特高压交流输电线路工频磁场在人体内的感应电流密度计算分析

人体处于特高压输电线路附近时，输电线路的交变电磁场将在人体中产生感应电流，当感应电流密度超过一定限值后，人体由于吸收电磁场能量而发热并对神经细胞组织造成刺激或损伤，影响人体健康。采用三维涡流场的有限元分析方法计算了1000 kV输电线路下方工频交变磁场在人体中的感应电流，分析了人体感应电流密度的分布特点，以及影响人体磁场感应电流大小的主要因素。研究表明，在 1000 kV特高压输电线路工频磁场作用下，人体内感应电流密度远小于人体电流密度安全限值10 mA/m2。得出了磁场感应值不是1000 kV特高压输电线路最小对地高度的控制条件的结论。     

特高压交流输电线路下人体遭受辐射的评估

应用有限元分析方法计算了1 000 kV特高压交流水平输电线路下方人体模型内的感应电场效应,对比了输电线路下方人体双脚接触地面和人体双脚与地面绝缘2种情况下,人体模型内部感应电场强度和感应电流密度的分布;并计算了人体双脚与地面绝缘情况下,导线距地不同高度时人体模型内感应电场强度和感应电流密度的最大值。该研究结果以期能较真实地反映特高压交流输电线路下方人体遭受辐射的情况。     

高压交流输电线路曝露场强限值下人体感应电场和感应电流分析

人体处于高压交流输电线路下方时,会产生静电感应和电磁感应。当感应电压和感应电流数值过大时,会对人体造成伤害,为此国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)以及IEEE规定了人体在高压输电线路不同曝露情形下的曝露场强限值。首先运用有限元法,考虑人体对地绝缘和人体接地2种情况,分析了高压输电线路曝露场强典型限值下人体所产生的感应电压和感应场强的大小;接着利用解析法计算了不同曝露限值下的人体感应电流、感应电荷密度以及感应电流密度;最后将计算结果与ICNIRP导则给出的曝露限值进行了比较。结果表明,人体处于职业曝露限值场强10 kV/m下,人体内部最大感应场强为2.082×10-3 kV/m,感应电流密度为0.176 m A/m2,接近或低于ICNIRP导则规定的限值范围,不会对人体造成不适感。     

高压交流输电线路电场生态效应研究

为研究高压交流输电线路电场生态效应问题,通过对工频磁电场特性、生态效应及改善措施的分析,建立模型,计算电场中人体感应电流、人体内部电场强度及人体离子移动幅度.结果表明:高压交流输电线路产生的工频电场强度为4 kV/m时,通过人体的总感应电流为60μA,人体内部电场强度为0.176×10-3V/m,人体头部离子移动幅度为...     

高压交流输电线路电场生态效应研究

为研究高压交流输电线路电场生态效应问题,对其工频电场特性、生态效应及改善措施进行分析,并建立模型,对电场中人体感应电流、人体内部电场强度及人体离子移动幅度进行了计算。结果表明：高压交流输电线路产生的工频电场强度为4 kV/m时,通过人体脚部的总感应电流为60μA,人体内部电场强度为0.176×10^-3V/m,人体头部离子移动幅度为8.01×10^-12m。     

特高压单回交流输电线路工频电场计算

针对酒杯塔,考虑LG J-400/35、LG J-500/45、LG J-630/55、LG J-800/70四种型号导线,分裂根数分别为6、8、10、12四种情况,采用逐次镜像法计算单回1 000 kV交流输电线路导线表面电场强度和线路下方距地面1 m处最大电场强度。并结合已有文献标准,确定不同电场强度导线最低对地高度和线路走廊宽度。     

330kV高压输电线路对人体稳态电击的研究

利用有限元法分析人体站在330kV输电线路下方的稳态电击情况,仿真计算了试验线路下方铁棒的感应电流,将实际测量结果与有限元计算结果进行对比,误差仅为7.09%,验证了该方法的合理性。在有限元分析软件COMSOL Multiphysics建立330kV输电线路的三维模型和简化的人体三维模型,计算了人体感应电位、感应电流密度和表面畸变场强的分布,并定量地分析了绝缘状态、线路高度以及人体在线下的位置对场量的影响。     

我们周围的电场与磁场

问题24站立在高压架空输电线路下方的人会否感受到电场的存在?如问题22、23所述,站立于110～500kV电压等级高压输电线路下方的人,可能曝露于电场强度高达1～10kV/m的电场环境之中。在我国,500kV高压输电线路邻近居民区的离地面1.5m高度处,电场强度设计值控制在4kV/m以下(对220k     

