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直流输电线路地面合成电场限值研究

更新时间:2009-03-28

1 空间电场及其影响因素

1.1 空间电场

当直流输电线路导线表面电场强度大于起始电晕电场强度时,靠近导线表面的空气发生电离,在无风的情况下,电离产生的空间电荷将沿电力线方向运动。对于双极直流输电线路,整个空间大致可分为三个区域,如图1所示。在正极导线与地面之间的区域,充满正离子;负极导线与地面之间的区域,充满负离子;正负极导线之间的区域,正负离子同时存在。这些空间电荷造成了直流输电线路特有的一些效应:①)空间电荷也产生电场,它将大大加强由导线电荷产生的电场;②空间电荷在电场作用下运动,形成离子流;③由极导线向大地流动的离子流,遇到对地绝缘的物体,将附着在该物体上,形成物体带电现象。

  

图1 双极直流输电线路电力线和带电离子分布示意图

直流输电线路下的空间电场由两部分组成:一部分由导线所带电荷产生,这种场与导线的几何位置有关,与导线的电压成正比,通常称之为静电场或标称电场;另一部分由空间电荷产生,主要取决于导线电晕放电的严重程度。这两部分电场迭加在一起,称为合成电场。

1.2 影响因素

合成电场的大小与导线表面电场强度及电晕起始场强有关。导线表面电场强度与导线结构有关,包括分裂数、子导线直径、极导线间距和导线对地高度等;电晕起始场强与导线表面状况和天气等因素有关,表面粗糙导线的起晕场强比光滑导线的低[1]。当直流线路的几何尺寸确定之后,若导线表面电场强度越高,电晕起始电场强度越小,则合成电场越大。

2 人在直流输电线路电场下的感受

2.1 稳态感受

在直流输电线下,人站在线下场强较高处,有时会有头发竖立,就像有风吹一样。这是因为人处在电场中,使原有的电场产生畸变,头部电场畸变最为严重,可达无畸变电场的15倍。在静电场的作用下,毛发沿电力线方向排列,造成人的毛发竖立。

近年来国内学者关于中小微企业信贷约束的研究较多。董晓林和杨小丽指出,农村中小企业信贷可获性受其自身特征、农村金融市场结构特征以及宏观经济环境特征因素的综合影响。[7]郭丽虹和王硕发现市场化程度较低地区的小企业面临更严重的信贷约束,其中企业规模和市场环境对信贷可获得性产生的影响显著。[8]姚铮等人发现社会网络有助于增进小微企业贷款可获得性。[9]肖晶和粟勤以世界银行2012年《中国企业问卷调查》2 179个民营企业样本为对象,考察了中国银行业市场集中度下降和竞争程度增强对中小企业融资约束的影响。[10]

中国电力科学研究院曾在直流工程调试期间进行过人在直流输电线下的稳态感受试验[2]。结果表明:毛发和皮肤对直流电场最敏感。在地面电场强度小于30kV/m的地方,皮肤感觉不明显;在地面电场强度为30kV/m左右的地方,外露皮肤有微弱刺激感;在地面电场强度为35kV/m的地方,外露皮肤有较明显的刺激感;在地面电场强度为38kV/m的地方,外露皮肤有很明显的刺激感;在地面电场强度为44kV/m的地方,皮肤的刺激感很强烈。离开高场强区后,皮肤刺激感立即消失,无任何不适反应。

2.2 暂态感受

中国电力科学研究院在20世纪80年代曾在直流试验线路下进行过暂态感受试验[2]。在输电线下,最严重的暂态电击要考虑站在地上的人触摸停留的大型车辆。在试验中,当人在500kV直流线下场强为12~26kV/m的地方触摸停留的大型车辆时,均无感觉。人在直流电场下打伞,手触摸金属柄,同时还摸碰接地金属体时,当地面合成电场达到11kV/m时,才开始感受到很轻微的暂态电击;当地面合成电场接近15kV/m时,才开始感受到稍明显的暂态电击;直到地面合成电场达到32.5kV/m,所发生的暂态电击也只类似人触摸水龙头或脱毛衣时的放电。这些都属于0类暂态电击,在日常生活中经常遇到,不会对人身造成任何不利影响。

在确定直流输电线路电场的限值时,除考虑人在直流电场下的直接感受外,还应考虑可能引起的暂态电击。按暂态电击的严重程度不同,可分为0类暂态电击、第一类暂态电击和第二类暂态电击三种。0类暂态电击一般界定为可感觉的电击,诸如日常生活中遇到的放电所引起的电击;一类暂态电击能使人不舒服和引起疼痛并使肌肉出现不自觉的反应,但不会引起生理上的直接损伤;二类暂态电击对人能造成直接损伤,它的下限是指99.5%被电击的人仍能自己摆脱电击的电流。世界各国设计输电线路和变电站时,均要考虑当人们接触输电线路下或高压设备附近的车辆或物体时,不允许发生第二类暂态电击,允许发生第一类暂态电击并尽可能地减轻其程度[2]

