交流并行输电线路电磁环境影响分析方法及减缓措施探讨
姚欢 夏远芬 杨光俊 方燕
摘要：受土地资源和城市规划的影响，越来越多的高压交流输电线路采用并行架设，由此导致并行输电线路对电磁环境的叠加影响。根据《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014），对330KV及以上并行输电线路的电磁环境影响应采取类比监测或模式预测的方式进行预测。本文以实例对比了上述两种方法预测结果的相关性，并具体分析了两种方法的适用性，在此基础上，还探讨了并行输电线路电磁环境的减缓措施。
关键词：并行输电线路；类比监测；模式预测；减缓措施
中图分类号：X837 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0022-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.011
Abstract：Affected by land resources and urban planning， more high voltage AC transmission lines are set up in parallel，and this will lead to the superposition of the parallel transmission lines to the electromagnetic environment. According to（HJ24-2014），the influence of the electromagnetic environment on the parallel transmission lines of 330 thousand volts or above should be predicted by analogy or model prediction.In this paper， the correlation between the predicted results of the two methods is compared with two examples，and the applicability of the two methods is analyzed.On this basis， the mitigation measures for the electromagnetic environment of parallel transmission lines are discussed.
Keywords：Parallel transmission lines；Analogical monitoring；Model prediction；Mitigation measures
交流輸电线路是输变电工程的一部分，是输送电能的重要基础设施，在为现代社会发挥作用的同时，不可避免产生一定的环境影响，主要的影响因子为电磁环境。在交流输电线路走廊规划时，受城市建设及土地规划的影响，越来越多的输电线路在设计选线阶段即考虑与已有的线路并行走线，由此可能导致对并行线路沿线电磁环境的叠加影响[1-2]。
《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014）明确规定要对330kV及其以上电压等级的并行线路电磁环境影响评价因子进行分析，分析的方法可采用模式预测或类比监测。本文以两种不同架设方式的特高压并行输电线路为例，同时采用实际监测和模式预测的方法对其电磁环境影响进行预测，一方面分析两种预测方法的实用性，另一方面探讨并行输电线路的电磁环境减缓措施，以期为同类工程提供参考。
1 并行输电线路电磁环境影响分析
根据实际经验，输电线路的电磁环境影响中，工频磁场不会超过国家规定的标准要求，主要制约因素为输电线路产生的工频电场。故这里仅就并行输电线路的工频电场模式预测及实际监测值进行比较。
1.1 两条750kV单回输电线路并行
两条并行单回750kV输电线路类比时监测点布设如下：Ⅱ回线路外侧边导线外20m为起点，沿垂直线路朝Ⅰ回线路方向进行，测点间距5m、地面1.5m高处，测至Ⅰ回线路边导线外50m。其中，Ⅱ回线路导线相间距18m，导线对地高度20m，Ⅰ回线路导线相间距18m，导线对地高度22m。详见图1。
