Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7379-2:2004 Đặc tính nhiễu tần số rađiô dây tải điện điện cao áp - Phần 2

• Số hiệu: TCVN7379-2:2004
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệ
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2004

n	15	20	25	30	35
k	1,17	1,12	1,09	1,07	1,06

Công thức này, dựa trên số mẫu giới hạn, giống như công thức liên quan đến phân bố Gauxơ có hiệu lực đối với số lượng mẫu vô hạn, các mẫu được đại diện bởi các bộ số đọc.

Trong công thức, S_n có thể so sánh với độ lệch chuẩn liên quan đến số lượng mẫu vô hạn và k phụ thuộc vào cả độ tin cậy yêu cầu (80 %/ 80 %) và số lượng mẫu. Số lượng mẫu càng ít thì giá trị k càng cao đối với mọi phần trăm quy định để thỏa mãn giới hạn, với độ tin cậy cho trước.

Các nghiên cứu cho thấy rằng thậm chí đối với phân bố không Gauxơ, việc sử dụng phương pháp thống kê nêu trên không gây sai số đáng kể miễn là sử dụng ít nhất 15 nhưng ưu tiên 20 bộ số đọc hoặc nhiều hơn để đánh giá.

2. Phương pháp xác định giới hạn

2.1. Giới thiệu

Trong nhiều năm, CISPR đã xem xét các giới hạn tạp radio từ đường dây tải điện trên không và thiết bị điện cao áp để bảo vệ việc thu thanh và thu hình quảng bá. Độ khó chịu do tạp radio gây ra được xác định bằng tỷ số tín hiệu/tạp tại nơi đặt máy thu. Với cùng một mức khó chịu chủ quan, tỷ số tín hiệu/tạp phụ thuộc vào bản chất của nguồn tạp. Dựa vào tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức tạp radio chấp nhận được, ví dụ như mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ, khoảng cách nhỏ nhất giữa đường dây tải điện và vị trí thu, ảnh hưởng của thời tiết, v.v… Việc quy định các điều kiện để kiểm tra sự phù hợp với các giới hạn còn khó khăn hơn. Ví dụ, có các quan điểm không thống nhất về việc nên tiến hành phép đo trong điều kiện thời tiết tốt, xấu hay cả hai. Thực tế mọi yếu tố chính đều chịu sự thay đổi thống kê. Các cuộc thảo luận quốc tế không thể giải quyết đầy đủ được các vấn đề này. Tuy nhiên, một số nước đã đưa ra các tiêu chuẩn bắt buộc về các giới hạn nhiễu từ đường dây tải điện.

Các nước thành viên của CISPR đều nhất trí rằng CISPR cần đưa ra hướng dẫn về phương pháp đơn giản và hiệu quả để xác định giới hạn trên cơ sở quốc gia, có tính đến các điều kiện cụ thể mà cơ quan chức năng có thẩm quyền có thể mong muốn lựa chọn. Ngoài ra, các nước thống nhất là phương pháp xác định giới hạn cần được minh hoạ bằng các ví dụ dựa trên mức tín hiệu hợp lý, nơi lắp đặt máy thu thích hợp và dựa trên thiết kế đường dây tải điện thực tế và kinh tế. Phương pháp phải cho phép đánh giá ảnh hưởng của đường dây tải điện đến việc thu trong các điều kiện cụ thể.

Vì phải đặt ra một số giả định mang tính suy đoán về các tham số ngẫu nhiên có thể khác với các điều kiện thực tế, và cũng phải xem xét đến các yếu tố kinh tế, nên các giới hạn khuyến cáo không thể đảm bảo sự bảo vệ 100 % cho 100 % người nghe hoặc người xem. Thực tế này nhìn chung được chấp nhận trong việc tiêu chuẩn hóa.

2.2. Ý nghĩa của các giới hạn CISPR đối với đường dây tải điện và thiết bị điện cao áp

...

...

...

đối với các thiết bị sản xuất hàng loạt.

Trong trường hợp tạp từ đường dây tải điện và thiết bị điện cao áp, tiêu chí này không thể áp dụng trực tiếp. Tuy nhiên, có thể liên hệ tiêu chí này với phân bố thống kê của tạp do sự thay đổi của các điều kiện khí quyển. Đối với các đường dây tải điện và các thiết bị điện, giới hạn CISPR có thể được giải thích là mức tạp không bị vượt quá trong 80 % thời gian. Tuy nhiên, như đề cập trong 1.4, việc áp dụng quy tắc CISPR 80 % / 80 % này liên quan đến số lượng các phép đo lớn hơn quy định trong khuyến cáo 46/1. Cũng phải nhận thực được mức 80 % đối với tạp vầng quang trên dây dẫn của đường dây tải điện trên không ở khí hậu ôn đới thường là mức thời tiết xấu, trong khi đối với khí hậu khô thì đây là mức thời tiết tốt. Cơ quan chức năng có thẩm quyền cần lưu ý thực tế này khi quyết định chấp nhận mức 80 %.

Các tiêu chí khác nhau, ví dụ như mức tạp trung bình khi thời tiết tốt; mức tạp cực đại khi thời tiết tốt; hoặc thậm chí mức tạp khi trời mưa to cũng có thể là cơ sở để thiết lập các giới hạn.

2.3. Xem xét về kỹ thuật để xác định giới hạn cho đường dây

2.3.1. Phương pháp cơ bản

Yêu cầu cơ bản là cần đạt được tỷ số tín hiệu/tạp thích hợp tại trạm thu để thu một cách thỏa đáng các tín hiệu quảng bá. Khi thiết lập các quy tắc, cơ quan chức năng có thẩm quyền có trách nhiệm xác định cường độ nhỏ nhất của tín hiệu cần bảo vệ và tỷ số tín hiệu/tạp để thu thỏa đáng. Tiêu chuẩn này đưa ra thông tin mới nhất về các tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận và đưa ra một số thông tin về mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ. Tiêu chuẩn này cũng chỉ ra cách mà mức tín hiệu được bảo vệ và tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu có thể được kết hợp với mức tạp ở khoảng cách chuẩn là 20 m từ dây dẫn gần nhất của đường dây tải điện để xây dựng "khoảng cách bảo vệ". Khoảng cách bảo vệ này đại diện cho khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây cần thiết để bảo vệ tín hiệu quảng bá nhỏ nhất trong một tỷ lệ phần trăm thời gian nhất định. Ví dụ nếu chọn mức 80 % làm cơ sở cho tạp radio, thì khoảng cách bảo vệ này sẽ là khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây mà ở đó có thể thu được tín hiệu được bảo vệ nhỏ nhất trong 80 % khoảng thời gian với tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được. Nếu mức tạp trung bình khi thời tiết tốt là cơ sở để thiết lập giới hạn, thì khoảng cách bảo vệ này sẽ là khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây mà tại đó có thể thu được mức tín hiệu được bảo vệ nhỏ nhất trong 50 % khoảng thời gian khi thời tiết tốt với tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được. áp dụng lập luận tương tự với phần trăm bất kỳ khác, lấy trên đường cong phân bố tạp ở mọi thời tiết, hoặc đối với điều kiện thời tiết bất kỳ khác, ví dụ, mưa đều đặn (trong trường hợp này, việc thu thỏa đáng trong 95 % thời gian, ít nhất là trong vùng khí hậu ôn đới).

Cần nhận thấy rằng ở hầu hết các vị trí, mức tín hiệu sẽ cao hơn mức nhỏ nhất và đôi khi có thể lợi dụng tính hướng của một số loại anten thu nhất định để cải thiện tỷ số tín hiệu/tạp. Mặt khác, có những trường hợp khoảng cách giữa đường dây tải điện, hoặc thiết bị điện cao áp, và vị trí thu nhỏ hơn khoảng cách bảo vệ. Trên cơ sở thống kê, các yếu tố này thường có chiều hướng cân bằng nhau theo cách để có thể thu thỏa đáng ngay cả trong các trường hợp nằm trong khoảng cách bảo vệ. Trong trường hợp nằm trong khoảng cách bảo vệ và phải chịu nhiễu, có thể sử dụng các kỹ thuật hiệu chỉnh ví dụ như anten từ xa hoặc nối với hệ thống cáp.

2.3.2. Phạm vi áp dụng

2.3.2.1. Các hệ thống điện được xem xét

...

...

...

Các giới hạn tạp dựa trên quy luật suy giảm theo chiều ngang áp dụng cho các đường dây tải điện điển hình và dựa trên các phương pháp đo và các thiết bị đo CISPR thích hợp được đề cập trong điều 1. Hiện tại, không có sẵn các dữ liệu đối với các trạm điện. Tuy nhiên, để đơn giản, có thể sử dụng các quy luật tương tự như đối với các đường dây, khoảng cách chuẩn được lấy là 20 m từ hàng rào vành đai của trạm điện. Cần chú ý rằng chỉ xem xét tạp liên tục từ trạm điện. Tạp quá độ, ví dụ như tạp do ngắt mạch điện, không được kể đến.

2.3.2.2. Dải tần số

Dải tần số là từ 0,15 MHz đến 300 MHz, bao trùm các băng tần quảng bá AM từ 0,15 MHz đến 1,7 MHz, băng tần truyền hình tần số rất cao (VHF) và băng tần phát thanh điều tần (FM) từ 47 MHz đến 230 MHz. Mục đích là để bảo vệ cho các mức tín hiệu "hợp lý" của các dịch vụ này. Vì các đường dây tải điện thường tạo ra nhiễu không đáng kể đến việc thu quảng bá ở tần số trên 300 MHz và vì chỉ có thông tin hạn chế về các mức tạp tại các tần số này, nên hiện nay các băng tần trên 300 MHz không được đề cập.

Khái niệm "hợp lý" sẽ thay đổi theo loại dịch vụ và theo khu vực trên thế giới. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) xem xét ba khu vực (1, 2 và 3). Khu vực 1 và 3 được chia thành ba vùng (A, B và C) dựa trên các điều kiện khí hậu. Hình 10 chỉ ra các khu vực và vùng này. Trong mỗi vùng và khu vực, có các mức công suất truyền riêng, các mức tín hiệu cần bảo vệ nhỏ nhất, các tỷ số bảo vệ yêu cầu đối với kênh liền kề và kênh phối hợp, v.v…

Đặc biệt, các băng tần quảng bá tần số thấp và tần số trung bình từ 0,15 MHz đến 0,28 MHz và từ 0,5 MHz đến 1,7 MHz đã được ITU quy định. Tuy nhiên, thông lệ hiện có liên quan đến các mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ và tỷ số bảo vệ thường khác với những khuyến cáo mới nhất của ITU. ở Bắc Mỹ, băng tần từ 0,5 MHz đến 1,7 MHz được quy định bởi Hiệp định về Quảng bá theo từng vùng ở Bắc Mỹ (NARBA). ở đây cần chú ý rằng, có một số sự khác nhau do sự khác biệt trong quan điểm về quảng bá. Ví dụ, ở Châu Âu, thường có một số máy phát công suất cao phát vô hướng để phủ sóng trong cả nước. Ngược lại, ở Bắc Mỹ, có vô số các trạm riêng lẻ, thường có các dàn anten định hướng tốt hướng tín hiệu vào thành phố hoặc vùng cụ thể của đất nước. Công suất máy phát thường được giới hạn ở 50 kW và các mức tín hiệu thu được bảo vệ nhìn chung thấp hơn các mức quy định ở Châu Âu.

CHÚ THÍCH: Các giới hạn trên và dưới của các băng tần, dùng cho quảng bá và được nêu ở đây đều là các giá trị gần đúng. Giá trị chính xác thay đổi theo từng vùng và được xem xét định kỳ. (Xem [6.2]).

2.3.3. Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ

Các cơ quan chức năng của từng quốc gia phải xác định các mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ từ tạp của đường dây tải điện đối với các điều kiện thời tiết thích hợp. Đối với băng tần thấp và trung bình, ITU [63] đã khuyến cáo cường độ trường nhỏ nhất cần thiết để khắc phục được tạp tự nhiên (tạp khí quyển, tạp vũ trụ, v.v…). Để hoạch định cho quảng bá, ITU cũng khuyến cáo cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng nhưng chỉ để tham khảo. Phụ lục C đưa ra các giá trị khuyến cáo cho cả cường độ trường nhỏ nhất và cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng.

Vì các mức tạp tự nhiên thay đổi theo thời gian và vị trí địa lý nên đôi khi có thể thu được các mức tín hiệu thấp hơn các giá trị này một cách thỏa đáng và đôi khi không thỏa đáng, cho dù là tạp của đường dây tải điện hoặc tạp nhân tạo khác.

...

...

...

(CCIR) khuyến cáo đối với khu vực 1 như sau:

Băng tần

Cường độ tín hiệu nhỏ nhất

Băng tần truyền hình I, 47 MHz đến 68 MHz

Băng tần phát thanh FM II, 87 MHz đến 108 MHz

-

Băng tần truyền hình III, 174 MHz đến 230 MHz

48 dB (1 mV/m)

48 dB (1 mV/m) (dùng cho mono)

...

...

...

55 dB (1 mV/m)

Ở Bắc Mỹ, các mức tín hiệu tại biên của vùng phục vụ của trạm quảng bá được quy định bởi NARBA và các tiêu chuẩn khác [64 đến 66]. Các mức này được cho trong Phụ lục D.

Nhìn chung, chấp nhận rằng một khi tiêu chí để bảo vệ tín hiệu truyền hình trong các băng tần I và III đã được ấn định, thì tín hiệu phát thanh mono FM đương nhiên cũng được bảo vệ. Các yêu cầu bảo vệ đối với tín hiệu phát thanh stereo đang được xem xét. Tương tự, các băng tần trung gian, ví dụ như sóng ngắn, sẽ đương nhiên được bảo vệ bằng bảo vệ của băng tần quảng bá sóng trung. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nhất định, có thể có các dịch vụ viễn thông đòi hỏi các bảo vệ khác. Điều này cần được các cơ quan chức năng nhà nước tính đến khi xem xét các giới hạn.

Cần lưu ý là tất cả các mức tín hiệu nhỏ nhất này đều có liên quan đến bảo vệ khỏi nhiễu từ các tín hiệu tần số radio khác hoặc từ tạp tự nhiên. Nhiễu từ tạp của đường dây tải điện chưa được xét đến.

Với các giá trị chênh lệch lớn được chọn đối với các mức tín hiệu có thể sử dụng trong các vùng khác nhau trên thế giới, ban ngày và ban đêm, thuật ngữ "mức tín hiệu hợp lý" phải được thiết lập về các yếu tố liên quan đến các mức khác nhau. Rõ ràng là nếu chấp nhận các mức thấp thì tạp radio từ các đường dây tải điện cần được xét so với các nguồn nhiễu khác và khoảng cách bảo vệ giữa đường dây tải điện và máy thu cần tăng lên và/hoặc tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận cần giảm xuống.

2.3.4. Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu

2.3.4.1. Phát thanh quảng bá

Chưa có các khuyến cáo chính xác về tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận đối với tạp từ đường dây tải điện. Để hoạch định, ITU khuyến cáo tỷ số tín hiệu mong muốn/ nhiễu là 30 dB. Các mức của NARBA dựa trên tỷ số là 26 dB.

Đối với các tỷ số giống nhau, tạp của đường dây tải điện có thể gây nhiễu ít khó chịu hơn một chút so với nhiễu đồng kênh.

...

...

...

2.3.4.2. Truyền bá quảng bá

Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu dùng cho truyền hình ít rõ ràng hơn so với thu thanh. Đối với các tiêu chuẩn về truyền hình của Châu Âu, mức 40 dB được coi là chấp nhận được (độ rộng băng tần của thiết bị đo CISPR là 120 kHz). Tuy nhiên, các thử nghiệm được tiến hành ở Anh với ảnh đen trắng được điều biến dương cho thấy giá trị này có thể giảm đi nhiều nhất là 5 dB. Đối với các tiêu chuẩn về truyền hình của Bắc Mỹ, một số thử nghiệm giới hạn được đề xuất sử dụng 40 dB cho truyền hình đen trắng [58]. Các thử nghiệm trên truyền hình màu hiện đang được tiến hành. Cần xem xét thêm đối với tất cả các vấn đề này.

Tốc độ lặp của các xung tạp do vầng quang và phóng điện kiểu khe hở có thể khác biệt đáng kể. Điều này có thể ảnh hưởng lớn đến mức độ nhiễu trên hình ảnh truyền hình. Mặc dù không có sẵn nhiều dữ liệu, vấn đề này cần được xem xét khi thiết lập các tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được đối với việc thu hình.

2.3.5. Chuyển đổi các giá trị đo

2.3.5.1. Quy luật suy giảm

Đối với các khoảng cách từ khoảng 20 m đến 100 m tính từ dây dẫn gần nhất của đường dây tải điện, tốc độ suy giảm theo chiều ngang của tạp radio thay đổi theo các dải tần số khác nhau và cũng phụ thuộc vào cấu hình của đường dây. Các giá trị xấp xỉ dưới đây cung cấp các kết quả thỏa đáng:

- từ 0,15 MHz đến 0,4 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,8

- từ 0,4 MHz đến 1,7 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,65

- từ 30 MHz đến 100 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,2

...

...

...

Số mũ 1,65 có thể có hiệu lực trong khoảng từ 1,7 MHz đến 30 MHz. Thông tin đối với băng tần từ 30 MHz đến 300 MHz dựa trên một số ít phép đo, nhưng phải thấy rằng cơ chế và quy luật suy giảm phụ thuộc vào loại nguồn tạp, ví dụ vầng quang trên dây dẫn hoặc phóng điện kiểu khe hở tại các phụ kiện đường dây.

