輸電線(xiàn)路交變電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，在鄰近通信線(xiàn)路上形成電動(dòng)勢(shì)和橫向電壓。若輸電線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)短路故障，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大電流，易對(duì)周?chē)ㄐ旁O(shè)備造成危害。故障電流能夠在通信線(xiàn)路上形成縱電動(dòng)勢(shì)對(duì)地電壓，危及電信設(shè)備與工作人員的安全。高壓輸電線(xiàn)路和臨近通信線(xiàn)路產(chǎn)生的電流電壓具有一定危險(xiǎn)性，能夠?qū)νㄐ旁O(shè)備的正常使用及維護(hù)管理等造成不良影響，甚至引起火災(zāi)，給電力企業(yè)將造成巨大損失。交變電流運(yùn)行過(guò)程中能夠形成50～5 000 Hz諧波，產(chǎn)生諧波干擾，干擾輸電線(xiàn)路鄰近通信線(xiàn)路，導(dǎo)致通信回路中出現(xiàn)失真、雜音、誤碼等故障。諧波電流能夠沿著接地極線(xiàn)路與電力線(xiàn)傳播，在接地回路與電磁感性耦合過(guò)程中干擾鄰近通信線(xiàn)路[1]。若高壓輸電線(xiàn)路、發(fā)電廠、變電站等設(shè)備出現(xiàn)接地故障，接地點(diǎn)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生高電位，在接地極線(xiàn)路阻性耦合過(guò)程中形成干擾，影響周?chē)叵陆饘俟艿琅c線(xiàn)路設(shè)備等。

1.2 架空通信線(xiàn)路影響

架空通信線(xiàn)路多應(yīng)用于用戶(hù)通信線(xiàn)與接入網(wǎng)，可分為架空明線(xiàn)與架空電纜。架空明線(xiàn)能夠?qū)S護(hù)人員、明線(xiàn)線(xiàn)路用戶(hù)造成威脅，干擾用戶(hù)通話(huà)質(zhì)量。架空電纜芯線(xiàn)對(duì)稱(chēng)性較好，在屏蔽電磁干擾方面能夠發(fā)揮一定作用。架空通信電纜長(zhǎng)度較短，高壓輸電線(xiàn)路電磁干擾產(chǎn)生的影響相對(duì)較小。架空電纜電磁干擾多集中于終端設(shè)備、絕緣銅線(xiàn)和絕緣介質(zhì)，在電磁干擾問(wèn)題研究方面，需綜合考慮通信設(shè)備的危險(xiǎn)性因素。架空電纜靜電感應(yīng)電位相對(duì)較高，在與人體接觸過(guò)程中能夠瞬間放電，形成的電流密度較大，導(dǎo)致人體出現(xiàn)刺痛。當(dāng)高壓輸電線(xiàn)路與架空電纜電容偶合后，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生持續(xù)電流，電流值超過(guò)一定程度便會(huì)對(duì)人體心臟肌肉產(chǎn)生刺激作用，導(dǎo)致人體痙攣，易對(duì)人體心臟正常活動(dòng)造成危害。在高壓輸電線(xiàn)路維護(hù)工作開(kāi)展方面，工作人員需要結(jié)合空間電場(chǎng)強(qiáng)度確定電擊程度。通常架空通信線(xiàn)路與地面之間的高度為6 m，當(dāng)高壓輸電線(xiàn)路電壓等級(jí)達(dá)到500 kV時(shí)，高壓輸電線(xiàn)路與通信線(xiàn)路的最小垂直距離為8.5 m。如果維護(hù)人員工作過(guò)程中頭部比架空通信線(xiàn)路高0.5 m，那么工頻場(chǎng)強(qiáng)接近13.5 kV/m。在輸電線(xiàn)路下方工作過(guò)程中，因?yàn)榧芸针娎|水泥電桿與鋼絞線(xiàn)等具有一定的電磁屏蔽作用，所以實(shí)際工頻場(chǎng)強(qiáng)小于計(jì)算數(shù)值[2]。由于用戶(hù)線(xiàn)與接地網(wǎng)線(xiàn)路比例相對(duì)較大，通信線(xiàn)路分布范圍較廣，且密集程度較高，因此架空線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到高壓輸電線(xiàn)路的影響，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)會(huì)對(duì)周?chē)脩?hù)線(xiàn)路和接地網(wǎng)電路正常通行造成較大影響。

