一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法技术

本发明专利技术涉及高压输变电工程电磁兼容领域，具体涉及一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法。该方法从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，减小高压架空输电线路在无线台站工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰，该方法包括下述步骤：（1）确定输电线路杆塔与架空地线构成的环形天线的谐振频率；（2）根据实际输电线路的布局确定不同档距的谐振频率；（3）根据需要规避的无线电干扰频率，通过改变接地点的方式，为高压输电线路解谐。通过试验所获得的试验数据对比证明，本发明专利技术具有较高准确性，可应用于减小今后高压输电线路对邻近中短波无线电台站的无源干扰。

Method for reducing passive interference of high-voltage transmission line in low frequency band

The invention relates to the electromagnetic compatibility field of a high-voltage power transmission and transformation project, in particular to a method for reducing the passive interference of a high-voltage transmission line in the low frequency section. From the analysis of HV overhead transmission lines by changing the resonant frequency of transmission line grounding mode, reduce the overhead transmission line in the induction current wireless station working frequency band, passive interference from the source to reduce the transmission line, the method comprises the following steps: (1) to determine the resonant frequency of circular antenna transmission tower and overhead ground wire a; (2) according to the actual transmission line layout to determine the resonant frequency of different spans; (3) according to the radio frequency interference to avoid, by changing the grounding mode for high voltage transmission line detuning. Compared with the test data obtained by the test, the invention has higher accuracy and can be applied to reduce the passive interference of the high-voltage transmission line to the near middle and short wave radio station in the future.

