CISPR 18-1:1982

COMMISSION CISPR 18-1
ÉLECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
Première édition
First edition
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMITÉ INTERNATIONAL SPÉCIAL DES PERTURBATIONS RADIOÉLECTRIQUES
INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE
Caractéristiques des lignes et des équipements
à haute tension relatives aux perturbations
radioélectriques
Première partie:
Description des phénomènes
Radio interference characteristics
of overhead power lines
and high-voltage equipment
Part y :
Description of phenomena
Numéro de référence
I EC
Reference number
•
CEI/IEC CISPR 18-1: 1982
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Le contenu technique des publications de la CEI et du The technical content of IEC and CISPR publications is

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le CISPR afin qu'il reflète bien l'état actuel de la technique. ensuring that the content reflects current technology.

Information on the subjects under consideration and
Les renseignements relatifs à des questions à l'étude et

work in progress undertaken by the technical com-
des travaux en cours entrepris par le comité technique

qui a établi cette publication, ainsi que la liste des mittee which has prepared this publication, as well as
publications établies, se trouvent dans les documents the list of publications issued, is to be found at the

following IEC sources:
ci-dessous:
▪ • IEC web site*
«Site web» de la CEI*
• Catalogue des publications de la CEI
• Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour
Published yearly with regular updates
régulièrement
(On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI
Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminologie utilisée dans la présente Terminology used in this publication
publication
Only special terms required for the purpose of this
Seuls sont définis ici les termes spéciaux se rapportant
publication are defined herein.
à la présente publication.
For general terminology, readers are referred to
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur se
International Electrotechnical Vocabulary
IEC 60050:
Vocabulaire Electrotechnique
reportera à la CEI 60050:
(IEV), which is issued in the form of separate chapters
(VEI), qui est établie sous forme de
International
each dealing with a specific field, the General Index
chapitres séparés traitant chacun d'un sujet défini, l'Index
being published as a separate booklet. Full details of
général étant publié séparément. Des détails complets
the IEV will be supplied on request.
sur le VEI peuvent être obtenus sur demande.
For terms on radio interference, see Chapter 902.
Pour les termes concernant les perturbations radio-
électriques, voir le chapitre 902.
Graphical and letter symbols
Symboles graphiques et littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et
approved by the IEC for general use, readers are
les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
referred to:
lecteur consultera:
— IEC 60027: Letter symbols to be used in
— la CEI 60027: Symboles littéraux à utiliser en
electrical technology;
électrotechnique;
— IEC 60617: Graphical symbols for diagrams;
— la CEI 60617: Symboles graphiques pour schémas;

The symbols and signs contained in the present
Les symboles et signes contenus dans la présente
publication have either been taken from IEC 60027 or
publication ont été soit tirés de la CEI 60027 ou
IEC 60617, or have been specifically approved for the
CEI 60617, soit spécifiquement approuvés aux fins de
purpose of this publication.
cette publication.
* IEC web site http: //www.iec.ch
«Site web» de la CEI http: //www.iec.ch

NORME
CISPR 18-1
ÉLECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
Première édition
First edition
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMITÉ INTERNATIONAL SPÉCIAL DES PERTURBATIONS RADIOÉLECTRIQUES
INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE
Caractéristiques des lignes et des équipements
à haute tension relatives aux perturbations
radioélectriques
Première partie:
Description des phénomènes
Radio interference characteristics
of overhead power lines
and high-voltage equipment
Part 1:
Description of phenomena
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•
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C.I.S_P.R.
2 — 18-1 © CEI 1982
SOMMAIRE
Pages
PRÉAMBULE 4
PRÉFACE 4
Articles
1. Domaine d'application 8
2. Objet 8
3. Introduction 10
4. Perturbations radioélectriques dues aux lignes de transport 12
4.1 Aspects physiques des perturbations radioélectriques 12
4.2 Principales caractéristiques du champ perturbateur créé par l'effet de couronne sur
les conducteurs 18
5.
Effet de couronne dû aux conducteurs 26
5.1 Aspects physiques de l'effet de couronne dû aux conducteurs 26
5.2 Méthodes de recherche sur l'effet de couronne à l'aide de nasses et de lignes
expérimentales 30
5.3 Méthodes de prédétermination 32
5.4 Catalogue des profils types 34
6. Niveaux perturbateurs dus aux isolateurs, aux accessoires et aux appareillages des postes
(à l'exclusion des mauvais contacts) 38
6.1 Aspects physiques des sources de perturbations 38
62 Corrélation entre la tension perturbatrice et le champ correspondant à partir d'une
source isolée ou de sources réparties 42
6.3 Influence des conditions ambiantes  50
7. Arcs dus aux mauvais contacts 50
7.1 Aspects physiques du phénomène des perturbations radioélectriques 50
7.2 Exemples de sources de décharges de type éclateur 52
8. Effets spéciaux en courant continu 54
8.1 Généralités 54
8.2 Effet de couronne causé par les conducteurs 56
8.3 Perturbations radioélectriques dues aux isolateurs, aux accessoires et aux
appareillages des postes 62
8.4 Effets de commutation des valves 64
Bibl.ioi7raphie
et references 69
ANtiï:xE A. - Calcul du gradient de potentiel à la surface d'un conducteur de ligne aérienne 72

