1、特高压输电线路可听噪声影响分析摘要 随着电压等级的升高和导线分裂根数的增加，输电线路的电晕噪声问题更加突出，对于 1000kV 特高压交流输电线路，电晕噪声问题已超过无线电干扰问题，成为导线选择和铁塔结构的主要控制条件。 ABSTRACT：With the voltage class becoming higher and higher and the bundles of the conductor becoming more and more, the corona noise of the transmission lines becoming more and more obvious
2、. The corona noise of a 1000V HUV AC transmission line has overweighed the radio interference and become the major control condition on the selection of the conductors and structure of the tower. 中图分类号：TV734 文献标识码： A 文章编号： 1 可听噪声对生态环境影响 1.1 噪声对人的影响 一般认为当人所处位置的噪声在 40dB(A)以下时可以保持正常的睡眠，超过此噪声标准；可能影响睡眠休息
3、，影响交谈，影响听力等，据统计，我国城市区域环境噪声平均等效声级为 57.1dB（A） ，一般办公室的噪声约为 54dB(A),可见人们在此噪声环境中习以为常，噪声的危害主要表现在以下几个方面： （1）噪声对听力的影响：人们正常谈话交流的声音约 60dB(A),当噪声超过 65dB(A)以上时，人们谈话将会受到干扰。当人们长期在 85 dB(A)以上的噪声环境中工作，可能会产生噪声性耳聋，这与噪声的强度和暴露在噪声环境的时间有关。 （2）噪声对睡眠的影响：理想睡眠环境的噪声级在 35 dB(A)以下，当噪声级超过 50 dB(A)约有 15的人的正常睡眠将受到影响。从医学的角度看，当睡眠受到噪
4、声干扰不能入眠时，就会出现脉搏加速，呼吸频繁，神经兴奋等，第二天会出现疲倦，精神不集中，影响工作效率。 （3）噪声对心理和生理的影响：人们在噪声的环境中，从心理上容易造成烦恼、易怒、甚至失去理智。噪声也很容易影响到人们的精力集中，降低工作效率，这对要求注意力高度集中的复杂作业和从事脑力劳动的人影响尤其明显。另外，由于噪声的心理作用，分散了人们的注意力，容易引起工伤事故。 1.2 美国关于超高压输电线路可听噪声对生态影响的研究 1975 年美国邦纳维尔电力局（BPA）针对一条 500kV 输电线路的可听噪声对角鹿和大角鹿的迁移影响进行了研究，该线路部分区段为单导线结构，可听噪声高达 68dB（A
5、） ，在这种噪声环境下，并没有阻挡角鹿和大角鹿及其他动物穿越线路走廊或寻食；在雨天，可听噪声最高的时候，在线路走廊下或附近也能常见到各种野生动物。 2 可听噪声 交流输电线路电晕放电是可听噪声的主要根源，可听噪声有两个特征分量，即宽带噪声和工频整数倍的纯声。宽带噪声是由导线表面电晕放电产生杂乱无章的脉冲所引起的，具有一定的随机性，对人造成的烦恼程度起主要作用；纯声是电压周期性变化，使导线附近带电离子往返运动产生的“嗡嗡”声；纯声叠加在宽带噪声上。 2.1 交流输电线路可听噪声的频谱特性 图 2-1 是交流输电线路可听噪声与环境噪声的典型频谱曲线，从图中可以明显的看出 50、100、200Hz
6、的低频纯声；图中白天和夜晚的背景噪声在 100Hz 后，随着频率的升高衰减很快，而输电线路的宽带可听噪声与环境噪声不同，在很高频率时才开始衰减，这在背景环境较低的场合，输电线路的高频噪声更容易分辨，给人造成烦恼影响最大的是高频成分的噪声，这一特性使输电线路电晕噪声给人听觉上的一种异常感。 图 21 线路可听噪声与环境噪声的频谱曲线 2.2 交流输电线路可听噪声的横向分布特性 交流输电线路横向特性是离开线路不同距离处可听噪声的分布情况，它取决于线路电晕产生的可听噪声在空气中的传播，衰减、反射的规律。图 22 是导线对地高度分别为 20、21、22、23、24、25m 时，线路可听噪声横向分布的理
