500kV输电线路下方感应电产生机理研究及防控

500kV输电线路下方感应电产生机理研究及防控

宋晓军 陈若冰 王江力

河南省电力公司检修公司 河南省 濮阳市 457000

摘要：随着经济和电力行业的快速发展，实现电力能源的可持续发展，离不开电力网络这一高效便捷的能源输送通道。当前，国家电网公司计划投建的特高压输电线路中，不乏出现通过已有电力通道架设新建线路的工程，密集的线路之间通过电磁场的联系会形成较严重的相间干扰，这些干扰对通信设备的影响较大，且不利于线路运维检修工作的开展。对此，本文针对交直流输电线路就感应电流方面开展深入分析，重点研究感应电流受各因素的影响，为多线路并行的交直流输电线路电磁环境的研究提供一定的参考。

关键词：超高压；输电线路；感应电；机理；防控

引言

为了进一步查找输电线路下方居民住房受超高压架空输电线路感应电的影响，开展了感应电对居民住房影响的研究，电力线路定相试验是输变电工程改、扩建或主设备大修后送电前的一项重要试验，因该试验在现场常遭受邻近线路感应电压影响，故介绍一种串联谐振防感应电压的方法。该方法相比于传统的并联电容器法有更好的防感应电效果及安全性能，尤其适应于高压远距离输电线路定相试验，可为电网一线作业人员提供参考。

1输电线路运行维护和检修管理的特点

在电力系统的管理中，输电线路的运行维护和检修管理是至关重要的，且多伴随着任务量大、时间成本高、涉及内容多等特点。电力系统作为保证电力持续稳定运行的关键，一旦在电力系统中出现了输电线路的故障问题，不仅仅是会对电力供应产生负面影响，严重情况下还会引发各类电力供应中的不安全因素。因此，针对这一问题，就需要持续优化输电线路的运行维护和检修管理工作，以此来保证电力供应的平稳持久。首先需要电力系统的管理部门，不断加大对输电线路的重视程度，明确日常维护和检修管理的工作细则，完善监督机制，构建责任体系，保证各类工作落实到实处，以及对人员进行培训，强化人员的责任意识和专业能力。

2感应电压测试原因分析

房屋结构和导线关系分析：居民房屋采用铁皮屋顶，与导线距离十几米，这样铁皮屋顶和导线的关系相当于一个棒-板结构的不均匀充放电电容器模型，相当于一个大的储能元件，不断进行储能，能量得不到存储，但是能量一直在。电容器极板也就是铁皮屋顶上面有大量的电荷使得铁皮屋顶的电位高于地电位。据有关资料证明，人体触电是工频电流的问题，这个放电电流远远大于人体可承受的电压，这样人体就有触电身亡的风险。当存在一个接地装置时，电容器上的能量就会对地释放。从而铁皮金属屋顶形成感应电压，由于屋顶未接地，当人接触到铁皮屋顶时就会发生触电事故。

3感应电测试

3.1输送电流

对于特高压交直流输电线路，线路电压波动较小，但交流线路输送电流会发生变化。交流输电线路输送电流为1000A、1500A、2000A、3000A、4000A和5000A时的直流线路接地线上电磁感应电流。随着交流线路输送电流的增大，电磁感应电流呈现增大趋势，并且几乎可以看作线性增长。

3.2分裂导线几何间距的影响

以500kV单回输电线路为研究对象，布线方式为正三角布线方式，选取分裂导线数为4根、其中分裂导线的自身半径为3.0cm、导线离地高的距离18.0m等条件为模型参数。改变不同的分裂导线几何间距以研究其对感应电场强度的影响，其中分裂导线几何间距分别选取为0.2m、0.3m、0.4m、0.5m、0.6m，研当分裂导线的几何间距为0.2m时，最大感应电场强度仅为3.624kV/m，分裂导线的几何间距随之增加至0.6m时，最大感应电场强度增加至4.263kV/m。可以发现分裂导线几何间距每增加0.1m，电场强度增加约0.2kV/m，其中当分裂导线几何间距增加至0.4m时，其感应电场强度超过标准限值。究其原因是当几何间距的增加导致各相线截面积的增加，从而增加导线表面聚集电荷，以致感应电场强度的增加。综上所述，在实际操作中可以适当的降低分裂导线几何间距，该措施有利于降低感应电场强度。