Do đó, các mức tạp lấy khoảng cách chuẩn là 20 m tính từ dây dẫn gần nhất của đường dây có thể được hiệu chỉnh theo khoảng cách bảo vệ, sử dụng công thức hiệu chỉnh sau:

Từ 0,15 MHz đến 0,4 MHz                      E_P = E₀ - 36 lg

Từ 0,4 MHz đến 1,7 MHz                        E_P = E₀ - 33 lg

trong đó:

E_P là mức tạp radio tại khoảng cách bảo vệ, dB (1 mV/m)

E₀ là mức tạp radio tại khoảng cách 20 m, dB (1 mV/m)

D_P là khoảng cách bảo vệ (m)

CHÚ THÍCH: Nhiều phép đo ở băng tần trung bình cho thấy rằng, trung bình mức tạp suy giảm là D-1,65 sát với đường dây [xem 4.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]. Tuy nhiên, đối với khoảng cách lớn hơn, một số phép đo cho thấy mức tạp suy giảm là D^-1. Đối với khoảng cách bất kỳ lớn hơn 100 m, giá trị chính xác hơn đối với mức tạp E_P có thể được cho như sau:

...

...

...

Có một độ không đảm bảo về khoảng cách theo chiều ngang để có thể áp dụng công thức này. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, ở khoảng cách vượt quá 100 m, mức tạp sẽ thấp đến mức không ảnh hưởng đến việc thu quảng bá.

2.3.5.2. Khoảng cách đo

Bất cứ khi nào có thể, các phép đo cần được thực hiện ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất. Khi không thể thực hiện được điều này, có thể sử dụng các công thức trên để chuyển đổi các giá trị đo được ở các khoảng cách khác về khoảng cách CISPR tiêu chuẩn là 20 m. Cũng cần tiến hành các phép đo ở khoảng cách khác với 20 m để kiểm tra. Trong mọi trường hợp, sử dụng biên dạng đo được của suy giảm theo chiều ngang ưu tiên hơn là sử dụng công thức hiệu chỉnh (xem thêm 1.2.3).

2.4. Phương pháp xác định sự phù hợp với các giới hạn

Có thể dự đoán gần đúng mức tạp radio do vầng quang trên dây dẫn đối với đường dây tải điện bằng cách sử dụng công thức kinh nghiệm, như được trình bày trong 2.2 của CISPR 18-3 hoặc sử dụng danh mục [Phụ lục B của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]. Việc dự đoán tin cậy về các mức tạp là rất quan trọng vì việc hiệu chỉnh thiết kế hoặc kết cấu đường dây sau khi đường dây đã được xây dựng là không kinh tế. Sau khi đường dây đã đi vào hoạt động, có một số quy trình đo có thể kiểm chứng mức đã dự đoán. Lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào thời gian đo và độ chính xác yêu cầu.

2.4.1. Ghi kết quả trong thời gian dài

Đây là phương pháp chính xác nhất để đánh giá mức tạp gây ra bởi đường dây tải điện nhưng để thu được kết quả phải tốn nhiều thời gian. Trạm ghi tạp được đặt gần đường dây đang nghiên cứu và các phép đo liên tục được thực hiện trong ít nhất một năm. Phải kiểm tra sự phù hợp của vị trí ghi bằng các phép đo trên các điểm khác nhau dọc theo đường dây. Kết quả được vẽ trên đồ thị xác suất có kiểu như trên Hình 3 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). ở tỷ lệ phần trăm thời gian được chọn để xác định tạp, mức được đọc từ đồ thị.

2.4.2. Phương pháp lấy mẫu

Đây là phương pháp thực tế và chính xác theo tinh thần của khuyến cáo CISPR 46/1. Thực hiện ít nhất là 15 hoặc tốt nhất là 20 hoặc nhiều hơn bộ số đọc của mức tạp riêng rẽ ở các vị trí khác nhau dọc theo đường dây và trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Việc chọn các điều kiện thời tiết khác nhau cần ít nhiều tỷ lệ với phần trăm thời gian mà mỗi điều kiện thời tiết tồn tại trong vùng có đường dây tải điện. Sau đó, các phép đo này được phân tích để đưa ra mức tạp không được vượt quá trong 50 %, 80 % hoặc 95 % thời gian, với độ tin cậy 80 %, theo các tiêu chí đã chọn (xem 2.3.1).

...

...

...

2.4.3. Phương pháp khảo sát

Nếu thời gian hoặc nguyên nhân bất kỳ khác không cho phép sử dụng các phương pháp trên, có thể xem xét thực hiện phép đo thay thế trong điều kiện thời tiết tốt hoặc mưa to. Điều này là thích hợp khi vầng quang trên dây dẫn là nguồn tạp chính và khi có sẵn các đường cong phân bố tạp radio đối với kiểu đường dây cụ thể cho các điều kiện thời tiết quanh năm. Ví dụ, các đường cong này có thể thu được từ các phép đo chính xác từ trước trên đường dây thực tế hoặc trên cùng kiểu đường dây trong điều kiện khí hậu tương tự. Tốt nhất là có sẵn ba đường cong phân bố; (1) trong điều kiện thời tiết tốt, (2) trong điều kiện mưa to và (3) trong điều kiện thời tiết quanh năm. Các phân bố thống kê được đề cập trong 4.2.3 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Cần chú ý rằng các phương pháp được đề cập trong hai đoạn dưới đây không áp dụng cho các đường dây dưới 72,5 kV khi vầng quang trên dây dẫn không phải là nguồn tạp radio chính.

Các phép đo khi thời tiết tốt phải được thực hiện tại các vị trí khác nhau dọc theo đường dây và ở các thời điểm khác nhau. Từ kết quả suy ra mức 50 % khi thời tiết tốt và dùng làm chuẩn cho họ đường cong được đề cập ở trên. Từ các đường cong có thể đánh giá giá trị 80 % ở mọi thời tiết. Thành công của phương pháp này phụ thuộc vào độ tin cậy của các đường cong phân bố. Nhìn chung giá trị 80 % ở mọi thời tiết cao hơn từ 5 dB đến 15 dB so với giá trị 50 % ở thời tiết tốt, tuỳ thuộc vào khí hậu.

Vì mức tạp radio do vầng quang trên dây dẫn tương đối ổn định và có khả năng tái tạo khi mưa to nên các phép đo này không đòi hỏi phải thực hiện tại các thời điểm riêng rẽ. Các phép đo khi thời tiết xấu cũng cần được thực hiện tại các vị trí khác nhau dọc theo đường dây. Mức 50 % khi mưa to đều được lấy ra từ kết quả của các phép đo và được sử dụng làm chuẩn trong họ đường cong phân bố để đánh giá mức 80 % ở mọi thời tiết. ở đây thành công của phương pháp này cũng phụ thuộc vào độ tin cậy của các đường cong phân bố, mặc dù việc đánh giá giá trị 80 % ở mọi thời tiết từ các phép đo khi mưa to được coi là tin cậy hơn so với đánh giá từ các phép đo khi thời tiết tốt. Nhìn chung, mức 80 % ở mọi thời tiết thấp hơn khoảng từ 5 dB đến 12 dB so với mức 50 % khi mưa to đều đặn.

2.4.4. Tiêu chí thay thế dùng cho mức tạp có thể chấp nhận được

Có thể sử dụng một trong các tiêu chí thay thế cho các mức tạp có thể chấp nhận, như đề cập trong 2.2. Ví dụ, nếu lựa chọn mức tạp trung bình khi thời tiết tốt thì cần tiến hành một loạt phép đo trong các điều kiện thời tiết tốt điển hình. Phải thực hiện ít nhất ba phép đo ở ba vị trí khác nhau dọc theo đường dây. Nếu thời gian cho phép, thực hiện lại các phép đo này vào một ngày khác. Trung bình của tất cả các giá trị đo được coi là đại diện cho mức tạp trung bình khi thời tiết tốt của đường dây.

2.5. Ví dụ về xác định giới hạn

2.5.1. Thu thanh

Ví dụ về việc tính các giới hạn được nêu dưới đây dựa trên các giả thiết đề cập ở các điều trên. Cũng có thể tính các giới hạn đối với các giả thiết khác về mức tín hiệu, tỷ số tín hiệu/tạp và khoảng cách đến đường dây tải điện. Ngược lại, đối với mức tạp cho trước, có thể tính được khoảng cách nhỏ nhất có thể chấp nhận để thu thỏa đáng cường độ tín hiệu cho trước.

...

...

...

Ngoài ra, cần lưu ý rằng, tạp radio thường được đo ở tần số 0,5 MHz. Nếu tín hiệu ở tần số quảng bá quy định cần được bảo vệ, thì phải hiệu chỉnh các giá trị đo được về tần số cho trước theo 4.2.1 và Hình B12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Ví dụ, ở 1 MHz, mức tạp sẽ thấp hơn khoảng từ 5 dB đến 6 dB.

2.5.1.1. Nguyên lý

Có bốn thông số liên quan đến quy định kỹ thuật về các giới hạn tạp radio (Hình 11):

- mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ;

- tỷ số tín hiệu/tạp nhỏ nhất có thể chấp nhận được;

- mức tạp chuẩn, 20 m tính từ dây dẫn gần nhất, trong các điều kiện thời tiết quy định;

- "khoảng cách bảo vệ", tức là khoảng cách nhỏ nhất đến đường dây mà tại đó tín hiệu có thể được thu một cách thỏa đáng.

Nếu ba trong bốn thông số này được quy định thì có thể xác định được thông số thứ tư. Hai ví dụ dưới đây sẽ chứng minh cho điều này.

2.5.1.2. Ví dụ 1

...

...

...

Ví dụ, yêu cầu tính khoảng cách từ đường dây tải điện cho trước mà tại đó có thể thu được tín hiệu 72 dB (1 mV/m) tại tần số 1 MHz với tỷ số tín hiệu/tạp là 35 dB. Tạp đường dây đo được bằng phương pháp CISPR tiêu chuẩn là 50 dB (1 mV/m). Tính toán được thực hiện như sau:

Mức tín hiệu được bảo vệ tại tần số 1 MHz

S_P = 72 dB (1 mV/m)

Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu

R_P = 35 dB

Mức tạp có thể chấp nhận ở khoảng cách bảo vệ tính từ đường dây

N_P = S_P - R_P

N_P = 37 dB (1 mV/m)

...

...

...

50 dB (1 mV/m)

Mức tạp ở tần số 1 MHz

E₀ = 50 - 6 = 44 dB (1 mV/m)

[Hiệu chỉnh 6 dB theo Hình B12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]

Khoảng cách bảo vệ                                                                

Do đó: D_P = 32 m tính từ dây dẫn gần nhất.

2.5.1.3. Ví dụ 2

Trong ví dụ thứ hai này, tín hiệu quảng bá tại tần số 1 MHz, 65 dB (1 mV/m), cần phải được bảo vệ với tỷ số tín hiệu/tạp là 30 dB ở khoảng cách lớn hơn 100 m tính từ đường dây tải điện. Mức tạp chuẩn có thể chấp nhận ở 20 m được tính như sau:

Mức tín hiệu được bảo vệ tại tần số 1 MHz

...

...

...

Mức tạp có thể chấp nhận ở khoảng cách bảo vệ tính từ đường dây

65 - 30 = 35 dB (1 mV/m)

Độ suy giảm từ 20 m đến 100 m

33lg dB

Mức tạp chuẩn chấp nhận được ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất tại tần số 1 MHz

35 + 23 = 58 dB (1 mV/m)

Do đó, mức tạp chuẩn chấp nhận được ở tần số chuẩn CISPR (0,5 MHz)

[Hiệu chỉnh 6 dB theo Hình B12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)] là 58 + 6 = 64 dB (1 mV/m)

2.5.2. Thu hình, 47 MHz đến 230 MHz

...

...

...

2.6. Lưu ý bổ sung

Hầu hết các thử nghiệm trường cho đến nay vẫn được tiến hành trong băng tần thấp và băng tần trung bình. Do đó, dữ liệu về băng tần VHF cần được coi là tạm thời và các kết luận quan trọng không được dựa vào đó. Toàn bộ vấn đề này đang được xem xét.

Nếu các giới hạn dựa trên các mức tạp đo được và đánh giá thống kê theo 1.4 thì chúng cũng đại diện cho các giá trị thống kê không bị vượt quá trong 80 % thời gian. Đối với tạp của vầng quang trên dây dẫn, cần chú ý rằng các giá trị này cao hơn đáng kể so với các mức trung bình khi thời tiết tốt. Yếu tố này cần được tính đến khi so sánh các giá trị này với các giá trị tiêu chuẩn trong điều kiện thời tiết tốt điển hình được nhiều nước đưa ra.

Cũng như trường hợp các nguồn gây nhiễu khác đã có các giới hạn CISPR, các ví dụ về giới hạn được trình bày ở đây đều dựa vào các yêu cầu để bảo vệ việc thu đối với phần lớn người nghe hoặc người xem trong các điều kiện phổ biến tại phần lớn nơi lắp đặt trong hầu hết thời gian. Các giá trị này không thể sử dụng cho một số ít trường hợp ngoại lệ khi đồng thời xảy ra nhiều yếu tố bất lợi.

Thực tế cho thấy rằng các mức tạp chấp nhận được trong điều này có thể được thỏa mãn với các đường dây tải điện có thiết kế và kết cấu thích hợp được bảo dưỡng tốt. Thực vậy, các mức tạp thấp hơn đáng kể được tìm thấy trên nhiều đường dây làm việc khi các yêu cầu không phải về tạp radio dẫn đến các thiết kế với cỡ dây lớn hơn (ví dụ khả năng mang dòng cao). Coi rằng các phương pháp tìm giới hạn được nêu ra trong điều này đại diện cho thực tiễn kỹ thuật tốt và có thể dùng làm cơ sở để thiết lập các giới hạn này.

2.7. Xem xét kỹ thuật để tìm giới hạn cho các thiết bị đường dây và trạm điện

Nguyên tắc để thiết lập các giới hạn điện áp tạp radio cho các cái cách điện và phụ kiện đường dây và thiết bị và các phụ kiện của trạm điện trong các băng tần thấp và băng tần trung phải sao cho chúng đóng góp không đáng kể vào mức tạp tổng của đường dây truyền tải. Nguyên tắc này có thể áp dụng cho các đường dây xoay chiều mà dây dẫn của chúng chịu građien bề mặt khoảng từ 12 đến 14 kV/cm hoặc lớn hơn. Nguyên tắc giả định có sự phối hợp giữa một mặt là tạp sinh ra bởi cái cách điện và các phụ kiện đường dây và mặt khác là tạp sinh ra bởi vầng quang trên dây dẫn của đường dây. Đối với các đường dây xoay chiều khác, với građien bề mặt thấp hơn, điện áp tạp đối với thiết bị của đường dây phải ít nhất là thấp bằng điện áp tạp đối với thiết bị được sử dụng trên các đường dây có građien bề mặt là 12 kV/cm. Nguyên tắc này có thể áp dụng cho các đường dây một chiều nhưng không nêu giá trị của građien vì quan hệ giữa tạp của vầng quang trên dây dẫn và tạp sinh ra bởi cái cách điện và các phụ kiện đường dây chưa được thiết lập [xem 8.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)] tạp vầng quang thường cao hơn khi thời tiết khô và thấp hơn khi thời tiết ẩm ướt. Phương pháp đo tạp radio CISPR trong phòng thí nghiệm được mô tả ở 1.3.6.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1) đưa ra mối tương quan giữa điện áp tạp radio đo được tính bằng micrôvôn, trong mạch thử nghiệm CISPR, do nguồn tạp bất kỳ gây ra (1.3) và trường tạp radio tại hiện trường, tính bằng micrôvôn trên mét, đo được theo phương pháp mô tả trong 1.3.

Đối với các tần số trên một vài mega héc, không áp dụng mối tương quan giữa điện áp tạp radio và trường tạp radio tương ứng cho trong 6.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Điều này có nghĩa là hiện nay chưa thể đưa ra nguyên tắc thiết lập các giới hạn đối với các tần số cao hơn băng tần trung.

Trường tạp radio gần trạm điện, được sinh ra bởi nguồn tạp trong phạm vi trạm điện, có thể là tổng của trường bức xạ trực tiếp và trường dẫn hướng do các dòng điện truyền vào đường dây tải điện trên không cung cấp điện cho trạm điện. Hiện nay, chưa có đủ các dữ liệu về thành phần bức xạ và do đó chỉ đề cập đến các dòng điện truyền vào. Trong trường hợp này cũng áp dụng sự phối hợp giữa các dòng điện tạp truyền vào và các dòng điện gây ra bởi vầng quang trên dây dẫn của đường dây.

...

...

...

Để đánh giá các ảnh hưởng tương đối của cái cách điện và dây dẫn, chỉ cần so sánh dòng điện sinh ra bởi bộ cách điện hoàn chỉnh với tổng dòng điện I_L được sinh ra bởi một khoảng vượt trên một dây pha của đường dây. Nếu dòng điện sinh ra bởi bộ cách điện nhỏ hơn I_L thì sự đóng góp của nó vào tổng trường tạp của đường dây sẽ là nhỏ; nếu dòng điện này bằng I_L thì mức tăng do cái cách điện vào khoảng 3 dB; nếu dòng điện này lớn hơn I_L thì trường tạp của đường dây sẽ được xác định chủ yếu bằng ảnh hưởng của các cách điện.