ANNIXE B Catalo gue des profils du champ perturbateur dû à l'effet de couronne des
conducteurs de ce r tains t ypes de lignes de transport d'énergie 78
AN
NEXE C — .Besume du catalogue des profils du champ perturbateur selon les
recommandations du. C.LS.P.R. 94
FIGURES
C.I.S.P.R. 18-1 © I EC 1982 3

CONTENTS
Page
FOREWORD
PREFACE 5
Clause
1. Scope 9
2. Object 9
3. Introduction
4. Radio noise from power lines 13
4.1 Physical aspects of radio noise
4.2 Main characteristics of the noise field resulting from conductor corona 19
5. Effects of corona from conductors 27
5.1 Physical aspects of corona from conductors 27
5.2 Methods of investigation of corona by cages and test lines 31
5.3 Methods of predetermination
5.4 Catalogue of standard profiles 35
6. Radio noise levels due to insulators, fittings and substation equipment (excluding bad
contacts) 39
6.1 Physical aspects of radio noise sources 39
and the corresponding field for distributed
6.2 Correlation between radio noise voltage
and individual sources
6.3 Influence of ambient conditions 51
7. Sparking due to bad contacts
7.1 Physical aspects of the radio noise phenomenon 51
7.2 Examples of gap sources 53
8. Special d.c. effects 55
8.1 General 55
8.2 Effects of corona from conductors 57
8.3 Radio noise due to insulators, fittings and substation equipment 63
8.4 Valve firing effects 65
Bibliography and references
APPENDIX A — Calculation of the voltage gradient at the surface of a conductor of an

overhead line 73
APPENDIX B — Catalogue of profiles of radio noise field due to conductor corona for certain
types of power line 79
C — Summary of the catalogue of radio noise profiles according to the
APPENDIX
recommendations of the C.I.S.P.R. 94
FIGURES
— 4 — C.I.S.P.R. 18-1 © C E I 1982

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

COMITÉ INTERNATIONAL SPÉCIAL DES PERTURBATIONS
RADIOÉLECTRIQUES
CARACTÉRISTIQUES DES LIGNES ET DES ÉQUIPEMENTS

À HAUTE TENSION
RELATIVES
AUX PERTURBATIONS RADIOÉLECTRIQUES

Première partie: Description des phénomènes

PRÉAMBULE
I) Les décisions ou accords officiels du C.I.S.P.R. en ce qui concerne les questions techniques, préparés par des sous-comités
où sont représentés tous les Comités nationaux et les autres organisations membres du C.I.S.P.R. s'intéressant à ces
questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés.
2) Ces décisions constituent des recommandations internationales et sont agréées comme telles par les Comités nationaux
et les autres organisations membres du C.I.S.P.R.
3)
Dans le but d'encourager l'unification internationale, le C.I.S.P.R. exprime le voeu que tous les Comités nationaux
adoptent dans leurs règles nationales le texte des recommandations du C.I.S.P.R., dans la mesure où les conditions
nationales le permettent. Toute divergence entre les recommandations du C.I.S.P.R. et la règle nationale correspondante
doit, dans la mesure du possible, être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
PRÉFACE
La présente publication a été établie par le Sous-Comité C du C.I.S.P.R.: Perturbations dues aux
lignes et aux équipements à haute tension et aux systèmes de traction électrique.
La position des articles et paragraphes de cette première partie de la publication est indiquée dans
le tableau ci-après en utilisant les définitions de la Publication 10 du C.I.S.P.R.:
—
Rec.: Recommandation du C.I.S.P.R. — Texte publié en vue de sa prise en considération et de
sa mise en application par les organisations ou autorités appropriées.
— Rap.: Rapport du C.I.S.P.R. — Exposé donné pour information et indiquant les résultats
d'études portant sur des sujets techniques concernant le C.I.S.P.R.
Article
Document Notes:
Positio
ou paragraphe C.I.S.P.R./C
(Secrétariat). approuvé
1 .
)} 6A
Dubrovnik, 1977
2.
3.
7A
Dubrovnik, 1977
4.1
La Haye, 1979
4.2 20
La Haye, 1979
Rapport n o 54
5.1 21
La Haye, 1979
5.2
22 La
Haye, 1979
5.3
5.4 23
La Haye, 1979
6.1 8A
Dubrovnik, 1977
6.2
9A
Dubrovnik, 1977
6.3 24A
Tokyo, 1980
C.I.S.P.R. 18-1 © I E C 1982 — 5 —

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE

RADIO INTERFERENCE CHARACTERISTICS

OF OVERHEAD POWER LINES
AND HIGH-VOLTAGE EQUIPMENT
Part 1: Description of phenomena

