摘要：高壓輸電線路產(chǎn)生的電磁輻射，會對周圍的環(huán)境造成一定的影響。由于電磁兼容測試具有的特殊性，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對電磁兼容實驗室的測量試驗環(huán)境有明確的條件和要求。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試要求，分析高壓變電站對電磁兼容實驗室的影響。
關(guān)鍵詞：變電站;電磁兼容;環(huán)境要求;研究設(shè)備
中圖分類號：R122.4
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
DOI：10.15913/j .cnki.kj ycx.2019.11.050
《電力系統(tǒng)自動化》(半月刊)為國際著名科學(xué)文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫——美國《工程索引》(EI)的核心期刊，被國內(nèi)外14種著名文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫和文摘期刊收錄。蟬聯(lián)每屆中國期刊界的最高獎——“國家期刊獎”，并多次榮獲“百種中國杰出學(xué)術(shù)期刊”。
隨著人口的不斷增加，許多地方的高壓變電站由郊區(qū)逐漸搬遷到市區(qū)。然而，高壓輸電線路產(chǎn)生的電磁輻射，會對周圍的環(huán)境造成一定的影響。電磁兼容( EMC)是專門研究設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行且不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的。電磁兼容包含下面兩個方面的內(nèi)容：①設(shè)備在其正常運(yùn)行的狀態(tài)下對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不超過法規(guī)的要求;②設(shè)備在其所在的電磁環(huán)境中能正常工作不受干擾。因此，檢測醫(yī)用電氣設(shè)備的電磁兼容性能，不僅是為了確保醫(yī)用電氣設(shè)備自身安全運(yùn)行的需要，同時，也是為了其他電氣設(shè)備或系統(tǒng)能夠正常工作，防止醫(yī)用電氣設(shè)備對患者造成傷害和其他不良影響。
1 電磁騷擾源
目前，國內(nèi)高壓變電站普遍存在復(fù)雜的電磁環(huán)境，主要產(chǎn)生兩類電磁干擾：①穩(wěn)態(tài)電磁干擾，以工頻磁場和電場的形式存在;②瞬態(tài)電磁干擾，主要以雷擊浪涌和開關(guān)通斷等產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓和脈沖群的形式存在[1]。由于高壓變電站內(nèi)部存在大量的隔離開關(guān)和斷路器等，因此，在電力系統(tǒng)運(yùn)行時要經(jīng)常操作開關(guān)。而當(dāng)開關(guān)操作時，在高壓母線上會產(chǎn)生復(fù)雜的瞬態(tài)電壓和電流，并且在母線周圍空間內(nèi)產(chǎn)生許多瞬態(tài)的電磁場。這些電磁場由于產(chǎn)生時間極短，因此電場的幅值較高，而且電場包含的頻率分量從幾十千赫茲到上百兆赫茲。因此，在高壓變電站內(nèi)電磁騷擾是非常強(qiáng)烈的，并且這些電磁騷擾的種類復(fù)雜繁多。
常見的電磁騷擾源如下[2]：①高壓回路中操作短路器或隔離開關(guān)所引起的脈沖群;②雷電引起的浪涌現(xiàn)象;③高壓設(shè)備周圍產(chǎn)生的工頻磁場;④靜電放電;⑤由于電氣設(shè)備內(nèi)部或外部電氣設(shè)備產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾。
2 電磁兼容測試要求
由于電磁兼容測試的特殊性，在GB/T 6113系列標(biāo)準(zhǔn)和CNAS-CL16： 2013標(biāo)準(zhǔn)中，對電磁兼容實驗室的測量試驗環(huán)境提出明確的條件和要求。
電磁兼容的發(fā)射和抗擾度測試必須具有可重復(fù)性，要求實驗室提供的測量數(shù)據(jù)必須具有可重現(xiàn)性，試驗數(shù)據(jù)與測量地點、環(huán)境條件，尤其是與環(huán)境電平無關(guān)。