Nếu giới hạn dòng điện của bộ cách điện được quy định là I_L/3, có nghĩa là nhỏ hơn 10 dB so với dòng điện I_L, thì tổng trường tạp tăng khoảng 0,5 dB. Trong thực tế, giá trị này là quá nhỏ để có thể đo được.

Ngoài các bộ cách điện, phải xét các linh kiện và phụ kiện đường dây khác như vòng cách, thanh cách, bộ chống rung và các thiết bị cảnh báo cho máy bay. Đối với các loại linh kiện và phụ kiện bất kỳ của đường dây này, nếu có N hạng mục trên mỗi khoảng vượt thì mức tạp radio trên một hạng mục không được lớn hơn1/ lần mức dùng cho bộ cách điện.

Tổng dòng điện tạp radio trên mỗi khoảng vượt từ tất cả các linh kiện và phụ kiện đường dây này, theo kinh nghiệm, được xác định bằng tổng bình phương của các dòng điện đo được một cách riêng rẽ.

2.7.2. Dòng điện truyền vào do thiết bị của trạm điện

Thiết bị được coi là máy phát dòng điện tạp radio, như chỉ ra trong 6.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Vấn đề là nghiên cứu việc truyền của dòng điện truyền vào dọc theo đường dây, tức là sự suy giảm và biến dạng của trường điện từ dẫn hướng liên quan đến dòng điện này. Để thực hiện điều này, sử dụng phương pháp phân tích phương thức.

Thông thường, trạm điện có nhiều hơn một đường dây liên kết, mỗi đường dây có một hoặc nhiều mạch điện. Để xác định dòng điện truyền vào một trong các mạch điện, không những cần biết trở kháng của tất cả các mạch mà còn phải biết trở kháng của thiết bị trong trạm điện, bao gồm thanh cái, thiết bị đo, máy biến áp, tụ điện, cáp, v.v… khi được nhìn dưới góc độ thiết bị đóng vai trò nguồn dòng. Sau đó có thể tính dòng điện trong mạch đang xem xét.

Đối với trường hợp xấu nhất, trở kháng của thiết bị trong trạm điện có thể được giả định là vô cùng lớn. Khi đó đối với N thiết bị, mỗi thiết bị sinh ra giá trị dòng điện tạp I₀ như nhau, và đối với n mạch đầu ra, dòng điện truyền vào mạch là:

...

...

...

Nếu dòng điện được tính theo cách này bằng giá trị dòng điện sinh ra bởi vầng quang trên dây dẫn của đường dây thì trường tạp radio tại cột cuối của trạm điện sẽ tăng khoảng 3 dB nhưng sau 1 hoặc 2 km, dòng điện tạp bổ sung và do đó trường sẽ tăng đáng kể.

2.7.3. Tìm giới hạn trong thực tế ở băng tần thấp và băng tần trung

a) Linh kiện và phụ kiện đường dây

Quy trình chính xác như sau: bắt đầu từ đồ thị của hàm kích thích và ma trận điện dung của đường dây [xem 5.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)], tính dòng điện I truyền vào trên một đơn vị chiều dài của dây pha. Từ dòng điện thành phần I này để có được dòng điện tổng, sinh ra bởi một khoảng vượt có chiều dài L, áp dụng luật tổng bình phương:

Khi so sánh dòng điện sinh ra bởi bộ cách điện hoàn chỉnh với dòng điện tổng I_L, nên cộng thêm một lề an toàn 10 dB để đảm bảo sự tăng không đáng kể của mức trường tạp tổng. Giá trị dòng điện tạp của cái cách điện được sử dụng để so sánh phải là giá trị lớn nhất đạt được trong giải điều kiện khí hậu chuẩn của vùng mà đường dây dự kiến chạy qua.

Đối với mục đích thực tiễn, có thể rút ra một quan hệ đơn giản từ công thức (6) cho trong 6.2.1.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Dòng điện i từ một bộ cách điện không được vượt quá giá trị cho bởi:

I = E - 27 - K₁

trong đó:

...

...

...

E là cường độ trường tạp radio cho phép trong điều kiện thời tiết chuẩn, tính bằng dB (1 mV/m), ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất của đường dây

K₁ là chênh lệch, tính bằng dB, giữa mức tạp của vầng quang trên dây dẫn trong điều kiện thời tiết chuẩn và mức tạp của vầng quang trên dây dẫn trong điều kiện thời tiết sinh ra mức tạp lớn nhất trên cái cách điện

Công thức này bao gồm cả lề an toàn 10 dB được đề cập ở trên.

b) Thiết bị và các phụ kiện của trạm điện

Dòng điện tổng I truyền vào đường dây do có trạm điện không được vượt quá giá trị cho bởi:

I = E - 12 - K₂

trong đó:

I tính bằng dB (1 mA)

E là cường độ trường tạp radio cho phép trong điều kiện thời tiết chuẩn, tính bằng dB (1 mV/m), ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất của đường dây rút ra từ ví dụ tương ứng trong 2.5

...

...

...

Công thức này rút ra từ công thức (4) cho trong 6.2.1.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1) dùng cho chiều cao dây dẫn h là 15 m và độ sâu thấm vào đất P_g là 7 m. Không quy định lề an toàn.

Tại chỗ ghép nối giữa đường dây và thanh cái của trạm điện thường xảy ra sự không phối hợp trở kháng. Điều này có thể tạo ra sóng đứng của tạp radio trên một vài kilômét đầu của đường dây gây ra dao động lên đến ± 6 dB sát với trạm điện. Điều này không được tính đến trong các công thức cho trên đây.

CHÚ THÍCH 1: Các giới hạn này được rút ra từ cường độ trường tạp radio cho phép đối với đường dây.

CHÚ THÍCH 2: Khó khăn chính trong ứng dụng thực tế của nguyên tắc này là mô phỏng các điều kiện làm việc cho các đối tượng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Như đề cập trong 6.3 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1), hiện nay không có quy trình thống nhất để mô phỏng các điều kiện làm việc phổ biến hơn trong phòng thí nghiệm, nhưng vấn đề hiện đang được xem xét. Trong lúc đó, đã có đề xuất là các phép đo cần được thực hiện trên thiết bị trong tình trạng liên quan chặt chẽ với các điều kiện làm việc.

CHÚ THÍCH 3: Giới hạn cho các hạng mục riêng rẽ của thiết bị trong trạm điện, ví dụ cầu dao cách ly, máy cắt, v.v… không thể quy định trong tiêu chuẩn này vì các hạng mục này thuộc trách nhiệm của các tổ chức khác. Tuy nhiên, ảnh hưởng của từng hạng mục riêng rẽ này, trong môi trường làm việc của chúng, phải phù hợp với các giới hạn trên đây.

3. Phương pháp xác định giới hạn đối với tạp radio do đường dây HVDC

Trong nhiều năm CISPR đã xem xét vấn đề về giới hạn của tạp radio từ các đường dây tải điện trên không và thiết bị điện cao áp để bảo vệ việc thu thanh và thu hình quảng bá. Độ khó chịu do tạp radio gây ra được xác định bằng tỷ số tín hiệu/tạp tại nơi đặt máy thu. Với cùng một mức khó chịu chủ quan, tỷ số tín hiệu/tạp phụ thuộc vào bản chất của nguồn tạp. Dựa vào tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức tạp có thể chấp nhận ví dụ như mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ, khoảng cách nhỏ nhất giữa đường dây tải điện và vị trí thu, ảnh hưởng của thời tiết, v.v… Việc quy định các điều kiện đánh giá sự phù hợp với giới hạn còn khó khăn hơn. Ví dụ, có các quan điểm khác nhau về việc nên tiến hành phép đo trong điều kiện thời tiết tốt, xấu hay cả hai. Thực tế mọi yếu tố chính đều chịu sự thay đổi thống kê. Các cuộc thảo luận quốc tế không thể giải quyết đầy đủ được các vấn đề này. Tuy nhiên, một số nước đã đưa ra các tiêu chuẩn bắt buộc về các giới hạn nhiễu từ đường dây tải điện.

Các thành viên của CISPR đều nhất trí rằng CISPR cần đưa ra hướng dẫn về phương pháp đơn giản và hiệu quả để tìm được các giới hạn trên cơ sở quốc gia, có tính đến các điều kiện cụ thể mà cơ quan chức năng có thẩm quyền có thể mong muốn lựa chọn. Ngoài ra, các nước thống nhất là phương pháp xác định giới hạn cần được minh hoạ bằng các ví dụ dựa trên mức tín hiệu hợp lý, nơi lắp đặt máy thu thích hợp và dựa trên thiết kế đường dây tải điện thực tế và kinh tế. Phương pháp phải cho phép đánh giá ảnh hưởng của đường dây tải điện đến việc thu trong các điều kiện cụ thể.

Vì phải đặt ra một số giả định mang tính suy đoán về các tham số ngẫu nhiên có thể khác với các điều kiện thực tế, và cũng phải xem xét đến các yếu tố kinh tế, nên các giới hạn khuyến cáo không thể đảm bảo sự bảo vệ 100 % cho 100 % người nghe hoặc người xem. Thực tế này nhìn chung được chấp nhận trong việc tiêu chuẩn hóa.

...

...

...

Khuyến cáo CISPR 46/1 "ý nghĩa của các giới hạn CISPR" và TCVN 6989 (CISPR 16) quy định cơ sở thống kê trong việc phân tích các số liệu thử nghiệm để xác định sự phù hợp với giới hạn CISPR đối với các thiết bị sản xuất hàng loạt.

Trong trường hợp tạp từ đường dây tải điện và thiết bị điện cao áp, tiêu chí này không thể áp dụng trực tiếp. Tuy nhiên, có thể liên hệ tiêu chí này với phân bố thống kê của tạp do sự thay đổi của các điều kiện khí quyển. Đối với các đường dây tải điện và các thiết bị điện, giới hạn CISPR có thể được giải thích là mức tạp không bị vượt quá trong 80 % thời gian. Tuy nhiên, như được đề cập trong 1.4, việc áp dụng quy tắc CISPR 80 %/ 80 % này liên quan đến số lượng các phép đo lớn hơn quy định trong khuyến cáo 46/1. Cũng phải nhận thức được mức 80 % đối với tạp vầng quang trên dây dẫn của đường dây tải điện một chiều trên không luôn là mức thời tiết tốt đối với mọi khí hậu, trong khi đối với đường dây xoay chiều, mức 80 % trong khí hậu ôn đới thường là mức thời tiết xấu, và đối với khí hậu khô thì đây thường là mức thời tiết tốt.

Hình 12, thể hiện tạp radio điển hình hàng năm ở mọi thời tiết tại phân bố biên độ luỹ tích 0,5 MHz đối với đường dây xoay chiều và đường dây một chiều lưỡng cực trong khí hậu ôn đới, minh họa sự khác nhau giữa tạp vầng quang từ đường dây xoay chiều và một chiều. Cơ quan chức năng có thẩm quyền cần lưu ý thực tế này khi quyết định chọn mức 80 %.

Các tiêu chí khác, ví dụ như các mức tạp trung bình khi thời tiết tốt hoặc các mức tạp lớn nhất có thể có khi thời tiết tốt cũng có thể làm cơ sở để thiết lập các giới hạn cho đường dây tải điện HVDC. Tạp khi thời tiết xấu thường nhỏ hơn [8.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]; do đó, mức tạp khi thời tiết tốt (50 %) cao hơn mức tạp khi thời tiết xấu, nhưng chênh lệch là vừa phải. Mức tạp khi thời tiết tốt luôn là cơ sở để thiết lập giới hạn cho đường dây HVDC.

3.2. Xem xét về kỹ thuật để xác định giới hạn cho đường dây

3.2.1. Phương pháp cơ bản

Yêu cầu cơ bản là cần đạt được tỷ số tín hiệu/tạp thích hợp tại trạm thu để thu một cách thỏa đáng các tín hiệu. Khi thiết lập các quy tắc, cơ quan chức năng có thẩm quyền có trách nhiệm xác định cường độ nhỏ nhất của tín hiệu cần bảo vệ và tỷ số tín hiệu/tạp để thu thỏa đáng. Tiêu chuẩn này đưa ra thông tin mới nhất về các tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận và đưa ra một số thông tin về mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ. Tiêu chuẩn này cũng chỉ ra cách mà mức tín hiệu được bảo vệ và tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu có thể được kết hợp với mức tạp ở khoảng cách chuẩn là 20 m từ dây dẫn gần nhất của đường dây tải điện để xây dựng ''khoảng cách bảo vệ". Khoảng cách bảo vệ này đại diện cho khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây cần thiết để bảo vệ tín hiệu quảng bá nhỏ nhất trong một tỷ lệ phần trăm thời gian nhất định. Ví dụ, nếu chọn mức 80 % làm cơ sở cho tạp radio, thì khoảng cách bảo vệ này sẽ là khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây mà ở đó có thể thu được tín hiệu được bảo vệ nhỏ nhất trong 80 % khoảng thời gian với tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được. Nếu mức tạp trung bình khi thời tiết tốt là cơ sở để thiết lập giới hạn, thì khoảng cách bảo vệ này sẽ là khoảng cách nhỏ nhất tính từ đường dây mà tại đó có thể thu được mức tín hiệu được bảo vệ nhỏ nhất trong 50 % khoảng thời gian trong khi thời tiết tốt với tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được.

Cần nhận thấy rằng ở hầu hết các vị trí, mức tín hiệu sẽ cao hơn mức nhỏ nhất và đôi khi có thể lợi dụng thuộc tính có hướng của một số loại anten thu nhất định để cải thiện tỷ số tín hiệu/tạp. Mặt khác, có những trường hợp trong đó khoảng cách giữa đường dây tải điện, hoặc thiết bị điện cao áp, và vị trí thu nhỏ hơn khoảng cách bảo vệ. Trên cơ sở thống kê, các yếu tố này thường có chiều hướng cân bằng nhau theo cách để có thể thu một thỏa đáng ngay cả trong các trường hợp nằm trong khoảng cách bảo vệ. Trong trường hợp nằm trong khoảng cách bảo vệ và phải chịu nhiễu, có thể sử dụng các kỹ thuật hiệu chỉnh ví dụ như các anten từ xa hoặc nối với các hệ thống cáp.

3.2.2. Phạm vi áp dụng

...

...

...

3.2.2.1. Các hệ thống điện được xem xét

Các giới hạn tạp radio được đề cập trong điều này áp dụng cho toàn bộ hệ thống điện mà không áp dụng cho từng phụ kiện riêng rẽ như máy biến áp, cái cách điện, v.v… Phương pháp đo mức tạp của linh kiện được đề cập trong 1.3 của tiêu chuẩn này và mối quan hệ giữa mức này với mức tạp do nó sinh ra khi đang vận hành ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn dương gần nhất của đường dây tải điện được đề cập trong 6.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Điều 3 áp dụng cho tất cả các đường dây tải điện HVDC làm việc ở điện áp từ 1 kV đến ± 750 kV.

Các giới hạn tạp được dựa trên quy luật suy giảm theo chiều ngang có thể áp dụng cho các đường dây tải điện điển hình và dựa trên các phương pháp đo và các thiết bị đo CISPR thích hợp. Hiện tại, không có sẵn các dữ liệu chắc chắn đối với các trạm chuyển đổi. Tuy nhiên, để đơn giản có thể sử dụng các quy luật tương tự như đối với các đường dây, khoảng cách chuẩn được lấy là 20 m từ hàng rào vành đai của trạm chuyển đổi. Cần chú ý rằng chỉ xem xét tạp liên tục từ trạm điện. Tạp quá độ, ví dụ như tạp do ngắt mạch điện, không được kể đến.

3.2.2.2. Dải tần số

Dải tần số là từ 0,15 MHz đến 300 MHz, bao trùm các băng tần quảng bá AM từ 0,15 MHz đến 1,7 MHz và băng tần truyền hình VHF và băng tần phát thanh FM từ 47 MHz đến 230 MHz. Mục đích là để bảo vệ cho các mức tín hiệu "hợp lý" của các dịch vụ này. Vì các đường dây tải điện thường tạo ra nhiễu không đáng kể đến việc thu quảng bá ở tần số trên 300 MHz và vì chỉ có thông tin giới hạn ở các mức tạp tại các tần số này, nên hiện nay các băng tần trên 300 MHz không được đề cập.

Khái niệm "hợp lý" sẽ thay đổi theo loại dịch vụ và theo khu vực trên thế giới. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) xem xét ba khu vực (1, 2 và 3). Khu vực 1 và 3 được chia thành ba vùng (A, B và C) dựa trên các điều kiện khí hậu. Hình 10 chỉ ra các khu vực và vùng này. Trong mỗi vùng và khu vực, có các mức công suất truyền riêng, các mức tín hiệu cần bảo vệ nhỏ nhất, các tỷ số bảo vệ yêu cầu đối với kênh liền kề và kênh phối hợp, v.v…

Đặc biệt, các băng tần quảng bá tần số thấp và tần số trung từ 0,15 MHz đến 0,28 MHz và từ 0,5 MHz đến 1,7 MHz đã được ITU quy định. Tuy nhiên, thông lệ hiện có liên quan đến các mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ và tỷ số bảo vệ thường khác với những khuyến cáo mới nhất của ITU. ở Bắc Mỹ, băng tần từ 0,5 MHz đến 1,7 MHz được NARBA quy định. Ở đây cần chú ý rằng, có một số khác nhau do sự khác nhau trong quan điểm về quảng bá. Ví dụ, ở Châu Âu, thường có một số máy phát công suất cao phát vô hướng để phủ sóng trong cả nước. Ngược lại, ở Bắc Mỹ, có vô số các trạm riêng lẻ, thường có các dàn anten định hướng tốt hướng tín hiệu vào thành phố hoặc vùng cụ thể của đất nước. Công suất máy phát thường được giới hạn ở 50 kW và các mức tín hiệu thu được bảo vệ nhìn chung thấp hơn các mức quy định ở Châu Âu.