FOREWORD
I) The formal decisions or agreements of the C.I.S.P.R. on technical matters, prepared by Sub-Committees on which all
the National Committees and other Member Organizations of the C.I.S.P.R. having a special interest therein are
represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with.
2) They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Committees and
other Member Organizations of the C.I.S.P.R. in that sense.
3) In order to promote international unification, the C.I.S.P.R. expresses the wish that all National Committees should
adopt the text of the C.I.S.P.R. recommendations for their national rules in so far as na tional conditions will permit.
Any divergence between the C.I.S.P.R. recommendations and the corresponding national rules should, as far as possible,
be clearly indicated in the latter.
PREFACE
This publication was prepared by C.I.S.P.R. Sub-Committee C: Interference from Overhead
Power Lines, High-voltage Equipment and Electric Traction Systems.
The status of the clauses and sub-clauses of Part 1 of this publication is given in the following
table using the definitions of C.I.S.P.R. Publication 10:
— Rec.: C.I.S.P.R. Recommendation. — A statement issued for consideration and implementation
by the appropriate organizations or authorities.
A statement issued for information giving results of studies on
— Rep.: C.I.S.P.R. Report. —
technical matters relating to the C.I.S.P.R.
Clause Document Notes:
Status
or sub-clause C.I.S.P.R./C (Secretariat). Approved

1. l
3 6A Dubrovnik, 1977
2.
3. 7A Dubrovnik, 1977
4.1 19 The Hague, 1979
4.2 20 The Hague, 1979
Report No. 54
5.1 21 The Hague, 1979
5.2
} 22 The Hague, 1979
5.3
5.4 23 The Hague, 1979
6.1 8A Dubrovnik, 1977
6.2 9A Dubrovnik, 1977
6.3 24A Tokyo, 1980
C.I.S.P.R. 18-1 O C E I 1982
Document Notes:
Article
Position
C.I.S.P.R./C (Secrétariat). approuvé
ou paragraphe
7.7.1
} Dubrovnik, 1977
} 10A
7.2
8.1 Rapport n o 54
8.2
28 La Haye, 1979
8.3
8.4
Cette première partie, qui a la position de Rapport du C.I.S.P.R., constitue la première des trois

parties d'une publication consacrée au bruit radioélectrique engendré par les installations de

transport et de distribution de l'énergie électrique (lignes aériennes et postes).

Elle a pour objet de discuter les phénomènes physiques qui interviennent dans la production de
champs électromagnétiques perturbateurs; elle indique également les principales propriétés de ces
champs avec des valeurs numériques.
Les données techniques qui figurent dans cette première partie apporteront une aide utile aux
projeteurs de lignes aériennes comme à toute personne intéressée au contrôle des caractéristiques
relatives au bruit radioélectrique d'une ligne dans le but d'assurer une protection satisfaisante des
signaux radioélectriques utiles. Ces données devraient faciliter l'emploi des recommandations qui
feront l'objet des deuxième et troisième parties concernant:
— les méthodes de mesure et les procédures de détermination des limites;
un code pratique pour réduire au minimum la production de bruit radioélectrique.
—
Ces deuxième et troisième parties sont en cours d'approbation et seront publiées dans un proche
avenir.
C.LS.P.R. 18-1 I E C 1982 7
©
Clause Document Notes:
Status
Approved
or sub-clause C.LS.P.R.^C (Secretariat).

^
7.1
10A ^ Dubrovnik, 1977
^
7.2
J
8.1 Report No. 54
8.2
The Hague, 1979
8.3
8.4
This Part 1, having the status of a C.I.S.P.R. Report, forms the first of a three-part publication

dealing with radio noise generated by electrical power transmission and distribution facilities

(overhead lines and substations).

The purpose of Part 1 of this publication is to discuss the physical phenomena involved in the
generation of electromagnetic noise fields; it also includes the main properties of such fields and
their numerical values.
The technical data given in Part I will be a useful aid to overhead line designers and also to anyone
concerned with checking the radio noise performance of a line to ensure satisfactory protection of
wanted radio signals. The data should facilitate the use of the recommendations which will be given
in Parts 2 and 3 dealing with:
— Methods of measurement and procedure for determining limits;
— Code of practice for minimizing the generation of radio noise.
Parts 2 and 3 will be published in the near future.

— 8 — C.I.S.P.R. 18-1 © C E I 1982

CARACTÉRISTIQUES ET DES
DES LIGNES ÉQUIPEMENTS
À HAUTE TENSION
RELATIVES AUX PERTURBATIONS RADIOÉLECTRIQUES

Première
partie: Description des phénomènes

1. Domaine d'application
La présente publication s'applique aux perturbations radioélectriques dues aux lignes de

transport aériennes et aux équipements à haute tension susceptibles d'affecter la réception

radio, à l'exclusion des champs créés par les signaux à courants porteurs.