【技术实现步骤摘要】
一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法
本专利技术涉及高压输变电工程电磁兼容领域，具体涉及一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法。
技术介绍
高压架空输电线路对无线电台站形成的无源干扰，主要来自高压架空导线和铁塔受无线电信号的电磁场激励产生的感应电流，此感应电流通过金属构架向空间辐射电磁波，辐射电磁波与源信号产生同频干扰，将会改变原无线电信号的幅值和相位。目前关于减小输电线路无源干扰的方法，国内外并没有相关的研究。目前关于高压输电线路无源干扰的解决方法都是采取防护间距的方式，通过拉开高压输电线路与需要保护的无线台站之间的间距，利用电磁波的自然衰减，来规避高压输电线路无源干扰对无线台站的影响。这种防护间距具有较大的安全裕度，在土地资源稀缺的地区通常很难满足防护间距的要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，该方法从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，从而减小高压架空输电线路在无线电工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，其改进之处在于，所述方法从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，减小高压架空输电线路在无线台站工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰，所述方法包括下述步骤：（1）确定输电线路杆塔与架空地线构成的环形天线的谐振频率；（2）根据实际输电线路的布局确定不同档距的谐振频率；（3）根据需要规避的无线电干扰频率，通过改变接地点的方式，为高压输电线路解谐。进一步地，所述步骤（1）中，由两个杆塔、架空线以及大地构成的回路作为环形天线，如果构成闭合环形天线的某一条边长度为无线台站工作频率波长的整数倍N时，整个环形天线发生谐振，且在该条边上出现幅值较大的驻波电流；环形天线的谐振频率表达式如下：其中：h1、h2分别是构成环形天线两个垂直杆塔的高度，单位为m；s1为两个垂直杆塔接地体的地面投影距离，单位为m；c为真空中光速；N为正整数，N＝1，2，3，…；分母中的2倍的关系是考虑导体对地的镜像。进一步地，当单个档距为1λ、2λ、3λ时，环形天线由架空线构成的谐振边上电流分布，激励源为水平极化方式，打开闭环的一个杆塔，即把该杆塔的架空地线与杆塔绝缘，使得两个档距构成一个环形天线时，环形天线的谐振频率计算表达式如下：其中：λ表示中波发射台的波长；s2为第二个相邻杆塔的档距，单位为m。进一步地，两个档距为3λ、4λ、5λ时架空线上谐振电流，该谐振电流为驻波电流，驻波电流最小处有驻波电压最大值，当驻波电压最大值出现在两个档距中央时，由于环形天线中央的绝缘杆塔底部电位为零，电位差将在绝缘杆塔本身产生大的感应电流，使得该绝缘杆塔成为一个发射源；打开闭环的两个杆塔，即把邻近两个杆塔的架空地线与杆塔绝缘，使得三个档距构成一个环形天线时，环形天线的谐振频率计算表达式如下：其中：s3表示第三个相邻杆塔的档距，单位为m。进一步地，所述步骤（2）中，根据输电线路杆塔号、杆塔相对于无线台站中中波发射台的坐标和杆塔高度，确定任意两个杆塔之间的档距及每两个杆塔构成的闭合环形天线的谐振频率及断开点位置，并以列表方式显示出来；采用±60kHz作为谐振带宽。进一步地，所述方法中的谐振频率均在中短波段，该方法适应于低频段的无源干扰。与现有技术比，本专利技术达到的有益效果是：本专利技术提供的减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，推导出输电线路杆塔与架空地线构成的“大环天线”的谐振频率简化公式，进而根据实际线路的布局求得不同档距的谐振频率，然后根据需要规避的无线电干扰频率，通过改变接地点的方式，从而给高压输电线路“解谐”。受高压线路本身尺寸的影响,无论如何改变接地方式,线路谐振频率都在中短波段,因此该方法主要应用在低频段。通过试验所获得的试验数据对比证明，具有较高准确性，本专利技术从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，可应用于今后减小高压架空输电线路在无线电工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰。附图说明图1是本专利技术提供的“环形天线”结构示意图；图2是本专利技术提供的单个档距为1λ时架空线上谐振电流示意图；图3是本专利技术提供的单个档距为2λ时架空线上谐振电流示意图；图4是本专利技术提供的单个档距为3λ时架空线上谐振电流示意图；图5是本专利技术提供的两个档距为3λ时架空线上谐振电流示意图；图6是本专利技术提供的两个档距为4λ时架空线上谐振电流示意图；图7是本专利技术提供的两个档距为5λ时架空线上谐振电流示意图；图8是本专利技术提供的三个档距为4λ时架空线上谐振电流示意图；图9是本专利技术提供的三个档距为5λ时架空线上谐振电流示意图；图10是本专利技术提供的三个档距为6λ时架空线上谐振电流示意图；图11是本专利技术提供的中波发射台与邻近两条线路的布局示意图；图12是本专利技术提供的不同档距谐振表示意图；图13是本专利技术提供的没有分段绝缘时高压线路感应电流分布示意图；图14是本专利技术提供的“解谐”后高压线路感应电流分布示意图；图15是本专利技术提供的减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本专利技术提供一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，其流程图如图15所示，包括下述步骤：第一步骤：推导出输电线路杆塔与架空地线构成的“大环天线”的谐振频率简化公式；对于如图1所示的由两个杆塔和架空线以及大地构成的“环形天线”，如果构成闭合“环形天线”的某一条边长度为台站工作频率波长的整数倍（N）时，此时整个“环形天线”会发生谐振，并且会在这条边上出现幅值较大的驻波电流。“环形天线”的谐振频率工程上使用的近似计算公式如下：其中：h1、h2分别是构成环形天线两个垂直杆塔的高度，单位为m；s1为两个垂直杆塔接地体的地面投影距离，如图2所示，单位为m；c为真空中光速；N为正整数，N＝1，2，3，…；分母中的2倍的关系是考虑导体对地的镜像。具体到针对输电线路构成的“环形天线”的应用中，h1、h2就是构成环形天线两个垂直杆塔的高度，在中波段由于杆塔上的过孔等尺寸远小于波长，做这种近似是工程上允许的；“环形天线”的谐振频率由杆塔高度、杆塔间距决定。图2给-图4分别给出了单个档距为1λ、2λ、3时“环形天线”由架空线构成的谐振边上电流分布（激励源为水平极化方式），如图2-4所示。打开闭环的一个杆塔，即把该杆塔的架空地线与杆塔绝缘，使得两个档距构成一个“环形天线”时，“环形天线”的谐振频率计算公式如下：其中：λ表示中波发射台的波长；s2为第二个相邻杆塔的档距，如图5所示，单位为m。图5-图7分别给出了两个档距为3λ、4λ、5λ时架空线上谐振电流，该谐振电流为驻波电流。驻波电流最小处有驻波电压最大值，因此当驻波电压最大值出现在两个档距中央时，由于“环形天线”中央的绝缘杆塔底部电位为零，因此这一电位差将在绝缘杆塔本身产生较大的感应电流，从而使得该绝缘杆塔成为一个发射源。如图5和图7中两个档距为3λ和5λ时，绝缘杆塔上的感应电流很大，必须采取措施予以抑制。两个档距为4λ时在中央绝缘杆塔点有电压最小值，绝缘杆塔上感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，其特征在于，所述方法从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，减小高压架空输电线路在无线台站工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰，所述方法包括下述步骤：（1）确定输电线路杆塔与架空地线构成的环形天线的谐振频率；（2）根据实际输电线路的布局确定不同档距的谐振频率；（3）根据需要规避的无线电干扰频率，通过改变接地点的方式，为高压输电线路解谐。

【技术特征摘要】
1.一种减小高压输电线路在低频段无源干扰的方法，其特征在于，所述方法从分析高压架空线路谐振频率出发，通过改变输电线路接地方式，减小高压架空输电线路在无线台站工作频段的感应电流，从源头上减小输电线路产生的无源干扰，所述方法包括下述步骤：（1）确定输电线路杆塔与架空地线构成的环形天线的谐振频率；（2）根据实际输电线路的布局确定不同档距的谐振频率；（3）根据需要规避的无线电干扰频率，通过改变接地点的方式，为高压输电线路解谐。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，由两个杆塔、架空线以及大地构成的回路作为环形天线，如果构成闭合环形天线的某一条边长度为无线台站工作频率波长的整数倍N时，整个环形天线发生谐振，且在该条边上出现幅值较大的驻波电流；环形天线的谐振频率表达式如下：;]]>其中：h1、h2分别是构成环形天线两个垂直杆塔的高度，单位为m；s1为两个垂直杆塔接地体的地面投影距离，单位为m；c为真空中光速；N为正整数，N＝1，2，3，…；分母中的2倍的关系是考虑导体对地的镜像。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当单个档距为1λ、2λ、3λ时，环形天线由架空线构成的谐振边上电流分布，激励源为水平极化方式，打开闭环的一个杆塔，即把该杆塔的架空地线与杆塔绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：干喆渊，邬雄，张建功，李妮，倪园，周兵，陈豫朝，张斌，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11