CHÚ THÍCH: Các giới hạn trên và dưới của các băng tần, dùng cho quảng bá và được nêu ở đây đều là các giá trị gần đúng. Giá trị chính xác thay đổi theo từng vùng và được xem xét định kỳ.(Xem [62]· để biết thêm chi tiết).

3.2.3. Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ

...

...

...

Vì các mức tạp tự nhiên thay đổi theo thời gian và vị trí địa lý, nên đôi khi có thể thu được các mức tín hiệu thấp hơn các giá trị này một cách thỏa đáng và đôi khi không thỏa đáng, cho dù là tạp của đường dây tải điện hoặc tạp nhân tạo khác.

Các mức tín hiệu nhỏ nhất do Ủy ban Tư vấn Quốc tế về Tần số radio (CCIR) khuyến cáo đối với các băng tần VHF trong khu vực 1 như sau:

Băng tần

Cường độ tín hiệu nhỏ nhất

Băng tần truyền hình I, 47 MHz đến 68 MHz

Băng tần phát thanh FM II, 87 MHz đến 108 MHz

-

Băng tần truyền hình III, 174 MHz đến 230 MHz

48 dB (1 mV/m)

...

...

...

54 dB (1 mV/m) (dùng cho stereo)

55 dB (1 mV/m)

Ở Bắc Mỹ, các mức tín hiệu tại biên của vùng phục vụ của trạm quảng bá được quy định bởi NARBA và các tiêu chuẩn khác [64 đến 66]. Các mức này được cho trong Phụ lục D.

Nhìn chung, chấp nhận rằng một khi tiêu chí để bảo vệ tín hiệu truyền hình trong các băng tần I và III đã được ấn định, thì tín hiệu phát thanh mono FM đương nhiên cũng được bảo vệ. Các yêu cầu bảo vệ đối với tín hiệu phát thanh stereo đang được xem xét. Tương tự, các băng tần trung gian, ví dụ như sóng ngắn, sẽ đương nhiên được bảo vệ bằng bảo vệ của băng tần quảng bá sóng trung. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nhất định, có thể có các dịch vụ viễn thông đòi hỏi các bảo vệ khác. Điều này cần được các cơ quan chức năng nhà nước tính đến khi xem xét các giới hạn.

Cần lưu ý là tất cả các mức tín hiệu nhỏ nhất này đều có liên quan đến bảo vệ khỏi nhiễu từ các tín hiệu tần số radio khác hoặc từ tạp tự nhiên. Nhiễu từ tạp của đường dây tải điện chưa được xét đến.

Với các giá trị chênh lệch lớn được chọn đối với các mức tín hiệu có thể sử dụng trong các vùng khác nhau trên thế giới, ban ngày và ban đêm, thuật ngữ "mức tín hiệu hợp lý" phải được thiết lập về các yếu tố liên quan đến các mức khác nhau. Rõ ràng là nếu chấp nhận các mức thấp thì tạp radio từ các đường dây tải điện cần được xét so với các nguồn nhiễu khác và khoảng cách bảo vệ giữa đường dây tải điện và máy thu cần tăng lên và/hoặc tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận cần giảm xuống.

3.2.4. Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu

3.2.4.1. Phát thanh quảng bá

Chưa có các khuyến cáo chính xác về tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận đối với tạp từ đường dây tải điện. Để hoạch định, ITU khuyến cáo tỷ số tín hiệu mong muốn/nhiễu là 30 dB. Các mức của NARBA dựa trên tỷ số là 26 dB.

...

...

...

Cũng như đối với các đường dây xoay chiều, tài liệu kỹ thuật [19, 20, 68, và 69] đưa ra kết quả nghiên cứu về tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu đối với việc thu thỏa đáng khi có tạp của đường dây tải điện một chiều. Tuy nhiên, số lượng nghiên cứu đối với đường dây một chiều ít hơn rất nhiều so với đường dây xoay chiều, và các thử nghiệm tỷ số tín hiệu/tạp một chiều không nhất quán với nhau như các thử nghiệm tỷ số tín hiệu/tạp xoay chiều. Một số nghiên cứu cho thấy rằng trong trường hợp đường dây tải điện một chiều, tỷ số tín hiệu/tạp đo được có thể thấp hơn so với đường dây tải điện xoay chiều nhiều nhất là 9 dB để cho cùng một cảm nhận chủ quan, trong khi đó các nghiên cứu khác lại cho thấy chênh lệch nhỏ hơn giữa đường dây xoay chiều và đường dây một chiều. Cho đến khi sự không nhất trí này được giải quyết bằng cách nghiên cứu thêm, khuyến cáo rằng các cơ quan chức năng có thẩm quyền sử dụng dữ liệu về tỷ số tín hiệu/tạp xoay chiều để xây dựng các giới hạn cho các đường dây một chiều.

3.2.4.2. Thu hình quảng bá

Các tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu dùng cho việc thu hình ít rõ ràng hơn so với thu thanh. Đối với các tiêu chuẩn về truyền hình của Châu Âu, mức 40 dB được coi là chấp nhận được (độ rộng của băng tần của thiết bị đo CISPR là 120 kHz). Tuy nhiên, các thử nghiệm được tiến hành ở Anh với ảnh đen và trắng được điều biến dương cho thấy giá trị này có thể giảm đi nhiều nhất là 5 dB. Đối với các tiêu chuẩn về truyền hình của Bắc Mỹ, một số thử nghiệm giới hạn được đề xuất sử dụng 40 dB cho truyền hình đen trắng [58]. Các thử nghiệm trên truyền hình màu hiện đang được tiến hành. Cần xem xét thêm đối với tất cả các vấn đề này.

Tốc độ lặp của các xung tạp do vầng quang và phóng điện kiểu khe hở có thể khác biệt đáng kể. Điều này có thể ảnh hưởng lớn đến độ can nhiễu gây ra trên hình ảnh truyền hình. Mặc dù không có sẵn nhiều dữ liệu, vấn đề này cần được xem xét khi thiết lập các tỷ số tín hiệu/tạp chấp nhận được đối với việc thu hình.

3.2.5. Chuyển đổi các giá trị đo

3.2.5.1. Quy luật suy giảm

Đối với khoảng cách từ khoảng 20 m đến 100 m tính từ dây dẫn dương gần nhất của đường dây tải điện, tốc độ suy giảm theo chiều ngang của tạp radio thay đổi theo các dải tần số khác nhau và cũng phụ thuộc vào cấu hình của đường dây. Các giá trị xấp xỉ dưới đây cung cấp các kết quả thỏa đáng.

- từ 0,15 MHz đến 0,4 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,8

- từ 0,4 MHz đến 1,7 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,65

...

...

...

- từ 100 MHz đến 300 MHz, mức tạp suy giảm là D^-1,0

Hệ số mũ 1,65 có thể có hiệu lực trong khoảng từ 1,7 MHz đến 30 MHz. Thông tin đối với băng tần từ 30 MHz đến 300 MHz dựa trên một số ít phép đo, nhưng phải thấy rằng cơ chế và quy luật suy giảm phụ thuộc vào loại nguồn tạp, ví dụ vầng quang trên dây dẫn hoặc phóng điện kiểu khe hở tại các phụ kiện đường dây.

Do đó, các mức tạp lấy khoảng cách chuẩn là 20 m tính từ dây dẫn gần nhất của đường dây có thể được hiệu chỉnh theo khoảng cách bảo vệ, sử dụng công thức hiệu chỉnh sau:

Từ 0,15 MHz đến 0,4 MHz                      E_P = E₀ - 36 lg

Từ 0,4 MHz đến 1,7 MHz                        E_P = E₀ - 33 lg

trong đó:

E_P là mức tạp radio tại khoảng cách bảo vệ, dB (1 mV/m)

E₀ là mức tạp radio tại khoảng cách 20 m, dB (1 mV/m)

D_P là khoảng cách bảo vệ (m)

...

...

...

Từ 0,4 MHz đến 1,7 MHz                        E_P = E₀ - 23 - 20 lg  D_P > 100 m

Có một độ không đảm bảo về khoảng cách theo chiều ngang để có thể áp dụng công thức này. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, ở khoảng cách vượt quá 100 m, mức tạp sẽ thấp đến mức không ảnh hưởng đến việc thu quảng bá.

3.2.5.2. Khoảng cách đo

Bất cứ khi nào có thể, các phép đo cần được thực hiện ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất. Khi không thể thực hiện được điều này, có thể sử dụng các công thức trên để chuyển đổi các giá trị đo được ở khoảng cách khác về khoảng cách CISPR tiêu chuẩn là 20 m. Cũng cần tiến hành các phép đo ở khoảng cách khác với 20 m để kiểm tra. Trong mọi trường hợp, sử dụng biên dạng đo được của suy giảm theo chiều ngang là tốt hơn rất nhiều so với sử dụng công thức hiệu chỉnh (xem thêm 1.2.3).

3.3. Phương pháp xác định sự phù hợp với các giới hạn

Có thể dự đoán gần đúng trường tạp radio do vầng quang trên dây dẫn đối với đường dây tải điện bằng cách sử dụng công thức kinh nghiệm sau [xem 8.2 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)] ở thời tiết tốt và tại tần số 0,5 MHz.

E = 38 + 1,6 (g_max - 24) + 46 lgr + 5 lgn + 33 lg

tính bằng dB (1 mV/m)

trong đó

...

...

...

g_max là građien bề mặt lớn nhất của đường dây, tính bằng kilôvôn trên centimét;

r là bán kính của dây dẫn hoặc dây dẫn con, tính bằng centimét;

n là số lượng dây dẫn con;

D khoảng cách giữa anten và dây dẫn gần nhất, tính bằng mét.

Tại tần số khác với 0,5 MHz, đặc biệt với tín hiệu tại tần số quảng bá quy định cần bảo vệ thì mức tạp radio tính được cần được hiệu chỉnh theo công thức sau [xem thêm 4.2.1 và Hình B.12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]:

∆E (dB) = 5 [1 - 2 (lg 10 f)^2]

trong đó ∆E (dB) là sự thay đổi mức tạp radio so với tần số chuẩn là 0,5 MHz và f là tần số, tính bằng megahéc, trong dải tần từ 0,15 MHz đến 4 MHz. Việc hiệu chỉnh này chủ yếu lấy từ đường dây xoay chiều và áp dụng cho đường dây một chiều cho đến khi có thêm nhiều kinh nghiệm hơn.

Chú ý là công thức dự đoán trên đây đối với mức tạp radio đại diện cho giá trị 50 % khi thời tiết tốt. Để đạt được giá trị 80 % ở mọi thời tiết, cần cộng thêm vào công thức trên 3 dB đến 4 dB.

Việc dự đoán tin cậy về các mức tạp là rất quan trọng vì việc hiệu chỉnh thiết kế hoặc kết cấu đường dây sau khi đường dây đã được xây dựng là không kinh tế. Sau khi đường dây đã đi vào hoạt động, có một số quy trình đo có thể kiểm chứng mức dự đoán này. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào thời gian đo và độ chính xác yêu cầu.

...

...

...

Đây là phương pháp chính xác nhất để đánh giá mức tạp gây ra bởi đường dây tải điện, nhưng để thu có được kết quả phải tốn nhiều thời gian. Trạm ghi tạp được đặt gần đường dây đang nghiên cứu và các phép đo liên tục được thực hiện trong ít nhất một năm. Phải kiểm tra sự phù hợp của vị trí ghi bằng các phép đo trên các điểm khác nhau dọc theo đường dây. Kết quả được vẽ trên đồ thị xác suất có kiểu được cho trên Hình 3 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1). Ở tỷ lệ phần trăm thời gian được chọn để xác định tạp, mức được đọc từ đồ thị.

3.3.2. Phương pháp lấy mẫu

Đây là phương pháp thực tế và chính xác theo tinh thần của khuyến cáo CISPR 46/1. Thực hiện ít nhất là 15 hoặc tốt nhất là 20 hoặc nhiều hơn bộ giá trị đọc của phép đo mức tạp riêng rẽ ở các vị trí khác nhau dọc theo đường dây và trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Việc chọn các điều kiện thời tiết khác nhau cần ít nhiều tỷ lệ với phần trăm thời gian mà mỗi điều kiện thời tiết tồn tại trong vùng có đường dây tải điện. Sau đó, các phép đo này được phân tích để đưa ra mức tạp không được vượt quá trong 50 %, 80 % hoặc 95 % thời gian, với độ tin cậy 80 %, theo các tiêu chí đã chọn (xem 2.3.1). Phương pháp lấy mẫu được mô tả đầy đủ trong 1.4 đối với trường hợp tiêu chí lựa chọn là mức 80 %.

3.3.3. Phương pháp khảo sát

Nếu thời gian hoặc nguyên nhân bất kỳ khác không cho phép sử dụng các phương pháp trên, có thể xem xét để thực hiện phép đo thay thế trong điều kiện thời tiết tốt. Điều này là thích hợp khi vầng quang trên dây dẫn là nguồn tạp chính và khi có sẵn các đường cong phân bố tạp radio đối với kiểu đường dây cụ thể cho các điều kiện thời tiết quanh năm. Ví dụ, các đường cong này có thể thu được từ các phép đo chính xác từ trước trên đường dây thực tế hoặc trên cùng kiểu đường dây trong điều kiện khí hậu tương tự. Tốt nhất là có sẵn ba đường cong phân bố; (1) trong điều kiện thời tiết tốt, (2) trong điều kiện mưa to và (3) trong điều kiện thời tiết quanh năm. Các phân bố thống kê được đề cập trong 4.2.3 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1).

Các phép đo khi thời tiết tốt phải được thực hiện tại các vị trí khác nhau dọc theo đường dây và ở các thời điểm khác nhau. Từ kết quả suy ra mức 50 % khi thời tiết tốt và dùng làm chuẩn cho bộ đường cong được đề cập ở trên. Từ các đường cong này có thể đánh giá giá trị 80 % ở mọi thời tiết. Thành công của phương pháp này phụ thuộc vào độ tin cậy của các đường cong phân bố. Nhìn chung giá trị 80 % ở mọi thời tiết cao hơn khoảng 3 dB so với giá trị 50 % ở thời tiết tốt.

3.3.4. Tiêu chí thay thế dùng cho mức tạp có thể chấp nhận được

Có thể sử dụng một trong các tiêu chí thay thế cho các mức tạp có thể chấp nhận, như đề cập trong 2.2. Ví dụ, nếu lựa chọn mức tạp trung bình khi thời tiết tốt thì cần tiến hành một loạt phép đo trong các điều kiện thời tiết tốt điển hình. Phải thực hiện ít nhất ba phép đo ở ba vị trí khác nhau dọc theo đường dây. Nếu thời gian cho phép, thực hiện lại các phép đo này vào một ngày khác. Trung bình của tất cả các giá trị đo được coi là đại diện cho mức tạp trung bình khi thời tiết tốt của đường dây.

3.4. Ví dụ về xác định giới hạn

...

...

...

Ví dụ về việc tính các giới hạn được cho dưới đây dựa trên các giả thiết được đề cập ở các điều trên. Cũng có thể tính các giới hạn đối với các giả thiết khác về mức tín hiệu, tỷ số tín hiệu/tạp và khoảng cách đến đường dây tải điện. Ngược lại, đối với mức tạp cho trước, cần tính khoảng cách nhỏ nhất có thể chấp nhận để thu thỏa đáng cường độ tín hiệu cho trước.

Cần lưu ý là quy luật suy giảm theo chiều ngang được nêu là giá trị trung bình. Chúng phụ thuộc vào các yếu tố liên quan đến thiết kế của đường dây và các điều kiện thời tiết địa phương. Chúng cũng có thể thay đổi theo khoảng cách và không được sử dụng cho các khoảng cách về cơ bản vượt quá các khoảng cách được giả thiết trong điều này.

3.4.1.1. Nguyên lý

Có bốn thông số liên quan đến quy định kỹ thuật về các giới hạn tạp radio (xem Hình 11):

- mức tín hiệu nhỏ nhất cần bảo vệ;

- tỷ số tín hiệu/tạp nhỏ nhất có thể chấp nhận được;

- mức tạp chuẩn, ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất, trong các điều kiện thời tiết quy định;

- "khoảng cách bảo vệ", tức là khoảng cách nhỏ nhất đến đường dây mà tại đó tín hiệu có thể được thu một cách thỏa đáng.

Nếu ba trong bốn thông số này được quy định thì có thể xác định được thông số thứ tư. Hai ví dụ dưới đây sẽ chứng minh cho điều này.

...

...

...

Nếu giá trị mức tạp ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất, mức tín hiệu được bảo vệ và tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu đều đã biết thì có thể tính được khoảng cách bảo vệ D_P (tính bằng mét) tính từ đường dây tải điện để thu thanh thỏa đáng trong băng tần thấp và băng tần trung từ công thức dưới đây, được cho trong Phụ lục F của tiêu chuẩn này.

trong đó

E_O mức tạp ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất, tính bằng dB (1 mV/m);

E_P = S_P - R_P mức tạp có thể chấp nhận ở khoảng cách D_P, tính bằng dB (1 mV/m);

R_P tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu, tính bằng đềxiben;

S_P mức tín hiệu được bảo vệ, tính bằng dB (1 mV/m).

E_P phụ thuộc vào E₀ và D_P theo công thức suy giảm cho trong 3.2.5.1: E_P = E₀ - Klg (D_P/ 20), trong đó K = 36 và 33 tương ứng đối với băng tần thấp và băng tần trung.