La gamme des fréquences couvertes est de 0,15 MHz à 300 MHz.
2. Objet
Cette publication a été rédigée dans le but de fournir des renseignements sur les nombreux
facteurs impliqués dans la protection de la réception des émissions radiophoniques et de
télévision contre les perturbations dues aux lignes aériennes à haute tension et aux
équipements associés à ces lignes. Ces renseignements devraient être utiles chaque fois que l'on
envisagera des moyens propres à éliminer ou à réduire les perturbations radioélectriques. Elle
ne traite pas des perturbations dues aux champs créés par les signaux à courants porteurs.
Ces renseignements concernent essentiellement la génération et les caractéristiques des
perturbations radioélectriques dues aux lignes à courant alternatif et aux équipements opérant
à 1 kV et au-dessus, dans la gamme de fréquences de 0,15 MHz à 30 MHz (émissions AM)
et de 30 MHz à 300 MHz (émissions FM et TV). Le problème particulier des claquages dus
à
de mauvais contacts est pris en considération. Nous donnons également quelques
informations sur les perturbations dues aux lignes aériennes à courant continu, à propos
desquelles l'effet de couronne et les conditions de perturbations sont différents de ceux des
lignes transportant du courant alternatif. Nous ne parlons pas enfin des perturbations dues
aux équipements collecteurs de courant des systèmes de traction aériens des chemins de fer.
Nous indiquons la procédure générale de détermination des limites du champ perturbateur
radioélectrique créé par les lignes et équipements sous tension, ainsi que des valeurs
caractéristiques qui serviront d'exemples, et des méthodes de mesure.
L'article sur les limites traite exclusivement des bandes de basse fréquence et de moyenne
fréquence, étant donné que c'est uniquement dans ce domaine que l'expérience a permis de
réunir un vaste ensemble d'observations probantes. Aucun exemple des limites de protection
de la réception dans la bande de fréquences de 30 MHz à 300 MHz n'a été donné, du fait que

les méthodes de mesure et quelques autres aspects des problèmes rencontrés à ce niveau ne
sont pas encore totalement élucidés. Les mesures sur le terrain et l'expérience d'exploitation
ont montré que les niveaux de perturbations dues aux lignes de transport, aux fréquences
supérieures à 300 MHz, sont si faibles qu'il est tout à fait improbable que des perturbations
puissent affecter la réception des émissions de télévision.
Les valeurs des limites, fournies à titre d'exemples, sont calculées de manière à garantir un
degré de protection raisonnable à la réception des émissions à la périphérie des zones couvertes
officiellement par les émetteurs opérant dans les bandes de fréquences AM, et ce dans les
conditions les moins favorables qui puissent être normalement envisagées. Ces limites sont
censées servir de guide au stade de projet de la ligne et de référence après la construction de
cette dernière, ainsi que durant son existence utile.

C.I.S.P.R. 18-1 cOIEC 1982 — 9 —

RADIO INTERFERENCE CHARACTERISTICS

OF OVERHEAD POWER LINES
AND HIGH-VOLTAGE EQUIPMENT
Part 1: Description of phenomena

1. Scope
This publication applies to radio noise from overhead power lines and high-voltage

equipment which may cause interference to radio reception, excluding the fields from power

line carrier signals.
The frequency range covered is 0.15 MHz to 300 MHz.
2. Object
This publication has been prepared in order to provide information on the many factors
involved in protecting the reception of radio and television broadcasting from interference due
to high voltage overhead power lines and associated equipment. The information given should
be of assistance when means of avoiding or abating radio noise are being considered. The
publication does not deal with interference due to the fields produced by power line car ri
er
signals.
Information is mainly given on the generation and characteristics of radio noise from a.c.
power lines and equipment operating at 1 kV and above, in the frequency ranges 0.15 MHz
to 30 MHz (a.m. sound broadcasting) and 30 MHz to 300 MHz (f.m. sound broadcasting and
television). The special aspect of spark discharges due to bad contacts is taken into account.
Some information is also given on interference due to d.c. overhead lines for which corona
and interference conditions are different from those of a.c. power lines. Interference due to
the current collecting equipment of overhead railway traction systems is not included.
The general procedure for establishing the limits of the radio noise field from the power lines
and equipment is given, together with typical values as examples, and methods of
measurement.
The clause on limits concentrates on the low frequency and medium frequency bands as it
is only in these that ample evidence, based on established practice, is available. No examples
of limits to protect reception in the frequency band 30 MHz to 300 MHz have been given,
as measuring methods and certain other aspects of the problems in this band have not yet been

fully resolved. Site measurements and service experience have shown that levels of noise from
power lines at frequencies higher than 300 MHz are so low that interference is unlikely to be
caused to television reception.
The values of limits given as examples are calculated to provide a reasonable degree of
protection to the reception of broadcasting at the edges of the recognized service areas of the
appropriate transmitters in the a.m. radio frequency bands, in the least favourable conditions
likely to be generally encountered. These limits are intended to provide guidance at the
planning stage of the line and standards against which the performance of the line may be
checked after construction and during its useful life.

