輸電線路對無線電干擾極其防護措施

張秀海

山東省日照廣播電視臺網絡信息中心 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線上會產生高頻電流和電壓脈沖,其產生的頻帶寬可達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,以及相應的防護措施對設計、施工和運行單位解決工程實際問題提供理論指導。

1 無線電干擾產生機理

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

被導線吸引的部分電荷會均勻的出現電暈現場,且疊加后輸電線路上會形成重復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,會對無線電通信產生一定干擾,嚴重情況下,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

美國學者皮克曾對輸電線路上的電暈現象做過一系列的研究,他是采用兩條平行導線通入相應電壓得到了啟發,獲得了如下數學公式:

式中:E0——氣暈電廠,Kv/cm;

γ——導線半徑,cm;

δ——相對空氣密度;

Kcp——導線表面粗糙系數,

P——大氣壓,Pa。

從公式中可以看出,空氣相對密度、導線半徑、導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。導線半徑和相對密度越小時,起暈場就越大;同時,導線表面粗糙系數與起暈場場強呈現正比關系[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,一般是采用傳導法的方法來測量,其原理是利用導線對地耦合回路測量導線來獲得電暈所產生的的射頻電流。這種方法的優點是:前期投入小,可很大程度上節約成本;試驗的條件要求比較容易控制,比如在籠內裝備淋雨系統,這樣可以真實的模擬不同雨量的天氣狀況;被測導線結構容易調整,可以對不同導線截面、不同分裂數以及不同分裂間距的導線進行測量;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措施

針對輸電線路對無線電干擾防護措施問題,以下我將從電力線路、無線電臺、站方面加以闡述相應的防護措施。首先,電力線路方面使用合適的施工工具,工作人員采取精細的施工,降低器件之間的機械損傷,同時,維護好電力線路,防止導線金具、絞結之間出現接觸不良問題;采用優良的絕緣子,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;對有影響地段導線加大其導線直徑或者改變導線的布置方式,并按照一定水平控制和降低導線表面的電場強度。

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手段的革新,提高接收信雜比。

5 總結

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線半徑、相對密度、導線表面粗糙系數等一些因素。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措施。