Экологическое влияние коронного разряда

Коронный разряд на линиях электропередачи создает помехи радио- и телевизионному приему, а также акустический шум. Ос­новная причина радиопомех и шума - стримерная корона на про­водах. Поскольку наиболее благоприятные условия для возникно­вения стримерной короны складываются при атмосферных осад­ках, когда значительно снижается начальная напряженность поля, наиболее сильные радиопомехи и акустический шум возникают при коронировании линий сверхвысокого напряжения во время дождя и снега. В хорошую погоду помехи возрастают по мере заг­рязнения проводов.

Радиопомехи

Спектр частот излучения, создающего радиопомехи, охватыва­ет диапазон от 10 кГц до 1 ГГц. Помехи на частотах выше 30 МГц оказывают мешающее влияние на телеприем и возникают только при коронировании линий 750 кВ. Источниками помех в этом случае помимо короны на проводах служат частичные разряды в зазорах и трещинах изоляторов и корона на заостренных элемен­тах арматуры. В хорошую погоду корона на проводах практически не создает помех телевизионному приему

Интенсивность радиопомех характеризуется вертикальной составляющей напряженности электрического поля вблизи по­верхности земли (Е₂). Уровень радиопомех, дБ, определяется величиной

,

где Е₁ — базовая напряженность электрического поля, мкВ/м

Обычно за базовое значение принимают Е₁ = 1 мкВ/м, тогда

В качестве расчетной частоты по рекомендации Международ­ного комитета по радиопомехам принимается 0,5 МГц. Уровень полезного сигнала при этой частоте составляет примерно 60 дБ. Радиоприем считается удовлетворительным, если полезный сигнал превышает помехи на 20 дБ. Поэтому допустимый уро­вень радиопомех в хорошую погоду составляет 40 дБ, что дает Е=100 мкВ/м. Это значение напряженности электрического поля радиопомех принято в качестве допустимого на расстоянии 100 м от проекции на землю крайнего провода линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше.

По мере удаления от линии уровень помех снижается. Между уровнями радиопомех Y₁ и Y₂ на расстояниях соответственно и существует зависимость

,

где k — коэффициент затухания, равный 1,6 в диапазоне частот 0,15-1 МГц

Зависимость между уровнем радиопомех и напряженностью электрического поля на поверхности проводов линейна и выража­ется эмпирической формулой

,

где Y₁ и Y₂ - уровни радиопомех, дБ, при напряженностях на проводах и кВ/см, - коэффициент, равный 1,8 при напряженностях поля на прово­дах 20-30 кВ/см

Увеличение радиуса проводов при неизменной напряженности поля на них приводит к росту уровня радиопомех, поскольку спад напряженности поля у провода в радиальном направлении при этом замедляется и создаются условия для развития более интен­сивной стримерной короны. Связь между уровнями радиопомех и радиусами проводов устанавливается эмпирической формулой

,

где r₂ и r₁ - радиусы проводов.

Радиопомехи практически не зависят от числа составляющих проводов расщепленной фазы, поскольку происходит взаимное электромагнитное экранирование проводов фазы.

Если известны уровень радиопомех Y₁ на нормированном рас­стоянии от линии и параметры Е₁ и r₁ тщательно исследованной базовой линии электропередачи, то уровень радиопомех при хоро­шей погоде Y₂ создаваемый другой линией, например проектиру­емой с параметрами Е₂ и r₂,может быть определен по обобщенной формуле

.

Акустический шум

Акустический шум возникает главным образом в плохую пого­ду, когда усиливается интенсивность коронирования проводов. Звуковой эффект при этом имеет две составляющие: 1) шипение, соответствующее частоте 100 Гц и кратным ей частотам; 2) широ­кополосный шум. Первая составляющая обусловлена движением объемного заряда у проводов, что дважды за период создает волны звукового давления. Вторая генерируется стримерной короной.

Уровни громкости шумов в дБ (А) измеряются с применением корректирующих фильтров типа А, которые позволяют учесть фи­зиологические особенности органов слуха человека (псофометрическую характеристику).

Особенно интенсивный шум от короны возникает при сильном дожде, однако такой дождь сам создает шум, превышающий по громкости возможные акустические помехи от линии электропе­редачи. Поэтому более существенны помехи при моросящем дож­де, в туман, при мокрых проводах после сильного дождя. Уровень громкости в этих случаях на 5 - 6 дБ (А) ниже, чем в сильный дождь, но значительно превышает общий звуковой фон. Оценка акустического шума делается по условиям «влажных» проводов.

Для оценки громкости при дожде может быть использована эм­пирическая формула

,

где А - уровень громкости, дБ (А); r - радиус провода, см; Е_тах - максимальная напряженность поля на поверхности проводов, кВ/см; n - число проводов в рас­щепленной фазе; l - расстояние от крайней фазы, м.

В соответствии с действующими в РФ нормами для чистых районов допустимые напряженности на поверхности проводов ВЛ определяются акустическими помехами при диаметре проводов d > 3,26 см. В районах с промышленным загрязнением допустимые напряженности определяются радиопомехами при d = 2,7 ÷ 3,3 см и акустическим шумом при d > 3,3 см.