1 特高压交流输电线路可听噪声的限值 1.1 国外可听噪声限值

采用特高压交流输电有助于改善电网结构，实现大容量远距离的电力输送和资源优化配置。由于特高压输电线路路径长，处于开放状态，其可听噪声越来越受到人们的关注。

可听噪声是人们听觉能直接听到的噪声，当交流输电线路的噪声超过一定限值时，线路附近居民及工作人员将感到烦躁和不安。目前世界各国均未制定特高压交流输电线路可听噪声的正式标准，只是在相关设计规范中提出了一定的限值，见表 1^[1]。

从上表可以看出，各国交流特高压输电线路可听噪声限值的范围为50 ~ 58dB(A)，其中日本东京电力的限值最为严格，为线下50dB(A)。

1.2 我国可听噪声限值

目前，我国对1 000kV交流输电线路可听噪声的限值暂无相应的国家和行业标准规定，国家电网公司相关的1000kV交流架空输电线路设计技术规定(暂行)要，求“边导线投影外20m处，湿导线条件下的可听噪声值不超过55 ~ 58dB(A)，房屋所在处的可听噪声预测值不应超过55dB (A) ”。基本相当于《声环境质量标准》 (GB3096-2008)规定的1类声功能区的昼间噪声限值(昼间55 dB(A)，夜间45 dB (A))和3类声功能区的夜间噪声限值(昼间65 dB(A)，夜间55 dB(A))。

我国第一条晋东南~南阳~荆门1 000kV特高压交流输电线路工程的路径主要是农业地区，环评单位提出的1 000kV交流输电线路可听噪声限值控制指标55dB(A)已得到原国家环保总局批准。该限值与其他国家相比处于适中的水平。

2 可听噪声的计算方法

计算特高压交流输电线路的可听噪声有多种计算公式，一般是通过对单相导线的噪声进行叠加来计算整个线路的噪声，下面介绍2种典型的计算方法。

2.1 ENEL公式

(1) 计算各相导线可听噪声的A声级

式中: E_i-导线表面最大电场强度，kV/cm; n-次导线根数; d-次导线直径，cm; D-预测点到各相导线间的距离，m。

(2) 计算三相线路可听噪声的A声级

2.2 美国BPA预测公式

美国BPA推荐的预测公式，是根据不同电压等级、不同分裂方式的试验线路上的长期实测数据推导得出。

式中: SLA-A记权声级，dB(A); PWL(i)-i相导线的声功率级，dB(A); m-导线分裂数; R_i-各相到预测点距离，m;

根据上述计算方法，对各种导线组合的可听噪声进行验算，在边导线外20m处可听噪声的预测值最大相差约3dB(A)。

根据国内外科研机构比较和总结，认为BPA推荐的计算公式具有较高的准确度，预测值和实测值的误差约1dB，因此采用BPA推荐的计算方法。

3 导线参数对可听噪声的影响

影响特高压交流输电线路可听噪声计算值的参数较多，下面以通常采用的1 000kV同塔双回路、不同导线布置方式为例，计算湿导线可听噪声与导线间距、子导线分裂数、分裂间距、对地高度、横向距离变化时的关系曲线。

3.1 相间距离变化的影响

采用8 × LGJ-630/45导线，同塔双回路逆相序布置时，边线投影外20m处，可听噪声随着相导线之间距离的增加而逐步减少，相导线间距离每增加1m，可听噪声相对降低约0.5dB(A)，见图 1。因此增加相间距离对降低可听噪声有一定效果。

3.2 子导线分裂数的影响

以同塔双回路逆相序布置的不同导线为例，最低对地高度22m时，导线从6分裂增加到8分裂，边线投影外20m处可听噪声值由56 dB(A)降低到52dB(A); 导线从8分裂增加到10分裂，噪声值由52 dB(A)降低到50.2 dB(A); 总体来说，适当增加子导线分裂数有助于降低噪声值，但分裂数增加到一定数目，其降噪效果将有所减弱，见图 2。因此工程中1000kV线路一般选择8 × LGJ-630/45导线。

3.3 分裂间距变化的影响

采用8 × LGJ-630/45导线同塔双回路逆相序布置时，分裂间距从300mm开始增加时，边线投影外20m处可听噪声随着分裂间距增加而逐步降低，分裂间距每增加20mm，可听噪声相对降低约0.5 ~ 0.1dB(A)，见图 3。较大的分裂间距有助于降低导线表面场强，从而降低噪声值。因此分裂间距选择在400 ~ 500mm是比较合理的。