7、论计算曲线。 图 22 可听噪声横向分布（理论计算）曲线 从图中可以看出，随着与线路距离的增加，可听噪声是逐步衰减的，在线路的下方，可听噪声衰减较慢，边导线外可听噪声相对衰减较快。在距离线路中心线 80m 处，可听噪声衰减约 5dB。导线对地高度的增加，可听噪声有所降低，但衰减很小。 2.3 大气条件对可听噪声的的影响 交流输电线路电晕产生的可听噪声取决于导线的几何特征、电压及天气等情况，在干燥和晴朗的天气下，导线表面场强相对较小，主要尘埃、昆虫和导线上的毛刺等引起的电晕源点，噪声水平较低；在下雨、下雪、雾天时，由于导线表面附着水滴表面场强的增加，每次电晕放电就会爆发一次噪声，可听噪声增大。
8、美国 EPRI 实测了交流和直流线路可听噪声随天气变化情况的曲线，见下图 23。从图中可以看出，交流输电线路雨天可听噪声较晴天约大1520dB。所以交流输电线路可听噪声重点的是考虑雨天情况，通常根据雨天所产生的噪声来评估噪声特性和限值。 图 23 实测交、直流线路可听噪声随天气变化情况曲线 2.4 对可听噪声的主观评价 人们对声音的感受与声压有效值的对数成正比，同时还与声波的频率有关。人的听觉频率是 20Hz20(kHz)，其中对 35kHz 范围的频率感受最敏感。输电线路可听噪声给人造成的烦恼程度也与每个人的不同的生理条件和心里因素有关，故很难制定一个严格和准确的客观指标。 美国曾对交流输电
9、线路产生的噪声所引起的反应进行调查, 见图 2-4，从投诉和抱怨的情况与可听噪声水平看，在 52.558.5dB(A)范围内有小量投诉，这对交流线路具有代表性。 图 24 美国噪声水平与人们抱怨情况调查 上述调查评价的准则并没有考虑在不同的环境下，在大雨天时线路的可听噪声虽然很大，但下雨时的背景噪声也相应增大，可听噪声将会被背景噪声淹没；但在小雨、雾天、雨后等情况下背景噪声小，线路产生的可听噪声令人更容易烦躁和不安。因此对图 2-4 中的噪声水平的评价环境理解为小雨、雾天、雨后（湿导线）更为合理。 2.5 可听噪声的限值 2.5.1 国外限值 目前为止，世界各国均未制定特高交流压输电线路可听噪
10、声限值标准，只是在特高压交流输电线路设计中提出相应的限值，相见表 2-1： 表 2-1 部分国家交流特高压线路可听噪声限值 2.5.2 国家标准 对于噪声问题，我国根据 GB30961993 和 GB123481990 中划分了不同标准以适用于不同的区域： 0 类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域（工业企业厂界噪声无此类标准） 。 1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 3 类标准适用于工业区。 4 类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主
11、、次干线两侧区域的背景噪声（指不通过列车时的噪声水平）限值也执行该类标准。 表 2-2 我国噪声标准 (等效声级：dB(A) 我国 1000kV 特高压交流输电线路的路径主要是农业地区，对应我国环境噪声限值为 1 类地区，参考该标准,则 1000kV 特高压交流输电线路可听噪声不应超过 55dB(A)。 3 降低特高压交流输电线可听噪声的措施 通过对特高压交流双回输电线路可听噪声影响的分析，可以采用以下措施降低可听噪声。 （1）当采用对称导线排列方式时，增加导线的分裂数并控制分裂导线的间距，可减少导线表面场强以达到降低电晕产生的可听噪声。 （2）根据国外的研究，导线采用非对称排列时，尽可能的使
12、导线上电荷均匀的分布，降低导线表面场强，但这种排列方式对线路金具制造和维护带来一定的难度。 （3）在导线表面上涂抹憎水涂料，减少雨天水滴沿导线随机分布的电晕源点，减少电晕放电，达到降低可听噪声的目的。 4 小 结 可听噪声是特高压交流输电线路设计的主要控制因素，对工程造价带来很大的影响，国际上对可听噪声尚无统一和指导性的限值，但一般控制在 5058dB(A)；本报告采用 55dB(A)的限值处在中等水平。 对于线路附近的居民，房屋对可听噪声有一定的屏蔽作用，一般房屋对噪声的屏蔽约 15dB(A)左右，如果考虑房屋的屏蔽效果，则该值也不会超过我国噪声标准 1 类地区夜间 45dB(A)要求的限值，不会影响导线路附近居民的休息。 参考文献 110750kV 架空输电线路设计技术规定 （Q/GDW 179-2008） 1000kV 交流架空输电线路设计暂行技术规定 （Q/GDW 178-2008） 345 千伏及以上超高压输电线路设计手册 1000kV 级交流输变电工程电磁环境的研究 城市区域环境噪声标准 （GB3096-1993） 工业企业厂界噪声标准 （GB123481990） 建筑施工场界噪声限值 （GB125231990）