— 10 — C.I.S.P.R. 18-1 © C E I 1982

Des recommandations sont formulées à propos de la conception, du tracé, de la

construction et de l'entretien des lignes et des équipements aux fins de minimiser les

perturbations, et nous espérons que cette publication apportera aussi une aide aux divers

services de radiophonie confrontés aux problèmes des perturbations.

3. Introduction
3.1 Les perturbations dues aux lignes aériennes à haute tension, c'est-à-dire au-dessus de 1 kV,

peuvent être produites sur une très large bande de fréquences par:

a) les décharges par effet de couronne dans l'air à la surface des conducteurs et des
accessoires;
b) les décharges et claquages dans les régions à forte contrainte des isolateurs;
c) les claquages au niveau de contacts lâches ou défectueux.
Les sources de a) et de b) se répartissent généralement tout au long de la ligne, alors que
l'origine de c) est habituellement locale. Pour les lignes opérant au-dessus de 100 kV, la
contrainte électrique dans l'air à la surface des conducteurs et des accessoires peut provoquer
des décharges par effet de couronne. Les claquages au niveau des contacts défectueux ou sur
les isolateurs brisés ou fissurés peuvent donner naissance à des sources localisées de
perturbations radioélectriques. Les appareillages à haute tension des postes peuvent également
engendrer des perturbations radioélectriques susceptibles de se propager le long des lignes
aériennes.
3.2 Si le champ perturbateur au niveau des antennes utilisées pour la réception des émissions
radiophoniques et de télévision est trop élevé, il peut provoquer une altération du son et, dans
le cas de la télévision, également de l'image.
3.3 La production de perturbations radioélectriques est affectée par les conditions
atmosphériques; par exemple, l'effet de couronne est plus susceptible de se manifester sur un
conducteur par temps humide, à cause des gouttelettes d'eau qui adhèrent aux conducteurs,
alors que dans les mêmes conditions des contacts défectueux risquent d'être rétablis par l'eau,
ce qui a pour conséquence de faire cesser la production de perturbations. De ce fait, les
contacts lâches ou défectueux sont plus susceptibles de claquer par temps sec. Des isolateurs
secs et propres peuvent causer des perturbations par beau temps, mais des claquages prolongés
à la surface des isolateurs sont plus susceptibles de se produire lorsque ceux-ci sont pollués,
notamment par temps humide, par brouillard et gel.
3.4 Pour recevoir sans perturbations les signaux radiophoniques et de télévision, il importe qu'un
rapport suffisamment élevé existe à l'entrée du récepteur entre le niveau des signaux utiles et
celui des perturbations indésirables. Des perturbations peuvent donc être enregistrées lorsque

le signal est faible et que les conditions atmosphériques prédisposent à la génération de
perturbations radioélectriques.
3.5 Lorsqu'on cherche à identifier les perturbations radioélectriques, il ne faut jamais oublier que
le champ local peut être créé par une ou des sources éloignées, étant donné qu'une perturbation
peut se propager sur une distance de ligne considérable.
3.6 Le domaine d'application de cette publication couvre les causes, les mesures et les effets des
perturbations radioélectriques, la conception des lignes eu égard à ces perturbations, les
méthodes et les exemples de détermination des limites et de prévision des niveaux admissibles
de perturbations dues aux lignes aériennes à haute tension et aux équipements associés et
affectant la réception des émissions radiophoniques et de télévision.

C.I.S.P.R. 18-1 © IEC 1982 — 11 —

Recommendations are made on the design, routing, construction and maintenance of the

hoped that this publication will aid other
lines and equipment to minimize interference and it is

radio services in the consideration of the problems of interference.

3. Introduction
3.1 Radio noise from high voltage, that is to say above 1 kV, overhead power lines may be

generated over a wide band of frequencies by

a) corona discharges in the air at the surfaces of conductors and fittings;

b) discharges and sparking at highly stressed areas of insulators;
c) sparking at loose or imperfect contacts.
are usually distributed along the length of the line, but source c)
The sources of a) and b)
is usually local. For lines operating above about 100 kV, the electric stress in the air at the
surface of conductors and fittings can cause corona discharges. Sparking at bad contacts or
broken or cracked insulators can give rise to local sources of radio noise. High voltage
apparatus in substations may also generate radio noise which can be propagated along the
overhead lines.
3.2 If the field strength of the radio noise at the aerials used for receiving broadcast sound and
television services is too high, it can cause degradation of the sound output and, in the case
of television, the picture also.
3.3 The generation of radio noise is affected by weather conditions, for example, conductor corona
is more likely to occur in wet weather because of the water droplets which form on the
conductors whereas, under these conditions, bad contacts can become bridged with water and
the generation of radio noise, by this process, ceases. Consequently, loose or imperfect
,
contacts are more likely to spark in dry weather conditions. D ry clean insulators may cause
interference in fine weather, but prolonged sparking on the surfaces of insulators is more likely
to occur when they are polluted, particularly during wet, foggy or icy conditions.
3.4 For the interference-free reception of radio and television signals it is important that a
sufficiently high ratio is available at the input to the receiver between the level of the wanted
signal and the level of the unwanted radio noise. Interference may therefore be experienced

when the signal strength is low and the weather conditions are conducive to the generation
of radio noise.
3.5 When investigating radio noise it should be borne in mind that the local field may be caused
by a distant source or sources as the noise may be propagated along the line over a
considerable distance.
3.6 The scope of this publication includes the causes, measurement and effects of radio
interference, design aspects in relation to this interference, methods and examples for
establishing limits and prediction of tolerable levels of interference from high voltage overhead
power lines and associated equipment to the reception of broadcast services.

