摘要：随着时代的进步与发展，电缆线路在城市配电网中所占的比例也越来越高，相应的对电力电缆周围的电磁环境的的关注度也随之提升，在对架空输电线路电磁环境问题也被逐渐的得到关注。近些年来，国民的经济不断地得到提升，城市的规模也在随之不断地进行着扩展。电力电缆的使用也在不断地增加，城市中心地区的输配电网中电缆线路使用量也在大幅度的上升，电力电缆线路在大城市中已经占据重要的位置，成为电力传输的骨架与血管，并且电力电缆具有受外界因素影响小的特点，对于雷电灾害、大风灾害等都有很好的扛受能力。电力电缆在工程上对于土地资源的占用也很少，隐蔽性好等特点。
关键词：电力电缆；电磁环境；影响因子；分析
引言：随着我国城市规模的不断扩大和用电负荷的急速增长，土地资源日趋紧张，电力电缆线路开始在一些中心城区大量使用，城市架空线入地是大势所趋。在电力电缆大量敷设的同时，其对周边环境的影响也越来越受到人们的普遍关注。特别是电磁环境影响问题，引起了广大市民的忧虑和担心，主要担心地下电缆所产生的工频电磁场可能会超过国家限定的标准，对生活环境造成危害。因此，出现了多起对地下电缆建设与改造工程的阻挠、抵制和投诉事件，严重影响了城市电网的建设进程。由于埋在地下，且大多经过城市中心区和居民区，电力电缆对地面电磁环境的影响是目前迫切需要研究的问题。我国对架空线路的电磁环境已有比较系统的研究，架空线路的电磁环境评价方法和标准也已比较完善，本文参照架空线路的电磁环境因子及其评价标准，结合电力电缆的本身特点，提出了电力电缆线路工程电磁环境评价因子和方法。
1.电力电缆的结构
高压电缆(110kV及以上)一般为单芯结构。电缆本体从内到外分别为：金属芯线、主绝缘层(包括半导电层、挤压交联绝缘层)、波纹铝护套(金属护层)和外绝缘层。其中：金属线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。主绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。金属护层是10kV及以上的电力电缆一般都有的导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。外绝缘层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。
2.电力电缆的电磁环境影响因子
2.1工频电场
依据电缆自身的特点，并对架空线路与电磁环境的影响因子进行参照，我们可以从工频的电场与磁场还有无线电干扰、可听噪声，来进行相关方面的探讨。电力电缆的护套装置一般都是一端与地面直接进行连接，另一端是在保护的情况下与地面进行连接的。在对电场的工频影响进行讨论时，可以直接对接地的封闭导体壳考虑成是内部电荷的屏蔽问题。工频电场周围的磁场干扰可以直接忽略不计，由静电屏蔽原理的可以得出，此时的电揽外部的电场是不受电缆内部电荷的影响的，所以我们就可以得出电缆对工频电场的影响非常的小，甚至可以忽略不计。
2.2无线电对架空线路的干扰
无线电对于架空线的烦扰主要来自于导线、绝缘子、以及线路金具等电晕进行放电时所产生。电晕形成的电流，通过脉冲的方式注入到导线中，并通过导线的往两侧运动，因而使得导线的周围出现磁场，也就是无线电干扰场。这对于电力电缆来说，电缆芯与电缆护套的尺寸一般情况下都比较大，而线芯的周围是高强度的绝缘材料，在电线与电缆正常的运行的情况下，芯线的周围的磁场强度较小，一般不会将绝缘的保护层给击穿，也就不会产生过电晕，所以这种情况下也可以不考虑电力电缆的无线电干扰。
2.3可听噪声
可听噪声的电晕影响原因与电力电缆产生无线电干扰的原因基本相同，原因是电力电揽中不存在电晕放电的现象，所以，电晕放电时产生的电晕噪声可以忽略不计。
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2.4工频磁场
高压电力电缆的系统结构一般为单芯的结构，电缆中的电流是工频磁场产生源头，由于金属护套接地形式采用的是保护的形式，对正常运行的电力电缆的来说金属的保护套不能对工频磁场起到屏蔽的作用，因此电力电缆的磁场的环境因素主要来自于工频磁场的影响。只能这样进行考虑，将所有的因素都进行排除后所得出的结论。
3.电力电缆的工频磁场特性
3.1单芯电缆的载流细线磁场模型
一般情况下，最常见的额定电压为220KV的单芯电缆所采用的材料都是XLPE具有绝缘作用的铜芯电缆，这种结构的电缆的导体形式基本都是多线的结构，每根导线的结构形式都是在各自的线层内对电缆轴线进行围绕旋转。所以就可从中得出，每根单根的导线都是呈现螺旋的状态，相邻层中的导体旋转的方向是以相互相反的状态进行呈现的。这样独特的结构方式可以使电缆的附近有其他载流导体的时减小邻近效应的影响，所以我们给予这样的情况，初步可以判定所载电流是以电缆的轴线为中心呈对称的方式进行排列的。载流细线产生的磁场可依据毕奥-沙伐定律计算。
3.2电力电缆线路的工频磁场控制标准建议
行业标准HJ/T24—1998《500k V超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》已经给出了工频电场和磁场的人体曝露限值标准。考虑到架空线路空间磁场的评价已有确定的指标，即距离地面1.5m处为100μT。电力电缆线路可参照执行，由于架空线路的工频磁场越靠近地面处越小，而电力电缆的空间磁场则是越靠近地面处越大。因此，如果从严考虑，可规定电缆地面0m处的磁感应强度限值为100μT，考虑到为了实际测量方便，建议地面0.5m处的磁感应强度按100μT来控制。
4.电力电缆工频磁场测试
4.1测量仪器与方法
根据上述的理论分析，本文对2条典型的电力电缆线路展荣线和凤洛线进行电磁环境测试。试验中，采用HI-3604工频电磁场仪分别测量距地面0.5m，1m和1.5m处的工频电场和工频磁感应强度。
4.2测量结果
展荣线：220kV线路，埋地深度1.5m，额定工作电流1.3kA，实际运行电流390A。测量时环境温度21℃，湿度62%。凤洛线：220k V线路，埋地深度1.5m，额定工作电流1.2kA。实际工作电流360A。测量时环境温度22℃，湿度68%。
4.3测量结果分析
由测量结果可以看出，在远离架空线区域，工频电场数值很小，可以认为基本为背景值；在靠近架空线路区域，受架空线路影响，工频电场数值略有增大；对于工频磁场，所测值整体水平很小，在电缆接头处略有增大，距地面0.5m高度工频磁感应强度最大值达到3.69μT，但其水平也控制在国家标准曝露限值以下。
总结：总而言之，在电力电缆线路工程建设过程中，以工频磁场作为电力电缆线路工程的唯一电磁环境影响评价因子。通过研究可知，电力电缆线路所产生的工频磁场具有一定复杂性，与线路电流和排列方式等因素之间均存在密切的联系。通常情况下稳定运行电流条件在，若想要降低地面磁场效果，最佳排列方式为三角形排列方式，并且工频磁感应强度应当距离地面0.5m以上，以保证电电磁环境的合理性和规范性。
参考文献
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论文作者:李蒸蒸
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：磁场论文; 电力电缆论文; 电缆论文; 电场论文; 电磁论文; 护套论文; 环境论文; 《电力设备》2017年第11期论文;