1.3 長(zhǎng)途干線(xiàn)及本地中繼網(wǎng)影響

長(zhǎng)途干線(xiàn)是國(guó)家通信網(wǎng)的核心組成部分，對(duì)現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸及通信具有重要影響。通信光纖包括有金屬光纖和無(wú)金屬光纖，超高壓輸電線(xiàn)路能夠?qū)τ薪饘俟饫w產(chǎn)生電磁影響，不會(huì)影響無(wú)金屬光纖通信線(xiàn)路。在金屬光纖通信線(xiàn)路電磁感應(yīng)研究方面，需要分析金屬回路屬性和連接情況。在直埋光纜電磁影響分析方面，需要研究輸電線(xiàn)路與通信線(xiàn)路之間形成的阻性耦合。長(zhǎng)途干線(xiàn)在高壓輸電線(xiàn)路中的比例相對(duì)較小，線(xiàn)路設(shè)備抗干擾能力很小，不會(huì)出現(xiàn)明顯的輸電線(xiàn)路電磁干擾現(xiàn)象。本地中繼網(wǎng)主要指本地通信網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)主要包括移動(dòng)電話(huà)交換機(jī)、局用交換機(jī)等。光纖通信在本地中繼網(wǎng)中比較常見(jiàn)，架空通信光纜線(xiàn)路應(yīng)用范圍相對(duì)廣泛。若高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)短路故障問(wèn)題，則架空通信線(xiàn)路懸掛鋼絞線(xiàn)和金屬加強(qiáng)芯會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而威脅工作人員的生命安全。本地中繼網(wǎng)在高壓輸電線(xiàn)中所占比例較大，線(xiàn)路長(zhǎng)度明顯不如長(zhǎng)途干線(xiàn)[3]。本地中繼網(wǎng)通信線(xiàn)路抗干擾能力較強(qiáng)，高壓輸電線(xiàn)路對(duì)周?chē)ㄐ啪€(xiàn)路產(chǎn)生的電磁干擾相對(duì)較小。

2 電磁影響計(jì)算分析

通信線(xiàn)路隨意兩點(diǎn)間電流感應(yīng)電位差被定義為電磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)。縱電動(dòng)勢(shì)計(jì)算過(guò)程中，需要采集送電及通信線(xiàn)路互感系數(shù)、接近長(zhǎng)度和電流頻率等參數(shù)，通過(guò)運(yùn)算公式獲得相應(yīng)參數(shù)值。計(jì)算人員可以通過(guò)送電線(xiàn)路設(shè)計(jì)手冊(cè)獲得屏蔽系數(shù)，通過(guò)屏蔽系統(tǒng)計(jì)算公式求解綜合屏蔽系數(shù)。如果電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障問(wèn)題，故障電流會(huì)經(jīng)過(guò)電線(xiàn)桿塔、接地網(wǎng)和發(fā)電廠接地設(shè)備流入大地，導(dǎo)致區(qū)域范圍內(nèi)地電位上升。通信電纜無(wú)金屬護(hù)套和金屬護(hù)套能夠與接地形成電位差，促使局部接地設(shè)備電位逐漸升高，被稱(chēng)為地電位升。在地電位升計(jì)算方面，需要收集大地電流、桿塔接地設(shè)備運(yùn)算半徑和大地電阻率等參數(shù)[4]。送電線(xiàn)路發(fā)生故障后，計(jì)算人員必須按照相關(guān)規(guī)定要求設(shè)置通信電纜芯線(xiàn)內(nèi)磁感應(yīng)電壓，其中導(dǎo)線(xiàn)制和導(dǎo)線(xiàn)采用遠(yuǎn)距離供電形式，近距離供電線(xiàn)路電壓必須控制在0.6UDt，即60%直流試驗(yàn)電壓。根據(jù)通信線(xiàn)路中輸電線(xiàn)路不良影響計(jì)算規(guī)程可知，鄰近通信線(xiàn)路接觸人體之后的電流值須控制在15 mA，高可靠性送電線(xiàn)路電壓與其他送電線(xiàn)路電壓分別為650 V、30 V。在高壓輸電線(xiàn)路對(duì)鄰近通信線(xiàn)路危險(xiǎn)影響計(jì)算方面，計(jì)算人員需要參照相關(guān)輸電線(xiàn)路干擾影響與危險(xiǎn)影響設(shè)計(jì)規(guī)程。在送電線(xiàn)路與通信線(xiàn)路接近段設(shè)置方面，若磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)超過(guò)規(guī)定范圍，需要通過(guò)高阻抗接地、低阻抗接地等形式求解磁感應(yīng)對(duì)地電壓。

