輸電線路對無線電干擾極其防護(hù)措施

張秀海

山東省日照廣播電視臺網(wǎng)絡(luò)信息中心 山東 日照 276800

以輸電線路對無線電干擾為例。輸電線路電暈放點在導(dǎo)線上會產(chǎn)生高頻電流和電壓脈沖,其產(chǎn)生的頻帶寬可達(dá)MHz級別,然而無線電頻帶寬一般是在3k Hz到30MHz,這幾乎跨越了無線電頻帶的絕大部分,很顯然這不是我們所希望得到的。因此,研究輸電線路對無線電的干擾,以及相應(yīng)的防護(hù)措施對設(shè)計、施工和運行單位解決工程實際問題提供理論指導(dǎo)。

1 無線電干擾產(chǎn)生機理

輸電線路發(fā)生電暈時,空氣會被電離產(chǎn)生自由電荷,自由電荷會被分成兩個部分,被導(dǎo)線排斥的部分會擴散到附件的空間內(nèi),相反,被導(dǎo)線吸引的部分會被吸入導(dǎo)線中。電暈是經(jīng)常性、反復(fù)性的發(fā)生,擴散到附件空間的空間電荷,其運動會產(chǎn)生一個球面電磁破,其強度與距離的平方成反比衰減。然而,被導(dǎo)線吸引的那部分電荷會反復(fù)運動會形成一種名為特立切爾的脈沖電暈電流。這種電暈電流在導(dǎo)線中會順著導(dǎo)線按照相反的方向傳播,進(jìn)而在導(dǎo)線的周圍形成一定的磁場[1～2]。

被導(dǎo)線吸引的部分電荷會均勻的出現(xiàn)電暈現(xiàn)場,且疊加后輸電線路上會形成重復(fù)頻率極高的脈沖電暈電流,然后在無線電周圍形成干擾。輸電線路存在電暈放電對無線電干擾屬于其固有屬性,其頻率會涵蓋廣播條幅頻段的大部分,會對無線電通信產(chǎn)生一定干擾,嚴(yán)重情況下,會影響到廣大居民收聽電視廣播。

特別是在雷雨、暴風(fēng)等惡劣天氣時,電暈放電會更多,且雨天會增強電暈放電,因此,無線電干擾受天氣的影響因素也是比較大的。

2 電暈的影響因素

美國學(xué)者皮克曾對輸電線路上的電暈現(xiàn)象做過一系列的研究,他是采用兩條平行導(dǎo)線通入相應(yīng)電壓得到了啟發(fā),獲得了如下數(shù)學(xué)公式:

式中:E0——氣暈電廠,Kv/cm;

γ——導(dǎo)線半徑,cm;

δ——相對空氣密度;

Kcp——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù),

P——大氣壓,Pa。

從公式中可以看出,空氣相對密度、導(dǎo)線半徑、導(dǎo)線表面的粗糙程度都是影響輸電線路起暈場場強的重要因素。導(dǎo)線半徑和相對密度越小時,起暈場就越大;同時,導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)與起暈場場強呈現(xiàn)正比關(guān)系[3～5]。

3 無線電干擾的測量方法

電暈測量的方法主要有試驗線路測量和電暈籠試驗。以電暈籠試驗為例,一般是采用傳導(dǎo)法的方法來測量,其原理是利用導(dǎo)線對地耦合回路測量導(dǎo)線來獲得電暈所產(chǎn)生的的射頻電流。這種方法的優(yōu)點是:前期投入小,可很大程度上節(jié)約成本;試驗的條件要求比較容易控制,比如在籠內(nèi)裝備淋雨系統(tǒng),這樣可以真實的模擬不同雨量的天氣狀況;被測導(dǎo)線結(jié)構(gòu)容易調(diào)整,可以對不同導(dǎo)線截面、不同分裂數(shù)以及不同分裂間距的導(dǎo)線進(jìn)行測量;試驗的周期很短,靈活性也較強[6～7]。

4 針對無線電干擾的防護(hù)措施

針對輸電線路對無線電干擾防護(hù)措施問題,以下我將從電力線路、無線電臺、站方面加以闡述相應(yīng)的防護(hù)措施。首先,電力線路方面使用合適的施工工具,工作人員采取精細(xì)的施工,降低器件之間的機械損傷,同時,維護(hù)好電力線路,防止導(dǎo)線金具、絞結(jié)之間出現(xiàn)接觸不良問題;采用優(yōu)良的絕緣子,間隔棒、連接金具等,提高電力線路的絕緣水平以及減少火花放電;改變電力線路的路徑,且盡量從無線電接受臺、站的非接受方向通過;對有影響地段導(dǎo)線加大其導(dǎo)線直徑或者改變導(dǎo)線的布置方式,并按照一定水平控制和降低導(dǎo)線表面的電場強度。

就無線電臺、站而言,可以嘗試采用鑒別能力強、增益高、方向性強的分集接收方式,達(dá)到改善無線電臺、站接受天線的目的;為了避免無線信號被干擾,可以提高無線電臺、站的發(fā)射強度;為了降低輸電線路對無線電的干擾,可以改變無線電臺、站的使用頻率;可以采用調(diào)頻或微波的傳輸方式來提高抗干擾能力;也可以嘗試通過技術(shù)手段的革新,提高接收信雜比。

5 總結(jié)

通過以上的分析,我們了解了輸電線路對無線電的機理,得到了對無線電干擾的主要因素是電暈。然后,就電暈分析了影響電暈的因素主要有導(dǎo)線半徑、相對密度、導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)等一些因素。接著,分析了無線電測量的方法有試驗線路測量和電暈籠試驗,并著重介紹了電暈籠試驗法。最后,闡述了輸電線路對無線電干擾做出的一些防護(hù)措施。