標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定抗擾度試驗的試驗環(huán)境必須考慮需要試驗的環(huán)境，必須在規(guī)定的物理環(huán)境(比如溫度或濕度范圍)和規(guī)定的電磁環(huán)境下建造。根據(jù)《電磁兼容試驗和測量技術(shù)：工頻磁場抗擾度試驗》( GB/T 17626.82006)測試標(biāo)準(zhǔn)中對工頻磁場抗擾度試驗的電磁環(huán)境有明確的要求——實驗室的電磁環(huán)境應(yīng)能保證正確地操作受試設(shè)備，而不影響試驗結(jié)果。其中特別要求，實驗室的背景噪聲電磁場應(yīng)至少比所選定的試驗等級低20 dB。
要求測試設(shè)備和受試設(shè)備不受環(huán)境影響。隨著科技的發(fā)展，越來越多電磁敏感程度更高的電子元件應(yīng)用在醫(yī)療器械設(shè)備和系統(tǒng)中，工作頻率在幾千赫茲以上的設(shè)備對工頻干擾的敏感度很低。而變電站的瞬態(tài)電磁干擾具有豐富的高頻成分，極易通過空間耦合或傳導(dǎo)耦合的方式對設(shè)備形成干擾。因此，在此復(fù)雜的電磁環(huán)境下測量設(shè)備和受試設(shè)備都無法正常工作，也無法進(jìn)行測試。
為了滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的測試要求，電磁兼容實驗室需要建造專業(yè)的電波暗室和電磁屏蔽室來確保周圍的電磁環(huán)境電平足夠低，并要求試驗場地的電壓駐波比SVSWR≤6 dB，屏蔽效能在1-6 GHz(或10 GHz)頻率范圍內(nèi)滿足屏蔽效能> 80 dB(或90 dB)。
如果在惡劣的電磁環(huán)境下建造實驗室，會嚴(yán)重影響實驗室的基本性能。如果在電磁兼容實驗室附近興建一大型高壓變電站，電磁環(huán)境將下降為最低等級的電磁環(huán)境——嚴(yán)酷惡劣的工業(yè)環(huán)境，此類電磁環(huán)境的特征如下：①載流量是幾十千安的導(dǎo)體、母線或中壓和高壓線路;②對電路系統(tǒng)起保護(hù)作用的接地裝置;③鄰近高壓母線的區(qū)域;④周圍存在大功率電氣設(shè)備的區(qū)域。
為了保證電磁兼容試驗的正常進(jìn)行，測試實驗室的電磁環(huán)境建議是電磁保護(hù)良好的環(huán)境，此類環(huán)境的特征如下：①周圍不存在像變壓器這類可能產(chǎn)生電磁泄漏的電氣設(shè)備;②周圍不存在高壓母線的影響;⑧遠(yuǎn)離電氣設(shè)備或系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置、工業(yè)區(qū)和高壓變電所。
家用電器產(chǎn)生的最大磁場強(qiáng)度值如表1所示，400 kV線路產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度值如表2所示，高壓變電所區(qū)域的磁場強(qiáng)度值如表3所示，電廠中的磁場強(qiáng)度值如表4所示，均是在不同環(huán)境下測得的最大磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)[3]。
3 結(jié)論
由此可知，如果電磁兼容實驗室附近修建變電站，變電站所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)電磁干擾和瞬態(tài)電磁干擾可能導(dǎo)致發(fā)射試驗的電磁環(huán)境不穩(wěn)定。因此，為了保證電磁兼容實驗室的測試能正常運(yùn)行，不建議在其附近興建變電站。
參考文獻(xiàn)：
[1]唐曉輝.變電站的電磁干擾預(yù)測分析[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2007.
[2]秦曉輝.微機(jī)保護(hù)電磁兼容研究及變電站內(nèi)電磁干擾的傳播途徑[D].北京：華北電力大學(xué)，2003.
[3]國網(wǎng)武漢高壓研究院.GB/T 17626.8-2006電磁兼容試驗和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗[S].出版社不詳，2006.
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文章名稱：高壓變電站對電磁兼容實驗室影響的預(yù)分析