Trong băng tần trung, công thức để tính khoảng cách bảo vệ D_P chính xác đối với khoảng cách đến 100 m.

...

...

...

Mức tín hiệu được bảo vệ ở tần số 1 MHz

S_P = 72 dB (1 mV/m)

Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu

R_P = 35 dB

Mức tạp có thể chấp nhận ở khoảng cách bảo vệ tính từ đường dây

N_P = S_P - R_P = 37 dB (1mV/m)

Mức tạp đo được ở khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất tại tần số 0,5 MHz

50 dB (1mV/m)

Mức tạp ở tần số 1 MHz           

...

...

...

[Hiệu chỉnh 6 dB theo Hình B12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)]

Khoảng cách bảo vệ                                                                

Do đó: D_P = 32 m tính từ dây dẫn gần nhất.

3.4.1.3. Ví dụ 2

Trong ví dụ thứ hai này, tín hiệu quảng bá tại tần số 1 MHz, 65 dB (1 mV/m), cần được bảo vệ với tỷ số tín hiệu/tạp là 30 dB ở khoảng cách lớn hơn 100 m tính từ đường dây tải điện.

Mức tạp chuẩn có thể chấp nhận ở khoảng cách 20 m được tính như sau:

Mức tín hiệu được bảo vệ ở tần số 1 MHz  65 dB           (1 mV/m)

Mức tạp có thể chấp nhận ở khoảng cách bảo vệ tính từ đường dây      65 - 30 = 35 dB (1 mV/m)

Độ suy giảm từ khoảng cách 20 m đến 100 m    33lgdB

...

...

...

35 + 23 = 58 dB (1 mV/m)

Do đó, mức tạp chuẩn có thể chấp nhận ở tần số chuẩn CISPR (0,5 MHz)

[Hiệu chỉnh 6 dB theo Hình B12 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1)] là

58 + 6 = 64 dB (1 mV/m)

3.4.2. Thu hình, 47 MHz đến 230 MHz

Điều này đang xem xét. Hiện nay chưa có sẵn các thông tin đầy đủ cho phép đưa ra các ví dụ có ý nghĩa.

3.5. Lưu ý bổ sung

Hầu hết các thử nghiệm trường cho đến nay vẫn được tiến hành trong các băng tần thấp và băng tần trung. Do đó, mọi dữ liệu về băng tần VHF cần được coi tạm thời và các kết luận quan trọng không được dựa vào đó. Toàn bộ vấn đề này đang được xem xét.

...

...

...

Cũng như trường hợp các nguồn nhiễu khác đã có các giới hạn CISPR, các ví dụ về giới hạn được trình bày ở đây đều dựa vào các yêu cầu để bảo vệ việc thu đối với phần lớn người nghe hoặc người xem trong các điều kiện phổ biến tại phần lớn nơi lắp đặt trong hầu hết thời gian. Các giá trị này không thể sử dụng cho một số ít ngoại lệ khi đồng thời xảy ra nhiều yếu tố bất lợi.

Thực tế cho thấy rằng các mức tạp chấp nhận được trong điều này có thể được thỏa mãn với các đường dây tải điện có thiết kế và kết cấu thích hợp được bảo dưỡng tốt. Thực vậy, các mức tạp thấp hơn đáng kể được tìm thấy trên nhiều đường dây làm việc khi các yêu cầu không phải về tạp radio dẫn đến các thiết kế với cỡ dây lớn hơn (ví dụ khả năng mang dòng cao). Coi rằng các phương pháp tìm giới hạn được nêu ra trong điều này đại diện cho thực tiễn kỹ thuật tốt và có thể dùng làm cơ sở để thiết lập các giới hạn này.

4. Quy trình xác định giới hạn tạp radio do các bộ cách điện sinh ra

4.1. Xem xét chung

Tiêu chuẩn này đưa ra các quy trình chung để thiết lập các giới hạn tạp radio gây ra bởi các đường dây tải điện trên không và các trạm điện. Các xem xét về kỹ thuật được đề cập trong 2.7, liên quan đến các băng tần quảng bá thấp và trung bình, đối với sự kết hợp tạp radio gây ra bởi các bộ cách điện và tạp gây ra bởi các dây dẫn.

Nguyên tắc chung về sự phối hợp này là để thiết kế các bộ cách điện theo cách sao cho tạp của chúng đóng góp vào toàn bộ tạp của đường dây hoặc trạm điện là không đáng kể đối với điều kiện bề mặt bất kỳ của cái cách điện. Về mặt này, chênh lệch 10 dB giữa dòng điện tạp radio gây ra bởi một khoảng vượt của một dây pha và dòng điện tạp radio do một cụm cái cách điện sinh ra được coi là thích hợp. Ngoài ra, theo nguyên tắc này, dòng điện tạp do các cụm cái cách điện của trạm điện truyền vào các đường dây đi ra không được làm tăng tạp vốn có của các đường dây này. Để giới hạn mức tăng bất kỳ lên đến giá trị lớn nhất là 3 dB, dòng điện tạp radio do từng cái cụm cách điện bên trong trạm điện sinh ra không được vượt quá giá trị I_O = I n/, trong đó I là dòng điện tạp trên dây dẫn của đường dây tại phía trạm điện, n là số đường dây đi ra và N là số bộ cách điện trong trạm điện.

Nguyên tắc trên được đánh giá là kinh tế khi mức tạp do các dây dẫn sinh ra gần với mức lớn nhất cho phép (ví dụ các građien lớn hơn từ 12 kV_{hiệu dụng}/cm đến 14 kV_{hiệu dụng}/cm). Đối với tạp nhỏ hơn trên dây dẫn, nguyên lý này không kinh tế và có thể chấp nhận rằng tạp radio do các bộ cách điện sinh ra chiếm ưu thế hơn so với tạp do các dây dẫn sinh ra. Trong trường hợp này, giới hạn đối với dòng điện tạp radio của từng cụm cái cách điện được lấy trực tiếp từ tổng mức tạp lớn nhất cho phép của đường dây.

Theo tiêu chuẩn này và IEC 437, hiện nay việc kiểm tra mức tạp radio của cụm cái cách điện chỉ được thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn và có thể tái tạo của cái cách điện (sạch và khô).

Vì ảnh hưởng của các điều kiện môi trường và thời tiết đến dây dẫn và cái cách điện là không giống nhau, nên các mức tạp radio được thiết lập cho cái cách điện chỉ xem xét đến điều kiện khô và sạch có thể không đảm bảo cho các giá trị chấp nhận được trong các điều kiện khác.

...

...

...

4.2. Các loại cái cách điện

Tiêu chí nêu trong tiêu chuẩn này chủ yếu áp dụng cho cái cách điện loại có mũ và có chân, mà với loại cái cách điện này đã có thông tin đầy đủ hơn về ảnh hưởng của các điều kiện bề mặt lên tính năng của tạp radio. Đối với cái cách điện dạng thanh dài, chỉ có ít dữ liệu trong các tài liệu.Tuy nhiên, có thể coi như đối với loại cái cách điện này, vấn đề về tạp radio nhìn chung ít gây ảnh hưởng trong điều kiện sạch và điều kiện nhiễm bẩn nhẹ; còn đối với điều kiện nhiễm bẩn nặng, các kết luận được rút ra cho cái cách điện loại có mũ và chân cũng có thể áp dụng cho cái cách điện dạng thanh dài.

Ngoài ra, liên quan đến cái cách điện loại có mũ và chân, vì lý do thực tế, nên phần lớn các dữ liệu có sẵn đều đề cập đến bát cách điện đơn lẻ. Tuy nhiên, trong điều kiện khô, chênh lệch giữa mức điện áp tần số radio của các cái cách điện bị nhiễm bẩn và cái cách điện sạch có được trên các bát cách điện đơn lẻ cũng có thể áp dụng trực tiếp cho các bộ cách điện, vì phân bố điện áp dọc theo chuỗi được xác định bằng các điện dung của chuỗi và do đó không bị ảnh hưởng bởi nhiễm bẩn khô. Trong các điều kiện ẩm ướt, đối với cả cái cách điện sạch và cái cách điện nhiễm bẩn, chênh lệch mức điện áp tạp radio so với điều kiện khô đối với các chuỗi cách điện thường thấp hơn so với cái cách điện riêng lẻ do phân bố điện áp tốt hơn trong điều kiện ẩm ướt; do đó kết luận về sự khác nhau trên đây đối với bát cách điện riêng lẻ là về phía an toàn khi áp dụng cho các bộ cách điện.

4.3. Ảnh hưởng của các điều kiện bề mặt cái cách điện

Thực hiện việc phân tích đặc tính tạp radio của cái cách điện liên quan đến điều kiện bề mặt theo phân loại dưới đây:

- cái cách điện sạch: đây là điều kiện lý tưởng trong đó cái cách điện được giữ sạch hoàn toàn, gần với tình trạng của thử nghiệm hiện nay trong phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn này và IEC 437;

- cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ: không có dải khô quan trọng trong điều kiện ẩm ướt; đây là tình trạng phổ biến nhất trong vùng tương đối sạch sau một khoảng thời gian vận hành nhất định;

- cái cách điện nhiễm bẩn: có dải khô trong điều kiện ẩm ướt; đây là tình trạng khi vận hành ở vùng bị nhiễm bẩn có các mức độ khắc nghiệt về nhiễm bẩn khác nhau.

Việc phân tích các dữ liệu khẳng định rằng rất khó đưa ra các kết luận chung về ảnh hưởng của điều kiện bề mặt, do độ phân tán lớn của các kết quả, đặc biệt khi cái cách điện bị nhiễm bẩn nhẹ, và do đặc tính khác nhau của các loại cái cách điện khác nhau.

...

...

...

Các xem xét chung dưới đây áp dụng cho cả cái cách điện thuỷ tinh và cái cách điện gốm loại có mũ và chân.

4.3.1. Cái cách điện sạch

Mức tạp radio của cái cách điện giảm theo mức tăng của độ ẩm tương đối của không khí ứng với tất cả các loại cái cách điện. Hình 13 đưa ra ví dụ về xu hướng điển hình đối với bát cách điện đơn lẻ loại có mũ và chân; đối với các chuỗi cách điện, ảnh hưởng này rõ nét hơn vì tác động có lợi của độ ẩm làm tuyến tính hoá phân bố điện áp dọc theo chuỗi. Trong mọi trường hợp, việc giảm mức tạp radio theo sự tăng độ ẩm đối với cái cách điện cao hơn nhiều so với dây dẫn, mà với dây dẫn thì mức giảm này là không đáng kể.

Khi có ngưng tụ nhưng không có giọt nước, do sương hoặc sương mù nhẹ, đặc tính tạp radio của cái cách điện sạch là tương tự với đặc tính của chính cái cách điện đó ở độ ẩm rất cao (90 % đến 95 %).

Mức tạp radio của cái cách điện tăng khi có giọt nước trên bề mặt cái cách điện (do mưa, sương hoặc sương mù dày, tuyết, băng). Tuy nhiên, mức tăng này nhìn chung là thấp hơn so với trường hợp của dây dẫn (10 dB - 12 dB so với 18 dB - 22 dB).

Phổ tần số của tạp radio của cái cách điện sạch giống như của dây dẫn.

4.3.2. Cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ

Trong điều kiện nhiễm bẩn nhẹ, phần lớn các loại cái cách điện thể hiện đặc tính tạp radio, như là một hàm của độ ẩm tương đối của không khí, tương tự với đặc tính của chính cái cách điện đó trong điều kiện sạch. Tuy nhiên, một số loại cái cách điện có các đặc tính đặc biệt, ví dụ như tính năng cơ học cao hoặc được thiết kế riêng cho tạp radio rất thấp trong điều kiện sạch và khô, có thể có đặc tính khác.

Đặc biệt, đối với các cái cách điện có mức tạp radio rất thấp trong điều kiện sạch, một số cái có mức tạp radio tăng cao ở độ ẩm không khí tương đối lớn hơn 50 % - 60 %, như thể hiện trên Hình 13.

...

...

...

Khi có giọt nước (do mưa, sương hoặc sương mù dày, tuyết, băng) đặc tính tạp radio của cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ khác biệt không đáng kể so với đặc tính của cái cách điện sạch.

Cũng như trong trường hợp cái cách điện sạch, phổ tần của tạp radio của cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ tương tự với của dây dẫn.

4.3.3. Cái cách điện nhiễm bẩn

Đối với độ ẩm không khí tương đối thấp hơn 60 % - 70 %, đặc tính tạp radio của cái cách điện nhiễm bẩn tương tự với đặc tính của cái cách điện sạch và cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ.

Đối với độ ẩm cao hơn hoặc trong trường hợp ngưng tụ (sương hoặc sương mù nhẹ), các hiện tượng tiền phóng điện qua dải khô sinh ra các mức tạp rất cao; các mức này không liên quan đến các mức tìm thấy trong điều kiện sạch và nhiễm bẩn nhẹ; Chúng chỉ có thể được khống chế bằng cách giảm mạnh ứng suất điện áp (tăng ngoài khả năng hiện thực chiều dài chuỗi cách điện hoặc chiều dài đường rò theo các yêu cầu cách điện). Biện pháp khắc phục đặc biệt khác, liên quan đến việc hạn chế các xung của dòng điện rò, là sử dụng các cái cách điện đặc biệt (cái cách điện compôsít, cái cách điện tráng lớp bán dẫn), bôi dầu hoặc rửa cái cách điện.

Khi có giọt nước trên cái cách điện (mưa, sương hoặc sương mù dày) tình trạng tới hạn là vào lúc bắt đầu, khi cái cách điện vẫn còn bị nhiễm bẩn nặng; ở đây hiện tượng chủ đạo là tiền phóng điện qua dải khô. Sau một thời gian nhất định, tuỳ thuộc vào cường độ mưa, sương hoặc sương mù và tuỳ thuộc vào hình dáng của cái cách điện, đặc tính tạp radio có xu hướng tiến gần đến đặc tính tạp radio của cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ và cái cách điện sạch khi có giọt nước.

Phổ tần của cái cách điện nhiễm bẩn ướt với tiền phóng điện qua dải khô mở rộng đến các tần số cao hơn (lên đến vài chục mêgahéc) so với các trường hợp khác; việc thu tín hiệu sóng trung và việc thu hình có thể bị ảnh hưởng.

4.4. Tiêu chí để thiết lập các giới hạn tạp radio đối với cái cách điện

Dựa trên các xem xét trong các điều trên đây, các tiêu chí để thiết lập các giới hạn và để thử nghiệm cái cách điện phải được thiết lập cho các vùng khác nhau mà cái cách điện được lắp đặt. Các vùng này là:

...

...

...

Loại B: vùng mà ở đó cái cách điện bị nhiễm bẩn nhẹ; nhìn chung chúng có đặc điểm là có các hiện tượng nhiễm bẩn cường độ thấp và có chất làm sạch như mưa hoặc ngưng tụ sương dày hạn chế được nơi tích tụ chất nhiễm bẩn trên bề mặt cái cách điện sao cho rất hiếm khi xuất hiện phóng điện từng phần qua dải khô.

Loại C: vùng mà ở đó cái cách điện bị nhiễm bẩn đến mức thường xuyên xuất hiện phóng điện từng phần qua dải khô.

4.4.1. Tiêu chí để cái cách điện được lắp đặt trong vùng loại A

Đối với các vùng này, thử nghiệm tạp radio trên cái cách điện sạch và khô là đủ. Tiêu chí phối hợp và hằng số dự trữ M là 10 dB nêu trong 4.1 bảo đảm cho tính năng của tạp radio có thể chấp nhận của bộ cách điện trong mọi điều kiện khí quyển. Vì độ ẩm tương đối có ảnh hưởng lớn, thử nghiệm cần được thực hiện trong dải độ ẩm giới hạn (ví dụ 50 % - 70 %).

4.4.2. Tiêu chí cho cái cách điện được lắp đặt trong vùng loại B

Đối với các vùng này, thử nghiệm trên cái cách điện sạch và khô, liên quan đến tiêu chí phối hợp và hằng số dự trữ nêu trong 4.1, không đảm bảo, trong mọi trường hợp, cho tính năng của tạp radio có thể chấp nhận của của bộ cách điện trong mọi điều kiện khí quyển; trên thực tế, như nêu trong 4.3, trong trường hợp độ ẩm rất cao hoặc có ngưng tụ, mức tạp radio có thể tăng nhiều đối với một số loại cái cách điện đặc biệt.

Để tính đến thực tế này, khuyến cáo duy trì thử nghiệm trên cái cách điện sạch và khô đã được định nghĩa (xem tiêu chuẩn này và IEC 437), dễ thực hiện và có khả năng tái tạo, nhưng cũng khuyến cáo chấp nhận hằng số dự trữ lớn hơn hằng số trong trường hợp cái cách điện được lắp đặt trong vùng loại A.

Quy trình này có thể quá thận trọng đối với nhiều cái cách điện. Vì lý do này, có thể thực hiện việc lựa chọn hằng số dự trữ an toàn bổ sung thích hợp dựa trên cơ sở thống kê có tính đến đặc tính tạp radio tương hỗ giữa dây dẫn và cái cách điện trong các bề mặt và điều kiện môi trường khác nhau và tần xuất của từng điều kiện đối với đường dây tải điện đang xem xét. Để hướng dẫn, hằng số dự trữ an toàn bổ sung M là 8 dB (tổng cộng là 18 dB) là thích hợp đối với đường dây tải điện cao áp và các trạm điện.