3 建 議

綜上可知，若高壓輸電線(xiàn)路對(duì)鄰近通信線(xiàn)路影響超出標(biāo)準(zhǔn)限值范圍后，會(huì)對(duì)維護(hù)人員生命安全造成嚴(yán)重威脅。以往工作經(jīng)驗(yàn)顯示，當(dāng)高壓輸電線(xiàn)路與通信電纜架設(shè)高度達(dá)到規(guī)定條件之后，工作人員管理過(guò)程中的電場(chǎng)強(qiáng)度將大于國(guó)際參照值，易威脅員工生命安全。同時(shí)，高壓輸電線(xiàn)路中工頻磁場(chǎng)能夠?qū)νㄐ啪€(xiàn)路設(shè)備正常運(yùn)行造成不良影響。在電磁影響程度研究方面，需要計(jì)算地電位升、危險(xiǎn)影響和電磁干擾影響，從而為工作人員維護(hù)管理提供參考。在架空通信線(xiàn)路建設(shè)方面，施工人員必須根據(jù)相關(guān)規(guī)程執(zhí)行任務(wù)，合理設(shè)置高壓輸電線(xiàn)路和鄰近通信線(xiàn)路之間的垂直距離。在電信大樓或機(jī)房等線(xiàn)路設(shè)備使用方面，需要分析評(píng)估周?chē)姶怒h(huán)境，利用周?chē)旊娋€(xiàn)路磁場(chǎng)與工頻電場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果分析、判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行是否安全。若高壓輸電線(xiàn)路與周?chē)ㄐ啪€(xiàn)路距離較近，則需要類(lèi)比分析電磁環(huán)境，判斷高壓輸電線(xiàn)路磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流電壓是否會(huì)對(duì)周?chē)ぷ魅藛T或設(shè)備等產(chǎn)生危害。電磁影響計(jì)算過(guò)程中，工作人員需要綜合考慮高壓輸電線(xiàn)路下的屏蔽作用，適當(dāng)降低房屋電場(chǎng)強(qiáng)度。在架空通信線(xiàn)路運(yùn)維管理工作開(kāi)展方面，工作人員必須配備安全護(hù)具，避免在惡劣天氣工作，提高安全作業(yè)意識(shí)。

此外，若高壓輸電線(xiàn)路對(duì)鄰近通信線(xiàn)路造成電磁干擾，電力企業(yè)需要提供相應(yīng)安全防護(hù)措施，為線(xiàn)路設(shè)備及工作人員安全提供基礎(chǔ)保障。在安全防護(hù)措施制訂方面，需要綜合考慮通信線(xiàn)路和高壓輸電線(xiàn)路的質(zhì)量、等級(jí)、安全等。若通信線(xiàn)路中使用金屬光纖，可以通過(guò)懸掛鋼絞線(xiàn)和加強(qiáng)芯保護(hù)線(xiàn)路設(shè)備，保障信號(hào)傳輸穩(wěn)定。在市話(huà)通信電纜線(xiàn)路運(yùn)行管理方面，可以通過(guò)過(guò)電壓保安器安裝作業(yè)保障通信環(huán)境安全。若市話(huà)電纜周?chē)鷽](méi)有避雷器且絕緣強(qiáng)度較高，則需要將放電器安裝在配電箱與分線(xiàn)箱位置。當(dāng)架空通信線(xiàn)路危險(xiǎn)影響超標(biāo)時(shí)，維護(hù)人員需將陶瓷放電管安裝于線(xiàn)路。若架空線(xiàn)路干擾影響超標(biāo)，維護(hù)人員可以局部改造屏蔽線(xiàn)路或者架空明線(xiàn)。在用戶(hù)線(xiàn)與接入網(wǎng)線(xiàn)路安裝應(yīng)用方面，電力企業(yè)必須重視超高壓輸電線(xiàn)路與周?chē)ㄐ啪€(xiàn)路產(chǎn)生的危險(xiǎn)和干擾影響，通過(guò)有效干預(yù)措施保障通信線(xiàn)路運(yùn)行安全。

4 結(jié) 論

在高壓輸電線(xiàn)路的電磁場(chǎng)作用下，會(huì)對(duì)鄰近通信線(xiàn)路造成電磁耦合影響（常見(jiàn)鄰近通信線(xiàn)為架空通信線(xiàn)路、長(zhǎng)途干線(xiàn)以及本地中繼網(wǎng)），長(zhǎng)期影響下，易造成災(zāi)害等安全事故。因此，必需進(jìn)行相應(yīng)管理。本文分析了電磁影響的要求，由此可知實(shí)際電磁影響的表現(xiàn)，并通過(guò)相關(guān)措施進(jìn)行處理。圍繞高壓輸電線(xiàn)路的安全影響，本文提出了相關(guān)建議，以保障電力工作者和周邊人群的安全。