— 12 — C.I.S.P.R. 18-1 C E I 1982

4. Perturbations
radioélectriques dues aux lignes de transport

4.1
Aspects physiques des perturbations
radioélectriques
4.1.1 Mécanisme
de formation d'un champ perturbateur

Les décharges par effet de couronne sur les conducteurs, les isolateurs et les accessoires des

lignes ou les claquages au niveau des contacts défectueux peuvent être à l'origine de

perturbations radioélectriques, par le fait qu'ils injectent des impulsions de courant sur les

conducteurs de la ligne. Ces impulsions se propagent le long des conducteurs des deux côtés

du point d'injection. Les différentes composantes du spectre de fréquences des impulsions ont
des effets variés.
Dans la gamme des fréquences de 0,15 MHz à quelques mégahertz, la perturbation est
essentiellement le résultat de l'effet de propagation le long de la ligne. Le rayonnement
électromagnétique direct des sources d'impulsions elles-mêmes ne contribue pas sensiblement
à l'établissement du niveau perturbateur. Dans ce cas, la longueur d'onde est grande
comparativement aux distances transversales entre conducteurs, et la ligne ne peut de ce fait
constituer une source de rayonnement efficace. Toutefois, un champ électrique et un champ
magnétique, associés à chaque composante spectrale de tension et de courant, se propagent
le long de la ligne. Etant donné l'atténuation relativement faible de cette propagation, le
champ perturbateur est déterminé par la superposition des effets de toutes les décharges
disséminées sur de nombreux kilomètres de ligne de chaque côté du point de réception. Il
convient de remarquer qu'au voisinage immédiat de la ligne, c'est le champ guidé qui
prédomine, alors qu'un peu plus loin, c'est le champ rayonné. Le passage de l'un à l'autre n'est
pas nettement tranché, et l'on ne connaît pas encore très bien le phénomène. Cet effet n'est
pas important aux basses fréquences, mais se remarque aux fréquences moyennes.
Cependant, pour des composantes spectrales supérieures à environ 30 MHz, les longueurs
d'onde sont voisines des distances transversales entre conducteurs de la ligne, ou même
inférieures à celles-ci, et, dans ce cas, les effets perturbateurs peuvent surtout s'expliquer par
la loi des rayonnements aériens appliquée à la source des perturbations, étant donné qu'il
n'existe pas de propagation sensible le long de la ligne.
Il convient, toutefois, de bien observer que la valeur de 30 MHz ne représente pas une
frontière très nette entre les deux mécanismes différents qui engendrent les champs
perturbateurs.
4.1.1.1 Propagation
longitudinale
Dans le cas d'une ligne monofilaire montée au-dessus du sol, on observe la propagation
simultanée d'une onde de tension U(t) et d'une onde de courant I(t).
Pour une fréquence donnée, les deux grandeurs sont liées par l'équation
U(co) = ZI(co) où
Z,
également fonction de w, est l'impédance d'onde de la ligne.
Durant la propagation, les ondes sont atténuées par un coefficient commun a
tel que:
Ux = Uoe–ax
ax
IX = /0e–
Uo et Io
étant les amplitudes à la source et x
la distance de propagation le long de la ligne.

C.I.S.P.R. 18-1 © I EC 1982 — 13 —

4. Radio noise from power lines

4.1 Physical aspects of radio noise

4.1.1 Mechanism of formation of a noise field

Corona discharges on conductors, insulators or line fittings or sparking at bad contacts can

be the source of radio noise as they inject current pulses into the line conductors. These

propagate along the conductors in both directions from the injection point. The various

components of the frequency spectrum of these pulses have different effects.