模式预测参照《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014）附录C（高压交流架空输电线路下空间工频电场强度的计算）。两条并行单回750kV输电线路模式预测及类比监测结果对比示意图见图2。
1.2 1条750kV单回线路与1条750kV双回线路并行
对于1条单回水平排列与1条双回垂直排列750kV并行线路，监测点布设如下：双回线路外侧边导线外50m为起点，沿垂直线路朝单回线路方向进行监测，测点间距2m或5m，地面1.5m高处，测至单回线路边导线外50m。其中，双回线路边导线与中心线最大间距12m，导线对地高度28m，单回线路导线相间距12m，导线对地高度26m。1条单回和1条双回750kV并行输电线路类比监测布点示意图详见图3，类比监测与模式预测结果对比示意图见图4。
1.3 实际监测及理论计算结果分析
根据理论计算及实际监测结果的对比可知：
对于并行输电线路的影响预测，模式预测结果与类比监测结果的变化趋势基本一致，最大值均出现在导线弧垂最低点附近，且随着距离的增加而减小。在并行线路之间，由于两条线路的叠加影响，工频电场值的降低较两并行线路外侧要缓，预测或监测值均略高于并行线路外侧相同衰减距离处对应的工频电场值。
不论采用何种架设方式，类比监测与模式预测数值均存在一定的差异，这是由于实际监测受人为误差、仪器精度、地形、气候、运行工况等多种因素的影响[3]。一般情况下，由于理论预测参数中采用了设计的最大负荷，而实际线路运行一般低于最大负荷，故实际监测值低于模式预测值。但在有些情况也会出现例外，模式预测中预测点位处于同一水平高度，而实际监测中地形有起伏时，一般地形高的点位相当于减小了线路弧垂高度，会出现实际监测值高于理论预测值的情况。
2 减缓措施的制定
根据对比，尽管类比监测与模式预测存在一定的差异，但二者的最大值相似。且由于类比监测更能反应实际运行的并行输电线路对环境的影响，故而可以根据类比监测来了解并行输电线路运行中的规律及工频电场的最大值情況。而在设计及建设过程中，需要精确了解并行输电线路产生的工频电场强度，并制定防治措施时，应更多的依据理论预测结果作为凭据。
对于输电线路产生的电磁环境影响，在杆塔型号及导线等参数确定的情况下，降低其对电磁环境贡献值的一个重要方式为增加导线对地高度。对于并行输电线路而言，同时可以采用增加并行间距来减少叠加的电磁环境影响，不同电磁防治措施的选取应因地制宜，综合考虑环境、经济和技术各方面因素。
对于人口相对稀少的地区，可采用增加并行线路间距的措施来降低对地面的电磁环境贡献。但当并行输电线路中心线之间的间距超过80m时，叠加影响已经很弱[4]，故在土地资源相对丰富的地区，可将并行线路之间的间距控制在80-100m之间。在此情况下仍不能满足标准时，需同时采用提高导线对地高度的措施。
对于人口相对密集、土地资源紧张的地区，为了节约线路走廊的占地面积，减轻对当地规划的影响，可采用提高导线对地高度的措施，所需满足的最低高度应以模式预测为准，并兼顾环境因素。
3 结论及建议
类比监测和模式预测作为两种影响预测的方法，在很多领域都有着广泛的应用，并各有其优缺点和适用性。在对并行输电线路电磁环境影响的预测中，应充分了解两种方法的特点，结合工程自身的情况及类比对象的可求性进行预测方法的选取。在减缓措施的制定中，应综合考虑预测的结果以及工程所处的环境特征。
对于并行输电线路的电磁环境影响预测，虽然采用类比的方法进行预测有据可循，但在实际应用中仍应谨慎考虑，根据实际选择合理的方法。并行输电线路根据线路的架设方式、电压等级的不同会出现多种不同的并行方式，两并行线路也分别存在各自的参数，如导线型号、相间距、导线排列等参数均可能影响到线路产生的工频电场[5]，即使是并行的两条线路以上参数均相似，并行线路之间的距离也影响着其产生的叠加影响。因此，在预测并行输电线路的电磁环境影响时，建议同时采用类比监测和理论计算两种方式来进行预测。
参考文献
[1]徐禄文，邹岸新，陈建明.500kV同走廊并行交流输电线路工频电场的仿真计算研究[J].环境影响评价，2015，37（4）：76-82.
[2]黄道春，阮江军，文武等.特高压交流输电线路电磁环境研究[J].电网技术，2007，31（22）：1-6.
[3]曹红英，张翼等.并行输电线路工频电磁场的叠加算法研究[J].三峡大学学报（自然科学版），2014，36（4）：62-66.
[4]郭留明，雷佳明等.西北地区750kV并行输电线路三维工频电场计算与分析[J].陕西电力，2017，45（3）：86-92.
[5]吴高强.高压输电线路环境影响评价模拟类比研究[D].北京：中国地质大学，2007.