CHÚ THÍCH: Khả năng đưa ra quy trình thay thế, là một thử nghiệm trên cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ ở độ ẩm cao (75 % - 90 %), cũng đang được xem xét. Điều này không được khuyến cáo vì nó đòi hỏi phải thiết lập một quy trình thử nghiệm mới, mà quy trình này rất khó khăn và chi phí cao. Trên thực tế, trong phòng thí nghiệm, rất khó tái tạo lớp nhiễm bẩn giống với lớp nhiễm bẩn nhẹ trong tự nhiên có tính đến thực tế là mức tạp radio phụ thuộc vào phân bố của việc lắng đọng nhiễm bẩn; ngoài ra, cần thực hiện thử nghiệm trong phòng khí hậu để duy trì độ ẩm tương đối trong dải yêu cầu. Cố gắng thực hiện thử nghiệm trên các cái cách điện nhiễm bẩn nhân tạo bằng bột nhão để duy trì được độ ẩm của chúng trong suốt thử nghiệm: tuy nhiên, đối với các lớp chất gây ô nhiễm nhẹ, quy trình này rất phức tạp và đòi hỏi rất nhiều phương pháp áp dụng nhiễm bẩn tinh vi. Vì lý do này, chỉ xét đến các thử nghiệm trên cái cách điện nhiễm bẩn nhẹ vì mục đích nghiên cứu.

...

...

...

Đối với các vùng này, thử nghiệm tạp radio trên cái cách điện sạch và khô không đưa ra bất kỳ dấu hiệu nào về đặc tính tạp radio của cái cách điện trong điều kiện ẩm ướt và nhiễm bẩn. Đối với các điều kiện này, cần xem xét một thử nghiệm cụ thể trên cái cách điện nhiễm bẩn nặng nhân tạo. Tuy nhiên, khó khống chế mức tạp radio của cái cách điện nhiễm bẩn ướt, vì phụ thuộc vào thiết kế của cái cách điện, loại chất lắng đọng và phân bố không đồng đều của các chất nhiễm bẩn trên bề mặt cái cách điện và dọc theo chuỗi cách điện.

Các phương pháp có thể có được đưa ra trong 4.3.3, có thể kéo theo việc giảm mạnh ứng suất điện áp, sử dụng cái cách điện đặc biệt, bôi dầu hoặc rửa.

4.5. Khuyến cáo

Từ những kinh nghiệm hiện nay có thể đưa ra những khuyến cáo dưới đây (Bảng 1) đối với các phương pháp thử nghiệm và giới hạn tạp radio để áp dụng cho bộ cách điện được lắp đặt trong các vùng khác nhau xác định trong 4.4.

Cần lưu ý quy trình khuyến cáo chủ yếu là các thử nghiệm trên bộ cách điện sạch và khô, đối với cái cách điện được sử dụng trong vùng mà chúng giữ được sạch và khô (vùng loại A), và cả cái cách điện được sử dụng trong vùng mà chúng bị nhiễm bẩn nhẹ (vùng loại B). Khác nhau duy nhất là yêu cầu các giới hạn điện áp tạp radio thấp hơn đối với các cái cách điện được lắp đặt trong vùng loại B.

Để đánh giá các giới hạn này, áp dụng các hằng số dự trữ M nêu trong 4.4 giữa điện trường tổng E_C sinh ra bởi dây dẫn và trường tổng E_i sinh ra bởi các bộ cách điện của đường dây (M = 10 dB và M = 18 dB đối với các cái cách điện được sử dụng trong vùng loại A và loại B, một cách tương ứng). Mối quan hệ giữa trường tổng E_i sinh ra bởi tất cả các bộ cách điện và dòng điện tạp radio I_s sinh ra bởi một bộ cách điện được cho bằng công thức đơn giản dưới đây [công thức 6 của TCVN 7379-1 (CISPR 18-1), 6.2.1]:

E_i = I_s + A + (D - 10 lg (s/500)) + C

trong đó:

A có tính đến sự rẽ nhánh dòng điện truyền vào I về cả hai phía của điểm truyền vào (trong hầu hết các trường hợp, đối với đường dây tương đối dài, A = - 6 dB);

...

...

...

C là hệ số trường, đưa ra sự tương quan giữa trường tạp và dòng điện tạp (ở khoảng cách 20 m tính từ đường dây và đối với cấu hình đường dây trung bình, C từ 7 dB đến 12 dB);

E_i tính bằng dB(mV/m) và I_c tính bằng dB(mA).

Ví dụ, xét các giá trị trung bình cho trên đây đối với các tham số trong công thức, và chiều dài khoảng vượt lấy là 500 m

I_s = E_i - 17

Vì công thức này được dùng để biểu diễn dòng điện tạp radio I_s, sinh ra bởi một bộ cách điện đơn lẻ dưới dạng điện áp tạp radio V (dB/1 mV/300 W ) sinh ra trên điện trở ở 300 W (xem tiêu chuẩn này),

V = I_s + 20 lg (300) = E_i + 33 = E_c - M + 33

Quan hệ này hình thành nên các giới hạn điện áp tạp radio được cho trong Bảng 1 dưới đây.

Bảng 1 - Khuyến cáo đối với các giới hạn điện áp tạp radio và đối với các phương pháp thử nghiệm cho các bộ cái cách điện được lắp đặt trong các vùng khác nhau

Loại vùng lắp đặt cái cách điện (điều 4)

...

...

...

(dB/1 mV/300 Ω )

Phương pháp thử nghiệm

A

E_C + 23

Theo tiêu chuẩn này và IEC 437 (trên cái cách điện sạch và khô)

B

E_C + 15

C

Hiện nay chưa thể đưa ra các chỉ số cho các giới hạn và quy trình thử nghiệm áp dụng cho cái cách điện được lắp đặt trong vùng loại C. Trong trường hợp mức tạp radio không chấp nhận được, các biện pháp có thể sử dụng là: giảm ứng suất điện áp bằng chuỗi cách điện hoặc chiều dài đường rò dài hơn; sử dụng cái cách điện compôsít; bôi dầu hoặc rửa định kỳ các bộ cách điện.

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Giới hạn nêu trong Bảng 1 có thể áp dụng cho các đường dây có đặc điểm là mức tạp trên dây dẫn gần với mức tạp lớn nhất cho phép (građien điện áp cao hơn 12 kV/cm - 14 kV/cm).

Đối với các đường dây có thiết kế đặc biệt (có tạp trên dây dẫn đặc biệt thấp), áp dụng trực tiếp các giới hạn nêu trong Bảng 1 có thể dẫn đến các yêu cầu không kinh tế đối với cái cách điện, để tránh điều này, công thức của Bảng 1 cũng có thể được sử dụng trên các đường dây này với điều kiện là nếu EC không phải là tạp trên dây dẫn của đường dây đang xem xét, mà là tạp sinh ra bởi các đường dây cùng loại (mức điện áp, dạng hình học của cột, khu vực lắp đặt, v.v…) với thiết kế dây dẫn chuẩn.

CHÚ THÍCH 2: Các giá trị trong Bảng 1 áp dụng cho các cái cách điện của đường dây; có thể áp dụng phương pháp tương tự cho các cái cách điện của trạm điện liên quan đến tạp của bản thân trạm điện và tạp được dẫn vào đường dây đầu ra.

5. Phương pháp xác định giới hạn đối với tạp radio do các trạm chuyển đổi HVDC và các hệ thống tương tự

5.1. Xem xét chung

Về nguyên lý có hai nguồn phát sinh tạp radio khác nhau trong trạm chuyển đổi HVDC và các hệ thống điện áp cao tương tự, ví dụ như bộ bù công suất phản kháng (SVC), có lắp thyristor khi vận hành. Đầu tiên, phóng vầng quang trên dây dẫn, cái cách điện và thiết bị cố định sinh ra tạp, tương tự như trong hệ thống xoay chiều. Tạp vầng quang này có thể dễ dàng được giữ ở các mức có thể chấp nhận bằng thiết kế về điện thích hợp của các thanh cái và thiết bị cố định trong trạm điện. Tiếp theo, bộ chuyển đổi hoặc van khống chế sinh ra nhiễu do việc đánh thủng nhanh của điện áp giữa anốt và catốt trong khi van khởi động. Không giống như tạp do vầng quang, tạp này độc lập với thời tiết nhưng bị ảnh hưởng bởi đặc tính của thiết bị chuyển đổi và bởi các điều kiện làm việc của van.

Khi không có biện pháp triệt, mức tạp radio từ bộ chuyển đổi hoặc từ van khống chế có thể quá lớn và do đó, nhất thiết phải giảm mức này về giá trị có thể chấp nhận bằng các phương pháp thích hợp như được chỉ ra trong 5.3.3 và 5.4.3.

Có thể đánh giá mức tạp radio bức xạ trực tiếp từ van chuyển đổi bằng phương pháp tính toán phân tích được nêu trong các tài liệu [75], [76], [77], [78]. [75] cũng đưa ra các phương pháp tính dao động tần số cao trong trạm điện sử dụng các mạch tương đương đơn giản.

Các mức nhiễu chỉ ra trên các Hình từ 15 đến 22 không được coi là các giá trị chuẩn điển hình. Đơn giản chúng được đưa ra như những ví dụ về ảnh hưởng của các tham số được xét khác nhau (khoảng cách từ trạm điện, công nghệ của các van, v.v…) đến mức nhiễu.

...

...

...

5.2.1. Cơ chế phát sinh tạp radio

Một trạm chuyển đổi HVDC thường được tạo thành từ một số nhóm các bộ chuyển đổi. Mỗi bộ chuyển đổi trong nhóm này thường gồm sáu van (van thyristor và trước đây là van hồ quang thuỷ ngân) được khởi động theo chu kỳ ở tần số nguồn. Để đạt được điện áp cao hơn, có thể mắc nối tiếp một số cầu trên mỗi cực. Các cầu được nối với các biến áp chuyển đổi ở phía xoay chiều, và với bộ lọc ở phía một chiều. Một lượng lớn các thiết bị phụ trợ cũng được nối ở cả hai phía của mạch cầu.

Một hệ thông SVC thường là một nhóm các bộ lọc điều khiển bằng thyristor (TCR) và tụ điện đóng cắt bằng thyristor (TSC). Bố trí vật lý của các van thyristor tương tự với bố trí của các trạm chuyển đổi HVDC. Các thyristor dùng cho TCR được đóng cắt trên toàn dải góc khởi động để khống chế dòng điện vào bộ lọc, trong khi các thyristor dùng cho TSC được đóng cắt tại các điểm đổi chiều cố định (đi qua điểm "không").

Trong quá trình hoạt động bình thường của các sơ đồ này, từng van được đóng mở một lần trong mỗi chu kỳ của điện áp xoay chiều. Do đó khởi động van xảy ra 6 lần trong mỗi chu kỳ tần số nguồn đối với bộ chuyển đổi 6 xung hoặc hệ thống SVC, và 12 lần đối với bộ chuyển đổi 12 xung. Sự suy giảm của dòng điện cao tần sinh ra do khởi động van nhanh đến mức mỗi xung có thể được coi là suy giảm hoàn toàn, theo quan điểm tạp radio, trước khi các xung tiếp theo từ các van khác được đưa vào hệ thống. Vì lý do này, và do sự trải rộng của góc khởi động thậm chí cả các van trong các nhóm khác nhau đấu chung vào biến áp, nên mức nhiễu tần số radio tổng sinh ra có chênh lệch không đáng kể so với mức nhiễm sinh ra bởi một van.

Thời gian đóng cắt trong giai đoạn đóng và mở là rất nhỏ, thường khoảng vài micrô giây. Các van thyristor, khi khởi động, có thể có thời gian sụt điện áp lên đến 25 ms, so với 1 ms đối với các van hồ quang thủy ngân. Nguyên nhân là do sử dụng cá mạch làm nhụt trong van thyristor và thực tế là van thyristor được cấu thành từ một số thyristor mắc nối tiếp. Vì thế tạp được sinh ra đối với các van thyristor, theo nguyên lý, thường thấp hơn đối với các van hồ quang thuỷ ngân. Hình 14 thể hiện phổ tần số, được ghi trong phòng thí nghiệm, của hai hiện tượng quá độ có cùng một biên độ với thời gian trễ là 1 ms và 25 ms (giá trị trung bình đối với van hồ quang thủy ngân và van thyristor, tương ứng).

Trong cả giai đoạn đóng và mở của van, điện áp quá độ và dòng điện quá độ xuất hiện trong hệ thống là kết quả của việc phân bố lại năng lượng tích trong các phần tử cảm ứng trước khi đạt đến trạng thái ổn định mới. Trong giai đoạn mở, hầu hết năng lượng được tích vào thành phần điện cảm của các cuộn dây máy biến áp. Do đó, việc chuyển tiếp sang điều kiện ổn định mới đạt được về cơ bản là ở tần số tương đối thấp của máy biến áp và hệ thống. Tuy nhiên, trong giai đoạn đóng, năng lượng cần phân bố lại này được tích chủ yếu trong các thành phần điện dung rải rác hoặc tập trung. Điều này tạo ra một hệ thống dao động phức tạp khác mà phổ của chúng không những phụ thuộc vào biên độ và hình dáng sụt điện áp đặt lên van mà còn phụ thuộc vào bố trí của các mối nối và các thiết bị được nối vào. Phổ tạp có tần số trải rộng lên đến vài mêgahec.

Tạp radio này có thể được phát ra trực tiếp từ các van và các thiết bị lắp cùng, trong trường hợp này, chủ yếu là từ đường dây ra và thanh cái của trạm chuyển đổi. Các thanh cái này thường có chiều dài đáng kể và có khả năng hoạt động tốt như một vật bức xạ hiệu suất cao. Tất nhiên, trạm chuyển đổi sẽ được nối với mạch một chiều và xoay chiều vào và ra và các mạch này có thể có các đường dây trên không. Tạp radio được dẫn hướng và phát ra từ các đường dây trên không này.

5.2.2. Ảnh hưởng của thiết kế trạm đến nhiễu tần số radio

Như đã đề cập từ trước, nhiễu tần số radio bị ảnh hưởng bởi độ dốc của điện áp khởi động van. Vì lý do này, tạp radio sinh ra bởi các van thyristor sẽ thấp hơn tạp sinh ra bởi các van hồ quang thuỷ ngân.

...

...

...

Bố trí hộp thiết bị đóng cắt và chiều cao và chiều dài của thanh cái cũng có ảnh hưởng đáng kể đến nhiễu sinh ra. Do đó thiết kế nhỏ gọn của hộp thiết bị đóng cắt gây ảnh hưởng có lợi đến việc sinh ra tạp radio. Giải pháp thiết thực là đưa các biến áp chuyển đổi vào nơi đặt van và sử dụng các sứ xuyên cho máy biến áp như các sứ xuyên cho nơi đặt van. Giải pháp này làm giảm nhiễu tần số radio một cách đáng kể do mạch vòng bức xạ giữa các van và máy biến áp là nhỏ khi nó nằm hoàn toàn bên trong nơi đặt van được chắn sóng điện từ. Có thể giảm thêm nhiễu tần số radio từ việc nối các đường dây nếu giữa hai cuộn dây của máy biến áp chuyển đổi có màn chắn tĩnh điện được nối đất.

Các van thyristor được làm mát bằng dầu cần có vỏ chứa bằng kim loại. Trong trường hợp này, mạch van được chống nhiễu điện từ hiệu quả, và nhiễu tần số radio sẽ giảm đáng kể.

5.3. Trường bức xạ từ nơi đặt van

5.3.1. Phổ tần số

Ví dụ về phổ tần số do bức xạ trực tiếp từ trạm chuyển đổi được cho trong Hình 15 và 16 đối với các trạm chuyển đổi được trang bị các van hồ quang thuỷ ngân và van thyristor, một cách tương ứng. Có thể không nhận thấy sự khác nhau định tính giữa phổ tạp radio được sinh ra bởi bộ chuyển đổi van hồ quang thuỷ ngân và bộ chuyển đổi van thyristor.

5.3.2. Độ suy giảm theo chiều ngang

Nhiễu từ nơi đặt van bị chi phối bởi bức xạ trực tiếp từ các van của bộ chuyển đổi và mối nối của chúng với các mảng khác của thiết bị. Kích thước vật lý của các mạch vòng bức xạ là nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của tạp trong dải tần số quan tâm (0,15 MHz đến 30 MHz). Do đó, từ quan điểm bức xạ, bộ chuyển đổi có thể được coi như lưỡng cực điện thẳng đứng (có trở kháng bức xạ thuần dung). Các công thức phân tích rút ra từ lý thuyết anten có thể được sử dụng như một phép gần đúng sơ bộ để dự đoán suy giảm theo chiều ngang từ nơi đặt van.

Suy giảm mức tạp ở tần số lên đến 1 MHz xấp xỉ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách và ở các tần số cao hơn (> 10 MHz) trở thành tỷ lệ nghịch với khoảng cách.

Sự suy giảm mức nhiễu tần số radio tính được đối với các tần số khác nhau là hàm số của khoảng cách được cho trong Hình 17.

...

...

...

Màn chắn điện từ tại nơi đặt van phải chứng tỏ là có tác dụng giảm tạp bức xạ từ các van chuyển đổi. Các tấm kim loại đặc, có tấm đục lỗ, và các lưới dây có thể được sử dụng để chống nhiễu. Tuy nhiên, cần có sự xem xét thích đáng đối với công nghệ kết cấu, tính sẵn có của vật liệu, và tổng chi phí trước khi hoàn thành thiết kế nơi đặt van.

