高压输电线路的电磁干扰(EMI)环境对通信设备的影响

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  <div class="content"><p>1、引言</p><p>随着发电、送电技术的不断成熟，超高压三相交流输电线在我国已经形成规模，特高压交、直流输电线的建设也已经开始，输电线的静电场对生态环境的影响以及工频磁场对周围设备的影响越来越突出。在电信建设和维护过程中，经常会遇到这样一些情况：架空通信电缆沿高压输电线路空间走廊架设，输电线路邻近有电信大楼或数字通信设备机房等。在这种复杂的电磁环境中，如何确保维护人员的生命安全及电信大楼内的设备安全，是需要领导和专家尽快关注的问题。</p><p>2、电磁耦合影响</p><p>电力线路的交变电流在周围空间产生交变磁场，在邻近的通信线路上感生沿导线长度方向的电动势，在导线上产生横向电压。此外，当电力线路发生短路故障时，将产生强大的短路电流，这些可能会危害电信设备和人身安全。</p><p>2&#46;1　危险影响</p><p>危险影响是指在通信线路上感应产生的电压和电流，它们会影响通信设备的正常工作、危及维护与使用人员的生命安全、损坏线路或电信设备、引起火灾等。</p><p>2&#46;2　干扰影响</p><p>干扰影响是指在通信线上感应产生的电压和电流，它们会破坏通信装置的正常运行、降低传输质量，在电话回路中引起杂音或在数字通信网中引起误码、故障或电报信号失真等。</p><p>2&#46;3　地电位升影响</p><p>当发电厂、变电站及高压架空输电线路等电力设备发生接地故障时，入地电流在接地点周围形成高电位，通过接地极之间的阻性耦合，在邻近电信线路上产生电压，危及电信设备、地下金属管道和维护人员的生命安全，同时在电话回路上产生杂音。</p><p>3、工频电磁场影响</p><p>3&#46;1　电场影响</p><p>输电线下或附近的架空通信电缆承载钢绞线、电缆铜芯线等金属构件，因电容耦合产生感应电压，当线路维护人员接触它时会有电击的感觉。架空通信电缆金属构件上的静电感应具有很高的电位，在人体接触瞬间会通过电火花对人放电，使接触点处的电流密度很大，对人体产生刺痛感，同时输电线通过对架空电缆的电容耦合，会有持续电流流过人体。当电流超过一定值时，会刺激心脏肌肉，使人产生痉挛颤动，破坏心脏的正常活动规律。</p><p>电信维护人员在高压输电线下工作时，其电击程度可根据空间电场强度来确定。经验数据表明：一般情况下，假设架空通信电缆的对地高度为6 m，则500 kV的输电线对地高度应为12 m，两线之间的垂直间距应为6 m。当通信电缆维护施工人员在作业时，其头部高出通信电缆的高度假设为0&#46;5 m，那么当电信员工在距地面6&#46;5 m处从事通信电缆施工、维护工作时，工频场强约为13&#46;5 kV/m。在极端情况下，如550 kV输电线对地距离为最小值11 m，架空通信电缆架设高度5 m时，此时电信员工可在距地面5&#46;5 m及5&#46;5 m以上的高度从事施工和维护工作，此时该点的工频场强约为15 kV/m。若考虑到通信电缆中承载钢绞线、电缆铜芯线、水泥电杆等的屏蔽作用，在线路下方工作时，实际场强会比计算值小一些。</p><p>3&#46;2　磁场影响</p><p>工频磁场对有磁场敏感装置的设备（如CRT监视器、霍尔器件、电动麦克风、磁场传感器）正常运行产生干扰。例如，工频磁场对计算机显示器偏转系统可能产生较严重的干扰，使显示器画面发生抖动，显示器边缘可能出现色斑。高强度的工频磁场还可能造成计算机死机。另外，高压输电线的电磁辐射干扰有可能会引起敏感电子设备的性能劣化、电子开关或继电器工作失常。</p><p>4、通信线路及机房建设的注意事项</p><p>当输电线路对通信线路的危险影响、干扰影响、地电位影响超过标准限值时，会危及维护人员的生命安全。经验数据表明，在通信电缆、输电线路架设高度均满足相关规定的条件下，通信电缆维护人员在施工、维护时该点的电场强度可能会超过国际非电离辐射委员会提出的参照值，对维护人员的身心健康存在潜在危险。此外，高压输电线路的工频磁场可能会对信息技术设备的安全运行产生影响。</p><p>在通信线路及机房建设过程中，为保证通信设备和人身安全，应注意以下几点：</p><p>（1）输电线路对通信线路的电磁影响程度可通过计算危险影响、干扰影响、地电位升影响来确定，因此施工或维修之前一定要进行计算。</p><p>（2）架设通信线路时应严格按照相关规程实施。此外，为保证线路维护人员的安全，通信线路应与输电线路保持足够的垂直距离。</p><p>（3）新建机房或电信大楼时，应进行电磁环境评估，测试或计算附近输电线路的工频电场和磁场是否符合相关标准和要求，以确保设备和人员安全。</p><p>（4）当邻近输电线路新建电信机房或电信大楼时，需要进行电磁环境的类比测试与计算，以确定是否对设备和人员产生有害的影响。</p><p>（5）在测试及计算过程中，应考虑输电线下房屋的屏蔽作用。实践证明，输电线下的房屋具有良好的屏蔽作用，与无房屋时的电场强度相比，房屋内的电场强度可降低10%～20%。</p><p>（6）架空通信电缆维护人员在登高作业时，身上应佩带必要的维护工具，还应尽量避免在雨雪天气或自然条件恶劣的情况下工作。</p><p>5、结束语</p><p>输电线路环境对通信线路的电磁影响评估应综合考虑以下因素：架空通信线路与输电线路的危险影响和干扰影响，输电线路遭受雷击或短路故障状态时对邻近通信局站地电位升影响，输电线路电磁辐射对无线电接收设备的影响等。笔者认为，在电信建设过程中，应提倡“以人为本，预防为主”，尽可能避免电信设备和人员处于危险的电磁环境，对可能产生危险的工作环境，应采取有效的防护措施。</p></div>