收稿日期：2018-01-22
作者简介：姚欢（1987-），男，硕士研究生，工程师，研究方向为电网规划。
摘要：受土地资源和城市规划的影响，越来越多的高压交流输电线路采用并行架设，由此导致并行输电线路对电磁环境的叠加影响。根据《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014），对330KV及以上并行输电线路的电磁环境影响应采取类比监测或模式预测的方式进行预测。本文以实例对比了上述两种方法预测结果的相关性，并具体分析了两种方法的适用性，在此基础上，还探讨了并行输电线路电磁环境的减缓措施。
关键词：并行输电线路；类比监测；模式预测；减缓措施
中图分类号：X837 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0022-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.011
Abstract：Affected by land resources and urban planning， more high voltage AC transmission lines are set up in parallel，and this will lead to the superposition of the parallel transmission lines to the electromagnetic environment. According to（HJ24-2014），the influence of the electromagnetic environment on the parallel transmission lines of 330 thousand volts or above should be predicted by analogy or model prediction.In this paper， the correlation between the predicted results of the two methods is compared with two examples，and the applicability of the two methods is analyzed.On this basis， the mitigation measures for the electromagnetic environment of parallel transmission lines are discussed.
Keywords：Parallel transmission lines；Analogical monitoring；Model prediction；Mitigation measures
交流輸电线路是输变电工程的一部分，是输送电能的重要基础设施，在为现代社会发挥作用的同时，不可避免产生一定的环境影响，主要的影响因子为电磁环境。在交流输电线路走廊规划时，受城市建设及土地规划的影响，越来越多的输电线路在设计选线阶段即考虑与已有的线路并行走线，由此可能导致对并行线路沿线电磁环境的叠加影响[1-2]。
《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014）明确规定要对330kV及其以上电压等级的并行线路电磁环境影响评价因子进行分析，分析的方法可采用模式预测或类比监测。本文以两种不同架设方式的特高压并行输电线路为例，同时采用实际监测和模式预测的方法对其电磁环境影响进行预测，一方面分析两种预测方法的实用性，另一方面探讨并行输电线路的电磁环境减缓措施，以期为同类工程提供参考。
1 并行输电线路电磁环境影响分析
根据实际经验，输电线路的电磁环境影响中，工频磁场不会超过国家规定的标准要求，主要制约因素为输电线路产生的工频电场。故这里仅就并行输电线路的工频电场模式预测及实际监测值进行比较。
1.1 两条750kV单回输电线路并行
两条并行单回750kV输电线路类比时监测点布设如下：Ⅱ回线路外侧边导线外20m为起点，沿垂直线路朝Ⅰ回线路方向进行，测点间距5m、地面1.5m高处，测至Ⅰ回线路边导线外50m。其中，Ⅱ回线路导线相间距18m，导线对地高度20m，Ⅰ回线路导线相间距18m，导线对地高度22m。详见图1。
模式预测参照《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ24-2014）附录C（高压交流架空输电线路下空间工频电场强度的计算）。两条并行单回750kV输电线路模式预测及类比监测结果对比示意图见图2。