Màn chắn kim loại có độ dẫn điện cao, và cũng ưu tiên độ từ thẩm cao, dưới dạng tấm liền hoặc tấm mắt lưới, thường được sử dụng trên các vách hoặc trần của nơi đặt van để làm vỏ bọc điện từ. Cùng với các tấm mắt lưới được gắn vào sàn nhà, chúng tạo thành một lồng Farađây xung quanh các van. Bằng các biện pháp phòng ngừa thích hợp để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa các phần khác nhau tạo nên lồng Farađây, nhiễu bức xạ có thể được giảm đi 40 dB đến 60 dB. Sự không liền mạch, khe hở hoặc các lỗ bất kỳ trong vỏ bọc sẽ đảm bảo làm giảm sự suy giảm vốn có.

Đầu nối giữa các van và các phần xoay chiều và một chiều của hộp thiết bị đóng cắt ngoài trời tạo ra sự ghép nối dẫn điện gây ra bức xạ từ thanh cái và các phần tử khác nhau trong bản thân hộp thiết bị đóng cắt. Do đó bức xạ này có thể trở nên quan trọng hơn rất nhiều so với bức xạ từ nơi đặt van và do đó chống nhiễu của nơi đặt van có thể không đủ để đạt được yêu cầu về trường bức xạ từ trạm chuyển đổi. Trong trường hợp này cũng phải giảm trường bức xạ từ hộp thiết bị đóng cắt. Để làm được điều này có ít nhất hai cách. Cách thứ nhất là làm giảm tạp sinh ra từ các sứ xuyên của nơi đặt van bằng các bộ lọc. Cách thứ hai là chống nhiễu điện từ cho toàn bộ hộp thiết bị đóng cắt. Nếu yêu cầu giảm tạp trong băng tần hẹp, thường chấp nhận phương pháp thứ nhất. Để làm cho bộ lọc có hiệu quả hơn, bộ lọc và sứ xuyên của nơi đặt van có thể được bọc trong tòa nhà có chống nhiễu điện từ gần kề nơi đặt van.

5.4. Nhiễu dẫn dọc theo đường dây truyền tải

5.4.1. Mô tả cơ chế và biến dạng theo chiều dọc điển hình

Dòng điện nhiễu tần số radio được truyền từ các van chuyển đổi đến cả đường dây một chiều và đường dây xoay chiều được nối với trạm chuyển đổi. Trong trường hợp đường dây xoay chiều, các dòng điện tần số cao được dẫn qua ghép điện dung của các cuộn dây máy biến áp chuyển đổi. Màn chắn nối đất giữa các cuộn dây có thể được sử dụng để giảm việc truyền này.

Phổ nhiễu tần số radio do dòng điện truyền vào bởi các van chuyển đổi có hình dáng giống với hình dáng được sinh ra bởi vầng quang. Ví dụ về phổ tạp, được đo gần đường dây HVDC tại khoảng cách gần trạm chuyển đổi được cho trên Hình 18 và Hình 19 đối với đường dây xoay chiều. Hình 20 thể hiện phổ tạp đo trong vùng phụ cận của tuyến điện cực, ở khoảng cách 1,5 km tính từ cùng một trạm chuyển đổi làm việc với van thyristor và van thủy ngân.

Nhiễu tần số radio gây ra bởi dòng điện tạp của van trên đường dây đi ra được nhận thấy là bị chi phối bởi thành phần thứ tự "không" của các dòng điện. Sự suy giảm của thành phần này là rất cao so với sự suy giảm của phương thức pha-pha và do đó mức tạp radio tại khoảng cách cho trước tính từ đường dây giảm nhanh theo khoảng cách đến trạm chuyển đổi. Tại khoảng cách cao hơn, các thành phần của phương thức pha-pha sẽ chiếm ưu thế. Vì vậy, nhiễu tần số radio do các van bị kém quan trọng hơn tạp vầng quang ở các khoảng cách vượt quá 5 km đến 10 km tính từ trạm chuyển đổi. Đối với các đường dây xoay chiều, khoảng cách tương ứng dài hơn một chút. Để hướng dẫn, có thể giả định tốc độ suy giảm đối với biên dạng theo chiều dọc của tạp radio bằng khoảng 4 dB/km [1], [42], [85].

Kết quả của phép đo phổ tần số dọc theo đường dây truyền tải một chiều tại các khoảng cách khác nhau tính từ trạm chuyển đổi được cho trong Hình 21 và 22. Cần lưu ý là trong phép đo được thực hiện ở các vùng phụ cận của khoảng vượt đầu tiên, phải xét đến sự phân bố của bức xạ trực tiếp từ trạm chuyển đổi.

...

...

...

5.4.2. Giảm nhiễu dẫn dọc theo đường dây truyền tải

Nhiễm điện từ do van khởi động, được dẫn và bức xạ từ các đường dây một chiều và xoay chiều nối với trạm chuyển đổi có thể không chỉ ảnh hưởng đến việc thu thanh mà còn ảnh hưởng đến hệ thống sóng mang thông tin và điều khiển của đường dây. Đối với các hệ thống viễn thông này, đặc biệt trong dải tần từ vài chục đến vài trăm kHz là nơi mức nhiễu có thể tương đối cao, có thể cần phải lọc.

Bộ lọc băng thông được làm từ các tụ điện và cuộn cảm (thường có bộ điện trở làm nhụt) phải tính đến điện dung và điện cảm tạp tán của mối nối thanh dẫn và thiết bị. Nếu cần lọc thậm chí trong dải tần trên 1 MHz thì có thể sử dụng các bộ lọc đơn giản làm từ dây dẫn đơn song song với đường dây và có chiều dài bằng một phần tư bước sóng cần bảo vệ. Tuy nhiên, phải chú ý rằng các bộ lọc này chỉ cho phép bảo vệ đối với băng tần giới hạn.

5.5. Tiêu chí chung để quy định giới hạn

Trong trường hợp các trạm chuyển đổi HVDC, cũng như đối với nhiễu tần số radio từ trạm biến áp, việc đánh giá tiêu chí chung để xác định giới hạn phải tính đến hai cách lan truyền tạp:

- bức xạ trực tiếp trong vùng xung quanh trạm chuyển đổi;

- lan truyền tạp dọc theo các đường dây một chiều và xoay chiều bắt đầu từ trạm chuyển đổi.

CHÚ THÍCH: Trong các vùng giới hạn gần cả trạm chuyển đổi và đường dây ngoài trời (các vùng này nằm trong nhiều nhất là khoảng từ một đến hai kilômét tính từ biên của trạm chuyển đổi), có sự xếp chồng của hai cách lan truyền tạp nêu trên. ảnh hưởng của sự xếp chồng này là khó dự đoán. Nếu cần bao hàm cả khía cạnh này, có thể cộng thêm một hằng số dự trữ bổ sung vào giới hạn đối với trường bức xạ.

5.5.1. Bức xạ trực tiếp

...

...

...

Thực tế, trong rất nhiều trường hợp trạm chuyển đổi HVDC làm việc nhiều hơn 80 % thời gian trong điều kiện gần với điều kiện danh nghĩa, mức tạp radio 80 % trùng với mức của điều kiện làm việc danh nghĩa.

5.5.2. Lan truyền dọc theo đường dây

Tiêu chí cơ bản là sự đóng góp của đường dây tạp radio do hoạt động của trạm chuyển đổi trong từng đường dây, một chiều và xoay chiều, được nối vào trạm, về căn bản không được làm tăng mức tạp bên trong đường dây vượt quá khoảng cách cho trước tính từ trạm. Khoảng cách này có thể được xác định có tính đến kiểu vùng mà đường dây đi qua (vùng nông thôn, vùng dân cư, v.v…). Để giữ mức tăng này trong vòng 3 dB ở khoảng cách được đề cập ở trên, dòng điện tạp đi từ trạm chuyển đổi đến điểm này cần nhỏ hơn khoảng 10 dB so với dòng điện tạp của đường dây.

Dòng điện tạp từ trạm chuyển đổi ở khoảng cách quan tâm dọc theo dây dẫn, tương ứng với tổng dòng điện tạp sinh ra trên phía xoay chiều hoặc một chiều của trạm chia cho số lượng đường dây xoay chiều và một chiều tương ứng, trừ đi độ suy giảm theo chiều dọc mong muốn. Nếu không có sẵn thông tin cụ thể hơn, các yếu tố suy giảm theo chiều dọc được chỉ ra trong 5.4.1 có thể được lấy làm chuẩn.

Để xác định các giới hạn 80 % của dòng điện tạp radio sinh ra bởi trạm chuyển đổi, phải tính đến tính biến thiên của các dòng điện tạp của đường dây (phụ thuộc vào điều kiện thời tiết) và tính biến thiên của trạm chuyển đổi (phụ thuộc vào điều kiện làm việc, xem 5.5.1). Vì sự biến thiên của tạp bên trong đường dây thường cao hơn rất nhiều so với sự biến thiên sinh ra từ trạm, nên giới hạn đối với dòng điện tạp của trạm có thể được xác định bằng cách so sánh trực tiếp với giá trị 80 % của hai phân bố đó.

Dựa vào các chỉ dẫn trên, giá trị 80 % của dòng điện tạp từ trạm chuyển đổi, I80%-CS, có thể được đưa vào cùng với giá trị 80 % của đường dây, I_80%-I, cả hai đều được tính bằng dB, theo công thức sau.

I_80%-CS = I_80%-I + A + 20 log(n) - 10

trong đó

n là số lượng đường dây một chiều hoặc xoay chiều;

...

...

...

CHÚ THÍCH: Để kiểm tra xem mức nhiễu tần số radio ở khoảng cách theo chiều ngang cho trước tính từ đường dây phù hợp với tiêu chí nêu trên, cần thực hiện các phép đo ở khoảng cách theo chiều dọc tính từ biên của trạm chuyển đổi thích hợp để tránh hiệu ứng xếp chồng được đề cập trong 5.5 (lớn hơn 1 km, ví dụ ở 2,5 km).

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[56] D. Riviere, R. Parraud, C. Gary, M. Moreau, D. Khoutova, J. Vokalek: The Influence of Ambient Conditions on the Interference Level of Insulator Strings, CIGRE Report 36.04,1972.

[57] P. D. Bernardelli, R. Cortina, M. Sforzini: Laboratory Investigation on the Radio Interference Performance of Insulators in Different Ambient Conditions, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-92, January/ February 1973, pp. 14-24.

[58] Radio Noise Design Guide for High Voltage Transmission Lines, IEEE Committee Report, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-90, March/ April 1971, pp. 833-842.

[59] Y. Sawada, T. Sugimoto, M. Ushirozawa: Radio Noise and Corona Loss of 500 kV Power Transmission Line and Substation, CRIEPI Report No. 7 (Japanese), Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI), Japan, June 1970.

[60] IEEE Tutorial Course (1976): The Location, Correction and Prevention of ri and tvi Soursces from Overhead Power Lines.

[61] CCIR XIV Plenary Assembly, Kyoto 1978, vol. VIII Recommendation 560, vol. XI Recommendations 417-2, 418-3.

...

...

...

[63] International Telecommunication Union: Final Acts of the Regional Administrative L.F./M.F. Broadcasting Conference, Geneva, 1975

[64] North American Regional Broadcasting Agreement, 1950. Annex 2, Appendix B. [65] FCC Rules and Regulations, United States Government, Sections 73.683, 73.684.

[66] Department of Communications, Government of Canada, Broadcast Procedure No.5: Protection and Coverage Rules for V.H.F. Television Allocations in Canada.

[67] C.I.S.P.R Recommendation 46/1: Significance of C.I.S.P.R. Limits C.I.S.P.R Publication 16.

[68] Influence of the dc Corona Noise on Signal Reception In Comparison with ac Corona Noise. Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI), Japan. Report No. 72510, July 1972.

[69] Bipolar HVDC Transmission System Study Between 600 kV and 1 200 kV - Corona Studies, Phase II. Electric Power Research Institute, Final Report No. EL/ 2794 on Project 430-2, December 1982.

[70] R. Parraud, D. Rivière: Role played by insulators in the interference level of overhead lines: critical conditions. CIGRE Paper 36.05, 1974.

[71] D. Rivière, R. Parraud, C.E. Ricketts, I.G. Maclean: Radiointerference: insulators. CIGRE Paper 36.07, 1976.

[72] C. Gary, D. Rivière, R. Parraud: Radiointerference produced by insulator strings: limit values and string design. CIGRE Symposium 1981 - Report 232.09.

...

...

...

[74] T. Fujimora, K. Naito, Y. Hasegawa. R. Matsuoka, Y. Nakashima: Studies on Corona Performance of Insulator Assemblies for UHV Transmission Lines. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-98, NO. 3, May/June 1979, pp. 860-870.

[75] P. Sarma Maruvada: Electromagnetic Interference from HVDC Converter Stations. E.E.C.P.S. Capri - May'89.

[76] P. Sarma Maruvada , T. Gisling: A Method of calculating the Radio Interference from HVDC Converter Stations. IEEE Transactions, Vol. PAS-92, pp. 1009-1018, May/June 1973.

[77] S. A. Annestrand: Radio Interference from HVDC Converter Stations. IEEE Transactions, Vol. PAS-91, pp. 874-882, May/June 1972.

[78] Radio Interference from HVDC Converter Stations: Modelling and Characterization. EPRI Report EL-4956, Dec. 1986.

[79] P. Sarma Maruvada , R. Malewski, P. S. Wong: Measurement of the electromagnetic environment of HVDC Converter Stations. IEEE Summer Meeting 1988, Portland, 88 SM 582-9

[80] R. Cortina, F. Demichelis, P. Nicolini, F. Rosa, A. Giorgi: HVDC Link Between Sardinia, Corsica and the Italian Mainland (S.A.C.O.I.). Interference with Telecommunication. E.E.C.P.S. Capri, May'89.

[81] R. D. Dallaire, P. Sarma Maruvada: Evaluation of the Effectiveness of Shielding and Filtering of HVDC Converter Stations. IEEE Summer Meeting 1988, 88 SM 567-0.

[82] R. M. Morris and alii: The Corona and Radio-interference Performance of the Nelson River HVDC Transmission Lines. IEEE Vol. PAS-98 No. 6, Nov/.Dec.1979, pp. 1924 to 1936.

...

...

...

[84] S. A. Sebo, R. V. De Vore, R. Caldecott, J. L. He: Design and RF Operation of Large Scale Model of Dickinson ± 400 kV HVDC Converter Stations. IEEE Transactions, Vol. PAS-104, pp. 1930-1936, July 1985.

[85] C. Gary, M. Moreau: L' effet de couronne en tension alternative. (Book) Collection de la Direction des Etudes at Recherches d' Electricité de France, Eyrolles 1976.

PHỤ LỤC A

Thiết bị đo nhiễu tần số radio khác với thiết bị tiêu chuẩn cơ bản CISPR

Ngoài các thiết bị được quy định trong TCVN 6968-1 (CISPR 16-1) là các thiết bị chuẩn cơ bản để xác định sự phù hợp với các giới hạn CISPR trong dải tần từ 0,15 MHz đến 300 MHz, còn có các thiết bị loại khác được sử dụng để đo tạp radio trên các đường dây tải điện và thiết bị điện áp cao.

Ở Mỹ và Canađa, thiết bị đo tiêu chuẩn của ANSI (Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Mỹ) với bộ tách sóng tựa đỉnh có hằng số thời gian nạp là 1 ms và hằng số thời gian phóng là 600 ms nhìn chung được sử dụng ở tần số thấp hơn 30 MHz. Trên 30 MHz các hằng số thời gian của CISPR và ANSI trên thực tế là như nhau. Tại tần số cho trước dưới 30 MHz khi đo tạp vầng quang, thiết bị đo ANSI thường đọc giá trị cao hơn thiết bị đo CISPR 1 dB hoặc 2 dB. Các tiêu chuẩn mới của ANSI đang xem xét có kết hợp với các quy định kỹ thuật của CISPR đối với bộ tách sóng tựa đỉnh.

Thiết bị đo có bộ tách sóng không phải loại tựa đỉnh mà là các bộ tách sóng hiệu dụng, tách sóng trung bình và tách sóng đỉnh được quy định trong TCVN 6989 (CISPR 16). Các thiết bị này chỉ được sử dụng cho các phép đo tiêu chuẩn khi có thể chuyển đổi sang các giá trị tựa đỉnh. Mặc dù TCVN 6989 (CISPR 16) đưa ra các phép chuyển đổi sang các giá trị tựa đỉnh đối với các xung lặp theo chu kỳ, nhưng sự chuyển đổi này không áp dụng cho các xung vầng quang xảy ra dưới dạng các chùm xung (xem 1.1.1).

...

...

...

Danh mục các thông tin bổ sung cần đưa vào báo cáo kết quả đo trên các đường dây đang vận hành

a) Građien điện áp bề mặt dây dẫn - giá trị hiệu dụng đối với điện áp hệ thống tại thời điểm đo. Nêu rõ, trong trường hợp các chùm dây, nếu građien là giá trị trung bình hoặc lớn nhất.

b) Điều kiện khí quyển tại nơi đo: nhiệt độ, áp suất (độ cao so với mực nước biển), độ ẩm, tốc độ gió v.v…

c) Nhiễm bẩn của dây dẫn, cái cách điện và phụ kiện đường dây. Nêu rõ xem là nhiễm bẩn "nhẹ", "trung bình" hoặc "nặng" và, nếu có thể, loại nhiễm bẩn, ví dụ, xi măng hoặc muối và điện trở suất của sương muối tương ứng.

d) Loại cái cách điện - nếu phép đo tạp radio, theo 1.3, được tiến hành trên bộ cách điện hoàn chỉnh cùng kiểu thì cần kèm thêm cả thông tin này.

e) Kết cấu dây dẫn gồm:

i) có hoặc không có dây nối đất;

ii) số dây dẫn trên một pha và cách bố trí tương đối;

iii) bản chất của dây dẫn;

...