3.3定相试验

试验中选取额定电压为10ｋＶ、电容量为15.7μＦ的并联电容器和额定电压为１ｋＶ、电感量为0.65Ｈ的电抗器进行串联谐振回路测试，并将并联电容器法（电容量大小为１５．７μＦ）与串联谐振法进行比较。对交流２２０ｋＶ某同塔架设的双回线路进行试验，线路全长３０ｋｍ，其中一回线路新投运待测，另一回线路为在运状态。测试中为防感应电伤人，直接测量采用电压互感器法，然后采集二次侧电压进行变比换算得到一次侧感应电压值。试验中，并接电容器法及串联谐振法的绝缘电阻测试值基本一致，为８００ＭΩ左右，而直接测量的直流电压太高，无法检测。

3.4感应电防控措施

1）使用导电性良好的金属导体将铁皮屋顶进行屏蔽并将房屋顶接地，这样房屋顶部的电压就会通过接地体流入大地。2）将屋顶的电流引下来连接蓄电池进行充电，可以给用户提供用电电源，蓄电池需要接地。3）通过对感应电产生的机理进行分析，铁皮屋顶在导线的电磁场环境下容易产生极大的电压并且对人体容易造成触电伤亡的危害，在这种情况下应该将铁皮屋顶换成其他非金属类屋顶，如绝缘漆处理的屋顶。4）通过COMSOL仿真计算软件建立通电导线周围电磁场及电磁场通过铁皮屋顶感应产生电压的动态模型，确定导线通过电流和导线与铁皮屋顶之间的距离、铁皮屋顶的面积的关系模型，这三者在不同参数下产生的感应电压大小，为工程建设和居民住房建设提供参考依据。5）输电线路管理部门向铁皮屋顶附近管理单位发放触电相关知识，让他们明白带电体附近金属部门感应电最高电压大于1.0kV，容易引发触电，让居民做好安全防范意识。6）通过测量证实在接地良好的情况下现场存在的感应电压在规程允许范围之内，但在日常生活中依然会发生人身触电事件，在此情况之下居民平时不要裸体接触导电体。

3.5制定科学有效的安全预警机制

在输电线路的管理工作中，还需要建立起完善的预警机制，确保检修人员和巡查人员在预警机制的作用下，更为及时地发现线路中存在的各类故障问题，并同时针对故障问题进行优化措施，使故障问题导致的损失能够降低到最少，提高输电线路运行整体的稳定性与持续性。同时，针对组成输电线路的每一个环节和每一个要求，也需要建立起实时的监控机制，并保证监督的多角度和多方面，确保输电线路运行中的真实状态能够被完全掌握。主管部门还应当建立起有效的安全预警标准，使输电线路在发生问题后，能够被第一时间发现，并及时反馈、及时处理。由此可见，输电线路运行过程中的数据收集和数据分析是安全预警机制的重要基础，数据信息的准确性则是其重要依据。

结语

输电线路作为我国电网运行中的重要组成部分，直接关系着电力供应的持续性与稳定性。随着并行交直流线路规模的不断扩大，其周围电磁环境逐渐成为亟待研究的重要问题。为此，本文针对并行交直流线路电磁环境的影响因素问题，重点研究了输送电流、并行长度、线路间距、线路高度、土壤电阻率及非全线运行耦合对电磁感应电流的影响规律。本文所得结论对后续并行输电线路的电磁环境研究提供了一定的理论依据。

参考文献

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