1.2 1条750kV单回线路与1条750kV双回线路并行
对于1条单回水平排列与1条双回垂直排列750kV并行线路，监测点布设如下：双回线路外侧边导线外50m为起点，沿垂直线路朝单回线路方向进行监测，测点间距2m或5m，地面1.5m高处，测至单回线路边导线外50m。其中，双回线路边导线与中心线最大间距12m，导线对地高度28m，单回线路导线相间距12m，导线对地高度26m。1条单回和1条双回750kV并行输电线路类比监测布点示意图详见图3，类比监测与模式预测结果对比示意图见图4。
1.3 实际监测及理论计算结果分析
根据理论计算及实际监测结果的对比可知：
对于并行输电线路的影响预测，模式预测结果与类比监测结果的变化趋势基本一致，最大值均出现在导线弧垂最低点附近，且随着距离的增加而减小。在并行线路之间，由于两条线路的叠加影响，工频电场值的降低较两并行线路外侧要缓，预测或监测值均略高于并行线路外侧相同衰减距离处对应的工频电场值。
不论采用何种架设方式，类比监测与模式预测数值均存在一定的差异，这是由于实际监测受人为误差、仪器精度、地形、气候、运行工况等多种因素的影响[3]。一般情况下，由于理论预测参数中采用了设计的最大负荷，而实际线路运行一般低于最大负荷，故实际监测值低于模式预测值。但在有些情况也会出现例外，模式预测中预测点位处于同一水平高度，而实际监测中地形有起伏时，一般地形高的点位相当于减小了线路弧垂高度，会出现实际监测值高于理论预测值的情况。
2 减缓措施的制定
根据对比，尽管类比监测与模式预测存在一定的差异，但二者的最大值相似。且由于类比监测更能反应实际运行的并行输电线路对环境的影响，故而可以根据类比监测来了解并行输电线路运行中的规律及工频电场的最大值情況。而在设计及建设过程中，需要精确了解并行输电线路产生的工频电场强度，并制定防治措施时，应更多的依据理论预测结果作为凭据。
对于输电线路产生的电磁环境影响，在杆塔型号及导线等参数确定的情况下，降低其对电磁环境贡献值的一个重要方式为增加导线对地高度。对于并行输电线路而言，同时可以采用增加并行间距来减少叠加的电磁环境影响，不同电磁防治措施的选取应因地制宜，综合考虑环境、经济和技术各方面因素。
对于人口相对稀少的地区，可采用增加并行线路间距的措施来降低对地面的电磁环境贡献。但当并行输电线路中心线之间的间距超过80m时，叠加影响已经很弱[4]，故在土地资源相对丰富的地区，可将并行线路之间的间距控制在80-100m之间。在此情况下仍不能满足标准时，需同时采用提高导线对地高度的措施。
对于人口相对密集、土地资源紧张的地区，为了节约线路走廊的占地面积，减轻对当地规划的影响，可采用提高导线对地高度的措施，所需满足的最低高度应以模式预测为准，并兼顾环境因素。
3 结论及建议
类比监测和模式预测作为两种影响预测的方法，在很多领域都有着广泛的应用，并各有其优缺点和适用性。在对并行输电线路电磁环境影响的预测中，应充分了解两种方法的特点，结合工程自身的情况及类比对象的可求性进行预测方法的选取。在减缓措施的制定中，应综合考虑预测的结果以及工程所处的环境特征。
对于并行输电线路的电磁环境影响预测，虽然采用类比的方法进行预测有据可循，但在实际应用中仍应谨慎考虑，根据实际选择合理的方法。并行输电线路根据线路的架设方式、电压等级的不同会出现多种不同的并行方式，两并行线路也分别存在各自的参数，如导线型号、相间距、导线排列等参数均可能影响到线路产生的工频电场[5]，即使是并行的两条线路以上参数均相似，并行线路之间的距离也影响着其产生的叠加影响。因此，在预测并行输电线路的电磁环境影响时，建议同时采用类比监测和理论计算两种方式来进行预测。
参考文献
[1]徐禄文，邹岸新，陈建明.500kV同走廊并行交流输电线路工频电场的仿真计算研究[J].环境影响评价，2015，37（4）：76-82.
[2]黄道春，阮江军，文武等.特高压交流输电线路电磁环境研究[J].电网技术，2007，31（22）：1-6.
[3]曹红英，张翼等.并行输电线路工频电磁场的叠加算法研究[J].三峡大学学报（自然科学版），2014，36（4）：62-66.
[4]郭留明，雷佳明等.西北地区750kV并行输电线路三维工频电场计算与分析[J].陕西电力，2017，45（3）：86-92.
[5]吴高强.高压输电线路环境影响评价模拟类比研究[D].北京：中国地质大学，2007.
收稿日期：2018-01-22
作者简介：姚欢（1987-），男，硕士研究生，工程师，研究方向为电网规划。