In the frequency range 0.15 MHz to a few megahertz, the noise is largely the result of the
effect of propagation along the line. Direct electromagnetic radiation from the pulse sources
themselves does not materially contribute to the noise level. In this case the wavelength is long
in comparison with the clearances of the conductors and thus the line is not an efficient
radiator. However, associated with each spectral voltage and current component, an electric
and a magnetic field propagates along the line. In view of the relatively low attenuation of
this propagation, the noise field is determined by the aggregation of the effects of all the
discharges spread over many kilometres along the line on either side of the reception point.
It should be noted that close to the line the guided field predominates, whereas further from
the line the radiated field predominates. The change-over is not abrupt and the phenomena
is not well known. This effect is not important at low frequencies but is apparent at medium
frequencies.
However, for spectral components above 30 MHz where the wavelengths are close to or less
than the clearance of the line conductors, the noise effects can be largely explained by aerial
radiation theory applied to the source of noise, as there is no material propagation along the
line.
It should be appreciated, however, that 30 MHz does not represent a clear dividing line
between the two different mechanisms producing noise fields.
4.1.1.1 Longitudinal propagation

In the case of a single conductor line mounted above the ground there is a simultaneous
propagation of a voltage wave and of a current wave 1(t).
U(t)
For a given frequency the two quantities are related by the expression
U(co) = ZI(co) where
Z, also a function of w, is the surge impedance of the line.
During propagation the waves are attenuated by a common coefficient a
where:
Ux = Uoe–ax
x = Ioe–ax
I
U0 and Io are the amplitudes at the source and x is the distance of propagation along the line.

— 14 — C.I.S.P.R. 18-1 © CEI 1982

Dans le cas de lignes polyphasées, l'expérience montre que tout système de tensions ou de

courants se déforme durant la propagation, c'est-à-dire que l'atténuation varie selon la

distance de propagation et diffère pour chaque conducteur. La théorie de la propagation et

les mesures réelles sur les lignes de transport ont montré que les tensions de perturbation sur

les conducteurs de phase sont constituées par un certain nombre de «modes», chacun d'eux

ayant des composantes sur chaque conducteur. L'un des modes se propage entre tous les

conducteurs en parallèle et la terre. Les autres se propagent entre conducteurs, chaque mode

étant affecté de sa propre atténuation de propagation. La théorie complète de la propagation

modale est complexe et implique des équations matricielles échappant au domaine couvert par

la présente publication. Nous invitons à ce propos le lecteur à consulter les publications de

la CIGRÉ et d'autres organismes. Il importe de souligner que l'atténuation de la propagation

du mode conducteur-terre est très forte, soit de 2 dB/km à 4 dB/km, alors que l'atténuation

des divers modes conducteur-conducteur n'est qu'une petite fraction de 1 dB/km à la fréquence
de 0,5 MHz.
4.1.1.2 Champ électromagnétique
Les tensions et les courants se propageant le long de la ligne produisent un champ
électromagnétique associé se propageant au voisinage de la ligne.
Il convient d'observer que, dans un espace libre, les champs électrique et magnétique
associés aux ondes électromagnétiques rayonnées forment un système orthogonal entre eux
et avec la direction de propagation. Le rapport de leurs amplitudes représente une valeur
constante:
S2
E(V/m) — 377
Hop/m)
que l'on appelle impédance intrinsèque ou impédance dans le vide.
D'un autre côté, les champs au voisinage de la ligne sont liés aux tensions et courants de
fréquences radiophoniques se propageant le long de la ligne, et leur rapport dépend de
l'impédance d'onde de la ligne pour les divers modes. En outre, les directions des champs
électrique et magnétique diffèrent de celles des champs rayonnés dans l'espace libre, étant
donné qu'elles sont largement déterminées par la configuration géométrique des conducteurs
de la ligne. D'ailleurs, la question se complique davantage du fait que les conditions du terrain
affectent diversement les images du champ électrique et du champ magnétique reflétées par
le sol.
au niveau du sol d'une ligne monofilaire, qui est la composante
Le champ électrique (E)y
verticale du champ électrique total, est donné par la formule approchée basée sur des
hypothèses simplifiées:
h
120 I
=
(
E y )
IZ 2 yz
+
h est la hauteur au sol du conducteur, en
où I représente le courant, en ampères, se propageant dans le conducteur,
mètres, et y la distance transversale également en mètres, mesurée entre un point directement au-dessous du
conducteur et le point de mesure.
En outre, pour une ligne monofilaire infiniment longue, la zone d'induction, ou champ
proche, a le même rapport simple entre les champs électrique et magnétique que le champ
lointain créé par un émetteur radioélectrique, soit 377 S2, et cela reste à peu près vrai pour
toutes les valeurs de conductivité du sol.
Dans le cas d'une ligne polyphasée, le champ électrique est la somme vectorielle des champs
individuels associés à chacun des conducteurs de phase. La question est traitée plus en détail
à l'article 9 de la Publication C.I.S.P.R. 18-2: Caractéristiques des lignes et des équipements
à haute tension relatives aux perturbations radioélectriques, Deuxième partie: Méthodes de

C.I.S.P.R. 18-1 © I EC 1982 15

In the case of multi-phase lines, experience shows that any system of voltages or currents

ation, that is to say, the attenuation varies with the distance
becomes distorted in propa g
propagated and it differs for each conductor. Theory of propagation and actual measurements

on power lines have shown that noise voltages on the phase conductors can be considered as

being made up of a number of "modes", each one having components on every conductor.

