并行交直流輸電線路感應電流研究

左軍，趙少鋒

(湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢 430000)

1 引言

實現電力能源的可持續發展，離不開電力網絡這一高效便捷的能源輸送通道。當前，國家電網公司計劃投建的特高壓輸電線路中，不乏出現通過已有電力通道架設新建線路的工程，密集的線路之間通過電磁場的聯系會形成較嚴重的相間干擾，這些干擾對通信設備的影響較大，且不利于線路運維檢修工作的開展。對此，本文針對交直流輸電線路就感應電流方面開展深入分析，重點研究感應電流受各因素的影響，為多線路并行的交直流輸電線路電磁環境的研究提供一定的參考。

2 感應電流的分類

感應電流可以分為電磁感應電流和靜電感應電流。電磁感應電流是指兩端接地的導體在交變的電磁場中，由于互感的作用，形成在線路與大地回路上的電流。靜電感應電流是指在僅有一端接地的施工線路中，導體的感應電荷通過對地電容流入大地時，在接地端檢測得到的電流。

3 電磁感應電流影響因素研究

3.1 輸送電流

對于特高壓交直流輸電線路，線路電壓波動較小，但交流線路輸送電流會發生變化。交流輸電線路輸送電流為 1000A、1500A、2000A、3000A、4000A和5000A時的直流線路接地線上電磁感應電流如圖1所示。

圖1 不同交流輸送電流的變化曲線

如圖1所示，隨著交流線路輸送電流的增大，電磁感應電流呈現增大趨勢，并且幾乎可以看作線性增長。

3.2 并行長度

針對線路施工長度為1～8km時，計算交流線路不同平行間距時，電磁感應電流的變化曲線。

如圖2所示，隨著線路并行長度的增大，電磁感應電流也隨之增大，并且幾乎呈線性增長。當交流線路的平行間距增大時，電磁感應電流呈現減小趨勢，但減小程度有所不同，隨著平行間距的增大，感應電流的變化程度逐漸平緩。

圖2 不同并行長度的變化曲線

3.3 間距

當施工線路高度分別為40m、50m和60m時，計算特高壓交流線路不同間距時電磁感應電流變化曲線如圖3所示。

如圖3所示，隨著并行間距的增大，電磁感應電流呈現減小趨勢，并且在并行間距在30m～90m范圍內，電磁感應電流變化趨勢最劇烈，而在90m～120m范圍內，電磁感應電流變化趨勢非常平緩。同時，隨著線路高度的增大，感應電流也隨之減小，且變化較大。

圖3 不同間距的變化曲線

3.4 高度

下面計算不同線路高度情況下，電磁感應電流的變化規律，計算結果如圖4所示。

圖4 不同高度的變化曲線

如圖4所示，隨著線路高度的增大，電磁感應電流的變化較為復雜，在高度為40m～70m范圍內，感應電流大致為減小趨勢，當高度在70m～90m范圍內，感應電流為增大趨勢，而高度超過90m后，感應電流逐漸減小。觀察圖4可知，感應電流隨線路高度的變化趨勢大致為“M”型變化。

3.5 土壤電阻率

計算不同土壤電阻率下，電磁感應電流的變化趨勢，計算結果如圖5所示。

如圖5所示，隨著土壤電阻率的增大，感應電流隨之減小，整體變化趨勢可以近似看作線性變化。

圖5 不同土壤電阻率的變化曲線

3.6 非全線運行

設置并行長度在4m～8m范圍內，計算并行線路全線運行與非全線運行兩種情況下，電磁感應電流的變化趨勢，計算結果如圖6所示。

圖6 感應電流變化曲線

如圖6所示，比起并行線路非全線運行情況，當并行線路全線運行時，電磁感應電流有所增大，但隨著并行線路的增大，感應電流變化趨勢逐漸平緩。

4 結論

隨著并行交直流線路規模的不斷擴大，其周圍電磁環境逐漸成為亟待研究的重要問題。為此，本文針對并行交直流線路電磁環境的影響因素問題，重點研究了輸送電流、并行長度、線路間距、線路高度、土壤電阻率及非全線運行耦合對電磁感應電流的影響規律。本文所得結論對后續并行輸電線路的電磁環境研究提供了一定的理論依據。