交流输电线路可听噪声计算分析(Ⅰ)——3维分布

可听噪声作为导线电晕效应的重要组成部分,是输电线路环境评估的重要指标之一。基于模拟电荷法建立了考虑弧垂影响的输电线路表面电场强度计算模型,该模型考虑了导线上电荷分布的不均匀性,基于输电线路对地电容相等的原则将分裂子导线等效成单根导线,利用保角变换并计及分裂子导线间的相互影响,最终得到了分裂子导线表面电场强度沿线分布特性,并与档距内弧垂最低点处的国际无线电干扰特别委员会推荐的导线表面最大电场强度计算结果、COMSOL Multi-physics仿真结果进行比对,验证了所提表面电场强度计算模型的准确性。其次,结合输电线路可听噪声声功率产生特性及点声源球面传播规律,将有限长导线分成若干可视为点声源的微线段,并假定该微线段上导线电荷密度相等,利用表面电场强度沿线分布可得到该微线段上的声压级,对导线沿线进行积分即可得到可听噪声3维分布情况。最后利用该模型计算了我国钟祥电磁环境长期观测站边相外20m处可听噪声大小,其计算结果与实际有效雨天统计结果的相对误差仅为1.73%,验证了所提计算模型的准确性。

交流输电线路可听噪声计算分析(Ⅱ)—交叉跨越架设

输电线路交叉跨越架设时,其可听噪声分布特性是线路设计时的关键因素。因此,采用中国电科院提出的声功率级预测公式,搭建了考虑弧垂影响的输电线路交叉跨越可听噪声计算模型,该模型考虑了2线路之间表面场强的耦合作用。首先采用此模型计算了实际某条特高压1000 kV线路跨越超高压500 kV线路时,好天气情况下交叉跨越区域内可听噪声分布特性,并对比分析了3条典型路径上可听噪声分布与实际测量结果的误差,结果表明,3条路径上的平均相对误差为3.09%,验证了所提计算模型的准确性。而后研究了1000 kV单回线路与500 kV双回线路交叉跨越架设时,交叉角度、500 kV导线相序排列以及2线路间空气间隙距离对于交叉跨越区域可听噪声分布的影响。研究结果表明:当交叉角度在0°~90°间变化时,随着交叉角度的增大,边相外20 m处可听噪声逐渐降低,可听噪声幅值呈现一个先增大后缓慢减小的趋势;交叉角度为45°时,可听噪声幅值最大;500 kV双回线路采用顺相序排列(ABC-ABC)可以优化交叉跨越区域可听噪声分布;随着空气间隙距离的增大,1000 kV线路可听噪声水平整体增大。