500kV同塔双回紧凑型输电线路工频电场的计算及改善措施研究

由于我国电力工业迅速发展,建设了大量的超/特高压输电线路,其中500kV输电线路作为最主要的电压等级,业内对其造成的电磁环境问题广为关注,因此,深入研究500kV输电线路下方工频电场强度及其改善措施显得尤为重要。将国网湖南省电力有限公司管辖的某500kV同塔双回紧凑型输电线路工程作为研究对象,建立与实际比例相同的同塔双回紧凑型500kV输电线路计算模型,在基于模拟电荷法计算方法的基础上与矩量法相结合,完成了500kV工频电场的数值计算,分析了线路下方1.5m处工频电场分布情况,研究了架设屏蔽线(网)来降低线路下方工频电场强度的方法。为了找到最优的屏蔽线(网)架设方案,对屏蔽线架设高度、根数、水平位置等因素对电场改善情况进行了全面的分析。研究结果表明,距下相导线最低点越近,电场强度越大,最大电场强度约为4.54kV/m,以两塔之间线路中心点划定区域,在线路正下方长40 m、宽5 m的矩形区域内电场强度大于4kV/m的规定限值。考虑工程实际,在距导线中心8m的高度处架设一根屏蔽线,能将上述区域内的工频电场强度减少到4kV/m以内。若仍需进一步将工频电场强度减少50%以上,则建议最佳方案是在对地高8m,距导线中心0～2m内架设4～6根屏蔽线,或在改造成本允许的条件下架设屏蔽网。     

特高压同塔双回交流输电线路工频电场分析

采用逐次镜像法计算1000 kV同塔双回交流输电线路导线表面电场强度和线路下方距地面1m处最大电场强度,考虑了LGJ-400Y35、LGJ-500/45、LGJ-630/55、LGJ-800/70四种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12四种情况,根据一些文献给出距地面1m处场强控制指标计算了线路最低对地距离和走廊宽度.计算结果可给我国特高压交流输电线路设计工程提供参考.     

750 kV交流输电线下人体的工频电场效应分析

随着输电线路电压等级的不断提高,工频电磁场问题越来越受到人们的关注。分析了750 kV输电线路下简化人体模型的电场效应,构建了双手下垂、双手上举、撑伞以及行走的人体模型,比较了不同姿势下人体感应电场的分布情况。以双手下垂模型为例,研究了架空输电线离地高度对人体电场效应的影响。仿真计算结果表明,人体的存在会使其所在空间的电场分布发生畸变,人体姿势的改变会影响感应电场的分布情况,局部场强最大值总是出现在人体轮廓的尖端部位,导线离地高度越大,其下方人体的感应电场值越小。不同姿势下人体模型的局部场强最大值在允许的数值范围之内,750 kV超高压输电线路的工频电场不会对人体健康造成危害。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

特高压大跨越架空线路三维工频电场计算

1000kV特高压输电线路跨越江河时,线路的档距和弧垂均较大,为了解线路周围的电场确定线路最小对地高度,引入线性单元模拟电荷法,同时考虑铁塔的影响,根据悬链线方程建立了特高压大跨越线路的模型,采用三维电场的计算方法计算了线路周围的工频电场分布。三维电场方法与二维电场方法的计算和对比分析结果表明:对于特高压普通架空线路,采用二维电场方法与采用三维电场方法所得的计算结果基本相等,均可满足工程要求;对于特高压大跨越线路,采用三维电场方法计算可以更准确地反映大跨越线路的电场分布,提高工程的设计精度。     

1000kV/8 kA升流装置的研制

为施加1000 kV工作电压考核的设备(如气体绝缘套管、变压器及电抗器用套管、断路器、GIS、隔离开关等)提供额定工作电流,研制了100kV/8kA大电流升流装置,其绝缘水平与1000 kV输变电设备相同,长期额定工作电流8 kA,电流输出端口额定电压1.2 kV。在介绍大电流升流装置的设计思想(工作原理、组成、参数选择、本体设计、无功补偿及测量系统)的基础上,设计了不同结构电压传感器,为检验和研究1000 kV罐式CVT、电子式电压互感器创造了条件。     

1000 kV级交流特高压输电线路导线最小对地距离研究

导线最小对地距离的取值是特高压输电线路设计过程中需要考虑的关键因素之一。通过总结国外特高压输电线路的相关研究成果,结合我国超高压输电线路的设计经验,提出了把"最大地面电场强度限值"作为我国交流特高压线路导线最小对地距离的选取原则。基于逐步镜像法建立了特高压架空线下空间电场的数学模型,并按照不同区域地面电场控制指标的要求,通过计算确定了1000 kV级交流特高压单回和同塔双回输电线路导线在相应区域下的最小对地距离。研究了线路运行电压、相间距离、分裂导线结构、导体布置形式和双回路相序布置方式等因素对导线最小对地距离取值的影响规律。     

超特高压同塔4回输电线路工频电场强度的计算

通过对输电线路适当等效建模,应用模拟电荷法在输电线内部设置模拟线电荷,计算了超特高压同塔4回线路的导线表面电场强度和距地面1.5m处的工频电场强度,并与目前的特高压双回鼓型塔、单回猫头塔、单回酒杯塔和单回紧凑塔进行比较。结果表明,同塔4回线路的导线表面电场强度不高于其他塔型,同时地面工频电场强度要明显小于其他塔型。其理论依据为同塔的500kV导线屏蔽了1 000kV导线在地面方向的大部分电场。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度；计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度；分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求，电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律，无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。