...

...

f) Tuổi thọ của đường dây.

g) Cột đỡ của đường dây - cột kim loại hoặc cột gỗ hoặc cột bê tông.

h) Khoảng cách gần nhất đến trạm điện, cột đảo pha và các kết cấu góc, và có hay không có các bộ gom đường dây dùng cho thiết bị mang thông tin.

i) Khoảng cách đến các đường dây hoặc các nguồn nhiễu khác mà có ảnh hưởng đến phép đo.

j) Kết quả được lấy từ một phép đo hay từ đánh giá thống kê. Dữ liệu lấy từ đánh giá thống kê có thể thích hợp để trình bày ở dạng thống kê sử dụng giấy xác suất luỹ tích. Các kết quả có thể được tóm tắt bằng cách nêu các mức tạp vượt quá 5 %, 20 %, 50 %, 80 % và 95 % thời gian.

k) Thời gian thực hiện phép đo. Đối với sự đánh giá đầy đủ tính năng tạp radio của đường dây cao áp, chỉ các phép đo được thực hiện trong thời gian đủ dài mới có thể được coi là có ý nghĩa.

l) Điện trở suất của đất, nếu đã biết.

m) Tải của đường dây (nếu điều này có thể quan trọng).

...

...

...

Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ - Khuyến cáo ITU

Đối với băng tần thấp và băng tần trung, trong ba vùng khí hậu (A, B và C), ITU đã thiết lập cường độ trường nhỏ nhất cần thiết để khắc phục được tạp tự nhiên (tạp khí quyển, tạp vũ trụ, v.v…) [63]. Các mức này, được xác định bằng cách cộng thêm 40 dB vào giá trị phân bố tạp tự nhiên vượt quá 10 % thời gian, được cho trong Bảng CI:

Bảng CI

Cường độ trường nhỏ nhất

Vùng

A

B

C

...

...

...

Cường độ trường tính bằng dB (1 mV/m)

0,15

0,28

73

70,5

83

80,5

76

73,5

...

...

...

1,0

1,6

65

60

57

75

70

67

68

...

...

...

60

Để hoạch định cho quảng bá, ITU cũng khuyến cáo cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng. Các khuyến cáo này, kể cả các chú thích, được nêu ra ở đây dùng cho các băng tần từ 0,5 MHz đến 1,7 MHz và từ 0,15 MHz đến 0,28 MHz. Các giá trị giới hạn trên và dưới chính xác của các băng tần, đối với các khu vực khác nhau trên thế giới, có thể xem trong [62].

Các giá trị cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng được nêu trong Bảng CII dưới đây tính bằng dB (1 mV/m).

Bảng CII

Cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng

Vùng A

Vùng B

Vùng C

...

...

...

Dịch vụ sóng đất ban ngày

Dịch vụ sóng đất ban đêm^1)

- khu vực nông thôn^2)

- khu vực thành thị

Các kênh công suất thấp

63

71

...

...

...

88

73

81

87

88

66

...

...

...

74

80

88

B. Tần số thấp (0,15 MHz đến 0,28 MHz)^3)

77

87

80

^1) Khi công suất truyền đủ cao đối với dịch vụ sóng đất cần được hạn chế bởi fađinh do sóng trời của cùng một máy phát, có thể chọn cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng cao hơn giá trị cho trong bảng. Tuy nhiên, chúng không được cao hơn cường độ trường sóng đất tại nơi bắt đầu vùng giảm âm. Vùng giảm âm có thể xác định bằng cách lấy tỷ số bảo vệ giữa sóng đất và sóng trời bằng với tỷ số bảo vệ bên trong áp dụng cho mạng đồng bộ, là 8 dB.

^2) Một số tổ chức coi cường độ trường danh nghĩa có thể sử dụng 65 dB (1 mV/m) là thích hợp cho các vùng nông thôn trong quốc gia của mình.

...

...

...

PHỤ LỤC D

Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ - chuẩn ở Bắc Mỹ

Ở Bắc Mỹ, các mức tín hiệu tại biên của vùng dịch vụ của trạm quảng bá, theo NARBA và các tiêu chuẩn khác [64], [65], [66] là:

Bảng DI

Mức tín hiệu tại biên của vùng dịch vụ ở Bắc Mỹ

Dịch vụ

Tần số

(MHz)

...

...

...

(dB (1 mV/m))

Phát thanh AM

Truyền hình VHF (Kênh 2 đến kênh 6)

Truyền hình VHF (Kênh 7 đến kênh 13)

0,5 đến 1,7

Một số trạm "cấp A"

54 đến 88

174 đến 216

...

...

...

40

47

56

PHỤ LỤC E

Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu để thu thỏa đáng

Phát thanh quảng bá AM

Mặc dù chưa có các khuyến cáo chính xác liên quan đến tỷ số tín hiệu/tạp có thể chấp nhận đối với nhiễu từ các đường dây tải điện, nhưng đã có một số các thử nghiệm trên khắp thế giới. Các thử nghiệm này được tóm tắt trong [66]. Trong các thử nghiệm này, tạp được đo bằng các thiết bị đo CISPR hoặc thiết bị đo thỏa mãn quy định kỹ thuật của ANSI C36.2-1969. Để đo tín hiệu, một số nhà nghiên cứu đã sử dụng bộ tách sóng tựa đỉnh còn một số khác lại sử dụng bộ tách sóng trung bình.

Bảng EI đưa ra tất cả các dữ liệu, được hiệu chỉnh về các tín hiệu đại diện được đo bằng bộ tách sóng trung bình và tạp được đo bằng bộ tách sóng tựa đỉnh của thiết bị đo CISPR. Bảng EII định nghĩa các mã chất lượng của việc thu sử dụng trong Bảng EI. Phép đo trung bình của các mức tín hiệu hợp lý hơn phép đo tựa đỉnh vì các mức tín hiệu, được xác định bởi các tổ chức quốc tế như CCIR và NARBA, là các giá trị trung bình hoặc hiệu dụng của tín hiệu điều biến.

...

...

...

Truyền hình quảng bá

Đã có một số thử nghiệm về tỷ số tín hiệu/tạp đối với tạp đường dây tải điện trong băng tần truyền hình VHF. Kết quả cho thấy rằng tỷ số 40 dB, với tín hiệu được đo bằng bộ tách sóng trung bình và tạp được đo bằng thiết bị đo CISPR, với bộ tách sóng tựa đỉnh, có thể thỏa đáng. Tuy nhiên, vấn đề này vẫn đang được xem xét.

Bảng EI

Tóm tắt các tỷ số tín hiệu/tạp đối với vầng quang từ các đường dây xoay chiều (tín hiệu được đo bằng bộ tách sóng trung bình, tạp được đo bằng bộ tách sóng tựa đỉnh

Tiêu chuẩn khuyến khích của Canađa

Hướng dẫn thiết kế tạp radio IEEE

Lippert Pakata và al.

Taylor và al.

Gehrig và al.

...

...

...

CIGRé

Hirsch

De Michelis và Rosa

Trung bình

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

...

...

...

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

...

...

...

Mã

Tỷ số (dB)

Mã

A1

39

-

-

-

-

...

...

...

41

-

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

-

40

A2

31

A5

31

A

31

1

...

...

...

-

31

5

-

5

30

1

30

0

...

...

...

32

B

26

B4

26

B

26

2

29

...

...

...

26

4

25

4

24

2

20

1

30

...

...

...

C

21

C3

21

C

21

3

23

-

...

...

...

3

21

3

18

3

14

2

24

20

...

...

...

15

D2

15

D

15

4

18

-

16

...

...

...

15

2

12

4

8

3

17

15

E

...

...

...

E1

4

E

7

5

12

-

10

1

...

...

...

1

6

5

-

4

10

8

-

-

...

...

...

-

F

-

6

6

-

-

0

-

...

...

...

0

-

-

5

2

3

Bảng EII

Các mã cho trong Bảng EI, xác định chất lượng thu hoặc độ khó chịu, được các nhà nghiên cứu sử dụng, được tóm tắt dưới đây

Tiêu chuẩn khuyến khích của Canađa

...

...

...

Hoàn toàn hài lòng đối với nhạc cổ điển

A2

Hài lòng để nghe chung

B

Tạp nền vừa phải

C

Tạp nền rõ rệt

D

Tạp nền rất rõ

...

...

...

Khó nghe

Hướng dẫn thiết kế tạp radio IEEE

A5

Hoàn toàn hài lòng

B4

Rất tốt nhạc nền vừa phải

C3

Khá hài lòng, nhạc nền rõ rệt

D2

...

...

...

E1

Lời nói chỉ có thể hiểu được khi tập trung cao

Lippert, Pakata, Bartlett, Fahrnkopf

0

Tuyệt vời

1

Hoàn toàn hài lòng

2

Rất tốt

...

...

...

Khá hài lòng

4

Lời nói dễ hiểu

5

Lời nói có thể hiểu

6

Lời nói không thể hiểu được

Gehrig, Peterson, Clark, Rednour

Nền không thể nhận thấy

...

...

...

Nền rõ rệt

Nền khó chịu

Khó nghe

Không thể hiểu được

Nigor (mã Burill)

5

Hoàn toàn hài lòng

4

Rất tốt, nền vừa phải

...

...

...

Tốt, nền rõ rệt

2

Chương trình dễ hiểu, nền rất rõ

1

Chương trình dễ bị bóp méo trầm trọng, nền rất rõ

0

Chương trình không thể hiểu

CIRGé

5

...

...

...

4

Nhiễu vừa đủ nhận thấy

3

Nhiễu có thể nghe được, nhưng lời nói vẫn thu được hoàn hảo

2

Nhạc không chấp nhận được, nhưng lời nói có thể hiểu được

1

Lời nói có thể hiểu được khi tập trung cao

0

...

...

...

Hirsch

1

Thu rất tốt, không nhận thấy nhiễu

2

Thu tốt, nhiễu không quá khó chịu

3

Thu hài lòng, nhiễu rõ rệt

4

Thu thỏa đáng, bị méo với tạp rất rõ

...

...

...

Thu không thỏa đáng, chương trình không thể hiểu được

De Michelis và Rosa

0

Không nhiễu. Không nhận thấy âm tạp

1

Có thể nghe khá tốt. Âm tạp có thể nhận thấy khi đối thoại giọng thấp, nhưng không nhận thấy trong đối thoại giọng bình thường

2

Có thể nghe thấy. Âm tạp có thể nhận thấy trong trường hợp bất kỳ nhưng không gây khó chịu đặc biệt

3

...

...

...

4

Khó chịu rõ rệt. Khó chịu nhưng vẫn có thể hiểu được một cách hoàn hảo

5

Không thể chịu nổi. Nhiễu rất khó chịu gây khó hiểu.

PHỤ LỤC F

Nguồn gốc của công thức dùng cho khoảng cách bảo vệ

Công thức được sử dụng trong các ví dụ ở 2.5.1 được lấy ra như sau:

Mức tạp chấp nhận được ở khoảng cách bảo vệ là:

...

...

...

trong đó

N_P là mức tạp chất nhận được tại DP, tính bằng dB (1 mV/m)

S_P là mức tín hiệu được bảo vệ, tính bằng dB (1 mV/m)

R_P là tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu, tính bằng đềxiben

D_P là khoảng cách bảo vệ, tính bằng mét

Ngoài ra sử dụng công thức cho trong 2.3.5.1:

trong đó

E₀ là mức tạp tại khoảng cách 20 m tính từ dây dẫn gần nhất, tính bằng dB (1 mV/m)

...

...

...

33 đối với băng tần trung

S_P - R_P = E₀ - K lg

Do đó

Hình 1 - Biến đổi xung qua máy đo CISPR

Hình 2 - Chùm xung vầng quang sinh ra do điện áp xoay chiều

...

...

...

Hình 4 - Mạch thử nghiệm cơ bản

CHÚ THÍCH: Bộ lọc F có thể không chu kỳ hoặc tạo thành L₁ song song với C₁.

Hình 5 - Mạch thử nghiệm tiêu chuẩn

Hình 6 - Nối máy đo với cáp đồng trục

Hình 7 - Nối máy đo với cáp cân bằng

...

...

...

Hình 8 - Mạch thử nghiệm đặc biệt

Hình 9 - Bố trí để hiệu chuẩn mạch thử nghiệm tiêu chuẩn

Hình 11 - Minh họa bốn thông số cơ bản

Hình 12 - Ví dụ về phân bố thống kê điển hình ở mọi thời tiết trong năm của các mức tạp radio đối với đường dân một chiều lưỡng cực (____) và đường dây xoay chiều ở khí hậu ôn đối (- - -). Mức tạp radio 80% tương ứng với thời tiết tốt đối với đường dây một chiều và thời tiết xâu đối với đường dây xoay chiều

...

...

...

Hình 14 - Ví dụ về phổ tần số của các xung có thời gian trễ khác nhau, mô tả hiện tượng đảo chiều trong các van thủy ngân và van thyristor (xem [80])

Hình 15 - Ví dụ về phổ tần số của nhiễu tần số radio ghi được bên ngoài nơi đặt trạm chuyển đổi van hồ quang thủy ngân có và không có bộ lọc hình xuyến

Hình 16 - Ví dụ về phổ tần số của nhiễu tần số radio ghi được bên ngoài nơi đặt trạm chuyển đổi van thyristor trong các điều kiện là việc khác nhau

Hình 17 - Suy giảm cường độ trường là một hàm của khoảng cách trên mặt phẳn nằm ngang đối với các tần số khác nhau (Các mức được tính đối với sự lan truyền bức xạ tự do gây ra bởi lưỡng cực điện thẳng đứng; xem [77]).

...

...

...

Hình 19 - Ví dụ về phổ tần số của nhiễu tần số radio trong vùng phụ cận của đường dây một chiều (20 m) ở gần các trạm chuyển đổi (xem [80])

Hình 20 - Phổ tần số của nhiễu tần số radio cách tuyến điện cực 20 m cách đường dây liên kết HVDC Gotland ở Thụy Điển 1,5 km với các nhóm hồ quang thủy ngân và nhóm thyristor đang làm việc

Hình 21 - Phổ tần số của nhiều tần số radio cách tuyến điện cực 20 m cách đường dây liên kết HVDC Gotland ở Thụy Điển 1,5 km và 4,5 km với các nhóm hồ quan thủy ngân đang làm việc

Hình 22 - Phổ tần số của nhiễu tần số radio ghi được dọc theo đường dây một chiều 200 kV, cách dây dẫn 200 m, ở các khoảng cách khác nhau tính từ trạm chuyển đổi (xem [80])

...

...

...

Phạm vi áp dụng

1. Phép đo

1.1. Thiết bị đo

1.2. Phép đo CISPR tại hiện trường - dải tần từ 0,15 MHz đến 30 MHz

1.3. Phép đo CISPR trong phòng thí nghiệm

1.4. Đánh giá thống kê mức tạp của radio của đường dây

2. Phương pháp xác định giới hạn

2.1. Giới thiệu

2.2. Ý nghĩa của các giới hạn CISPR đối với đường dây tải điện và thiết bị điện cao áp

...

...

...

2.4. Phương pháp xác định phù hợp với các giới hạn

2.5. Ví dụ về xác định giới hạn

3. Phương pháp xác định giới hạn đối với tạp radio do đường dây HVDC

3.1. Ý nghĩa của các giới hạn CISPR đối với đường dây tải điện và thiết bị điện cao áp

3.2. Xem xét về kỹ thuật để xác định giới hạn cho đường dây

3.3. Phương pháp xác định sự phù hợp với các giới hạn

3.4. Ví dụ về xác định giới hạn

3.5. Lưu ý bổ sung

4. Quy trình xác định giới hạn tạp radio do các bộ cách điện sinh ra

...

...

...

4.2. Các loại cái cách điện

4.3. Ảnh hưởng của các điều kiện bề mặt cái cách điện

4.4. Tiêu chí để thiết lập các giới hạn tần số radio đối với cái cách điện

4.5. Khuyến cáo

5. Phương pháp xác định giới hạn đối với tạp radio do các trạm chuyển đổi HVDC và các hệ thống tương tự

5.1. Xem xét chung

5.2. Nguồn nhiễu

5.3. Trường bức xạ từ nơi đặt van

5.4. Nhiễu dẫn dọc theo đường dây truyền tải

...

...

...

5.5. Tiêu chí chung để quy định giới hạn

Tài liệu tham khảo

Phụ lục A - Thiết bị đo nhiễu tần số radio khác với thiết bị đo tiêu chuẩn cơ bản CISPR

Phụ lục B - Danh mục các thông tin bổ sung cần đưa vào báo cáo kết quả đo trên đường dây đang vận hành

Phụ lục C - Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ - Khuyến cáo ITU

Phụ lục D - Các mức tín hiệu quảng bá nhỏ nhất cần bảo vệ - chuẩn ở Bắc Mỹ

Phụ lục E - Tỷ số tín hiệu/tạp yêu cầu để thu thỏa đáng

Phụ lục F - Nguồn gốc của công thức dùng cho khoảng cách bảo vệ

Các hình vẽ

...

...

...

* Các con số trong ngoặc vuông liên quan đến "Tài liệu tham khảo".

^· Các con số trong ngoặc vuông liên quan đến "tài liệu tham khảo" của TCVN 7379-1 : 2004 (CISPR 18-1 : 1982) và của tiêu chuẩn này.