One mode propagates between all conductors in parallel and earth. The others propagate

between conductors. Each mode has its own different propagation attenuation. The complete

theory of modal propagation is complex and involves matrix equations outside the scope of

this publication. Reference is made here to CIGRÉ and other published works. It is important

to note that the attenuation of the conductor-to-earth mode propagation is fairly high, that

is to say 2 dB/km to 4 dBrkm, while the attenuation of the various conductor-to-conductor

modes is a small fraction of 1 dB/km at a frequency of 0.5 MHz.

Electromagnetic field
4.1.1.2
The voltages and currents propagating along the line produce an associated propagating
electromagnetic field near the line.
It should be noted here that in free space the electric and magnetic fields associated with
radiated electromagnetic waves are at right angles both to each other and to the direction of
propagation. The ratio of their amplitudes represents a constant value:
E(V
/m) — 377 f2
H(AIm)
and is called the intrinsic impedance or impedance of free space.
On the other hand, the fields near the line are related to the radio frequency voltages and
currents propagating along the line and their ratio depends on the surge impedance of the line
for the various modes. Furthermore, the directions of the electric and magnetic fields differ
from those for radiated fields in free space as they are largely determined by the geometrical
arrangement of the line conductors. The matter is further complicated by the fact that soil
conditions affect differently the mirror image in the ground of the electric and magnetic field
respectively.
at ground level of a single conductor line, which is the vertical
The electric field E(y)
component of the total electric field, is given by the approximate formula based on simplified
assumptions:
h
E(y) = 120 I +
h2 y2
y
is the current, in amperes, propagating in the conductor, h is the height, in metres, of the conductor and
where I
is the lateral distance, also in metres, from a point directly under the conductor to the measuring point.
Furthermore, for an infinitely long single conductor line, the induction zone, or near field,
has the same simple ratio of electric and magnetic fields as the far field from a radio
transmitter, that is to say 377 52 and this is approximately true for all values of ground
conductivity.
In the case of a multi-phase line the electric field is the vectorial sum of the individual fields
associated with each phase conductor. A more comprehensive treatment, together with
practical methods of assessing the electromagnetic field, is discussed in Clause 9 of C.I.S.P.R.
Publication 18-2: Radio Interference Characteristics of Overhead Power Lines and High

— 16 — C.I.S.P.R. 18-1 © CEI 1982

mesure et procédures de détermination des limites (à l'étude), qui contient également des

méthodes pratiques d'évaluation des champs électromagnétiques. La formule indiquée plus

haut est une version simplifiée valable pour D =
20 m et f = 0,5 MHz, D étant la distance,

en mètres, entre l'appareil de mesure et le plus proche conducteur de la ligne, et f la fréquence

de mesure. Pour des valeurs supérieures de D et de f, il sera nécessaire de prendre en

considération tous les paramètres affectant la formule.

4.1.1.3 Effet de superposition

Dans le cas de sources de perturbations uniformément réparties, le champ engendré par une

longueur unité de conducteur de phase peut être exprimé en n'importe quel point de la ligne

en tant que fonction de la distance longitudinale x
et de la distance transversale y, soit

E(y, x).
A une distance transversale y donnée,
E(y , x) = Eo(y) e–ax
Les impulsions aléatoires sur une longue ligne comportant des sources de perturbations
uniformément réparties s'associent pour former le champ total. Leur manière de s'associer
n'est pas unanimement admise. Certains chercheurs estiment qu'elles se combinent selon un
mode quadratique:
–2axdx
.fc.
Eô (y) e
E2(y) = 2
ou
Eo
E(y)
=
D'autres chercheurs prétendent que si l'on utilise un détecteur de quasi-crête pour mesurer
le champ, on s'aperçoit que les impulsions individuelles ne s'ajoutent pas les unes aux autres.
Enfin, un troisième groupe de chercheurs aurait enregistré des résultats s'insérant entre ces
deux extrêmes. Ce désaccord n'a d'importance que pour les méthodes de prédétermination
analytiques, et les résultats obtenus par les différentes techniques ne varient que de 1 dB ou
2 dB.
Dans le cas de lignes polyphasées, les calculs suivent le même principe, mais se compliquent
en raison de la présence de plusieurs modes, chacun de ceux-ci présentant un coefficient
d'atténuation différent. Une étude plus approfondie, accompagnée d'exemples de calculs, est
reprise à l'article 6.
4.1.2
Définition du bruit
La valeur instantanée du bruit varie continuellement et de manière aléatoire, mais sa
puissance moyenne sur une période suffisamment longue, par exemple 1 s, donne une grandeur
aléatoire stationnaire qui peut être mesurée. Une autre grandeur se prêtant à la mesure est la
valeur de crête ou la valeur de crête pondérée du niveau de bruit.

Un mesureur de bruit est essentiellement constitué par un voltmètre sensible et sélectif doté
d'une bande passante déterminée, et accordable. Lorsqu'il est raccordé à une antenne ou
à
un cadre, et correctement étalonné, il peut mesurer la com
...