3.4 导线对地高度的影响

采用8 × LGJ-630/45导线，同塔双回路逆相序布置时，边导线投影外20m处，可听噪声随着导线对地高度的增加逐步减少，导线对地高度每增加4m，可听噪声相对降低约1.5 ~ 0.3dB(A)，但达到一定高度后，导线对地高度即使再提高，可听噪声降低的也不明显，见图 4。因此单纯抬高导线对地高度只能在一定程度上解决降低可听噪声问题。

3.5 横向距离的影响

垂直于线路不同距离的噪声分布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。采用8 × LGJ-630/45导线，同塔双回路逆相序布置时，线路下方可听噪声衰减较慢; 在边导线外侧，可听噪声衰减相对较快。以导线对地高度22m为例，线路中心线外20m处，可听噪声为52.2dB(A)，在距中心线100m处，可听噪声降低到约47.3dB(A)。见图 5。

4 大气条件对可听噪声的的影响

特高压输电线路在干燥晴朗的条件下，导线通常运行在电晕起始水平下，只有很少的电晕源，噪声水平较低。在阴雨潮湿条件下，因水滴的碰撞或聚集在导线表面而产生大量的电晕放电，每次电晕放电就会爆发一次噪声，可听噪声增大。

特高压输电线路产生的最大可听噪声出现在恶劣天气(大雨)下，这种天气条件下环境背景噪声也较大，可淹没部分线路噪声。相对而言在小雨、雾天、雪天的可听噪声对人的影响更大，因为此时背景噪声水平较低，导线是潮湿的，附着水滴引起表面场强增加而产生较大噪声，容易引起人们的注意。

美国相关研究机构实测了交流和直流线路可听噪声随天气变化情况的曲线，见图 6。从图中可以看出，交流输电线路雨天可听噪声较晴天约大20dB(A)。所以交流输电线路可听噪声重点的是考虑雨天情况。

对导线表面场强在15 ~ 25kV/m，以大雨作为参考水平，其他几种气候条件下可听噪声的降低量大致为:小雨、下雾或潮湿导线5 ~ 10dB(A); 正常干燥气候下，15 ~ 20dB(A);

在高海拔地区，空气击穿强度比低海拔空气低，电晕放电更加严重，海拔高度每增加300m，电晕可听噪声增加约1dB (A)。

另外，可听噪声的衰减受空气的相对湿度和频率影响较大，相对湿度较低，衰减较大，频率较低时衰减较小。考虑到电晕放电的随机性，即使在同一地点，不同的时间，不同的气候下，测得的可听噪声也会有很大差别。

5 降低特高压交流输电线可听噪声的措施

通过上述分析，对于特高压交流输电线路，降低可听噪声的途径主要是降低导线表面最大场强，尽量减少电晕放电。在工程中可以采用以下措施来降低线路的可听噪声。

(1) 适当增加导线的分裂数，可减少导线表面最大场强以达到降低电晕产生的可听噪声。

(2) 当导线分裂数不变时，增加子导线分裂间距，可降低子导线表面最大场强，从而降低可听噪声。

(3) 适当加大导线的相间距，增加导线离地距离，也可起到降低可听噪声的作用。

(4) 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。

(5) 采用子导线非对称分裂方式，可使每相子导线上电荷均匀分布，降低导线表面最大场强，但这种排列方式对线路施工检修、辅助金具的材料工艺、防导线舞动以及杆塔应力设计等要求较高^[2]。

(6) 采用扩径导线或异型导线(外层为梯形或Z形结构)，可减少电晕放电和导线表面最大场强，以降低可听噪声。

6 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，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50 ~ 58dB(A); 我国在工程中采用的55dB(A)的限值处在中等水平。1 000kV特高压交流线路可听噪声主要发生在阴雨天气，晴好天气时较少发生电晕放电因而噪声值较小。采用对单相导线进行叠加的计算方法，对于典型的1 000kV交流输电线路，影响可听噪声的主要因素有相间距、分裂间距、导线对地距离、横向距离等。降低特高压交流线路可听噪声的主要途径是通过工程措施降低导线表面最大场强，尽量减少电晕放电。