3 国内外直流输电线路电场限值概况

当前没有针对直流输电线路电场限值的国际标准,但许多国家针对直流输电线路制定了相应的合成电场限值标准。如在加拿大,规定直流输电线路下最大合成电场为25kV/m;美国能源部规定直流输电线路下地面合成电场限值为30kV/m,而在North Dakota 州规定地面合成电场限制值为33kV/m;日本环境理事会规定直流输电线路下方地面最大合成场强值不超过15 kV/m;苏联则分别针对不同区域制定了±750kV直流输电线路下的合成电场标准限值,要求居民区、非公众活动区、交通难于到达的区域地面合成电场强分别小于10kV/m 、25kV/m,30kV/m;在巴西,现有标准规定±600kV直流输电线路地面合成场强限值不超过40kV/m;在中国,DL/T 436-2005《高压直流架空送电线路技术导则》中规定[4]±500kV直流输电线路下地面的合成电场强度限值为30kV/m;在总结±800kV云广和向上特高压直流输电工程专题研究和设计经验[5],制定了电力行业标准DL/T 1088-2008《±800kV 特高压直流输电线路电磁环境参数限值》[6],该标准规定线路临近民房时,民房处地面的合成电场限值为25kV/m,且80%的测量值不得超过15kV/m;线路跨越农田、公路等人员容易到达区域的合成场强限值为30kV/m。可见,不同国家和地区对直流输电线路的电场限值存在较大的差异。

4 结 论

基于人体感受试验结果,参考国外及我国已有超/特高压直流输电线路电磁环境控制值,建议直流输电线路下地面合成电场强度限值仍保持与我国±500kV直流线路地面合成电场强度的设计控制值相同。

从电场限值制定依据可以看出,直流线路下直流电场的限制标准是依据人体在电场中的稳态感受和暂态感受制定的。根据人体稳态感受的结果来控制线路下电场的最大值,根据人体暂态电击感受的结果来控制邻近民房的电场限值。通过试验,统计不同电场下人体感受的概率分布,结合国内外电场限制标准的制定原则,给出合成电场的控制值。

溶瘤病毒的抗肿瘤机制及其在临床应用中的研究进展(钱云云)(5):513纳米抗肿瘤药物载体的研究进展(于 东)(6):603 CDK12与肿瘤相关性的研究进展(汪 浩)(7):711氧化应激在肿瘤糖代谢中的作用研究(肖莉)(9):901

对于直流线路地面合成电场,应按线下和敏感点两类不同区域制定不同限值。对于线下,建议直流线路下地面合成电场限值不超过30kV/m;当直流输电线路临近民房时,建议民房所在地的地面合成电场80%值不超过15kV/m,最大值不超过25kV/m。

式中:j为第i项制约因素的第j项制约子因素,j=0,1,2,…n,; k1为第i层制约因素包含的制约子因素个数,k1=1,2, …,n;

[4]DL/T436-2005.高压直流架空送电线路技术导则[S].

[2]李顺元.±500千伏直流输电线路电场效应及人体感受试验[J].电网技术,1991

[3]ICNRP,Guidelines for limiting exposure to time-varying electric,magnetic,and electromagnetic fields(up to 300 GHz)[J],1998.

[1]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京.中国电力出版社,2004.

参考文献

[5]宋伶俐.直流输电线路合成电场控制指标问题分析[J].高压电技术,2012.

引理3 设则可以定义一个概率测度:且有是PR-Brownian运动,Nt是强度为λR=λ(ξ+1)的PR-Poisson过程,并且在PR下Γn仍是独立同分布的双指数随机序列,概率密度函数为:

[6]DL/T1088-2008.±800kV特高压直流线路电磁环境参数限值[S].

本文以大学生创业知识获取为研究对象,论证了创业知识对大学生创业的重要性,分析了大学生创业知识体系构成,剖析大学生获取创业知识的困境,最后提出大学生获取创业知识的对策。本文对构建完善的大学生创新创业教育体系,促进大学生创业的社会整体互动,助力“大众创业、万众创新”局面的形成有较强的理论与现实意义。

 
傅宗,朱滢,叶垚东,刘贵龙,李育敏
《环境与可持续发展》2018年第02期文献

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