架空输电线路超高树木临近时电场分布特征研究

架空输电线路下方存在树木十分常见,树木自然生长临近输电线路时,树木顶端可能会发生电晕灼烧现象,甚至会发生与输电线路间的闪络。为了保护线路和树木安全,通过仿真计算分析研究树木周围电场强度和影响因素是很有必要的。对不同树冠形状树木进行有限元分析,建立三维输电线路和树木模型,分析在110kV三相线路电场叠加下树木顶端附近电场分布情况,讨论了不同树冠形状、树木高度、树木位置、电源相角下树木周围合成电场分布规律。     

跨高铁架空输电线路空间电场扰动分析

高压线路的空间电场环境变化会带来严重后果:一方面,影响自身稳定运行,降低供电的可靠性;另一方面,带来生态影响,并损伤邻近结构。穿越架空输电线路的高铁速度快、体积大,为研究跨高铁输电线路空间电场扰动的影响,本文采用有限元分析的方法,建立线路-高铁的二维电场模型并仿真分析。结果可见,高铁穿过架空输电线路会使线路下方的工频电场产生畸变,线路正下方畸变程度最大,越靠近高铁畸变越明显;高铁通过线路下方并引起畸变时,线路的对地距离是一个重要的影响因素。因此,跨高铁对架空输电线路的空间电场扰动较大,需引起关注和采取必要措施。     

500 kV双回输电线路转角塔附近屋顶畸变电场分析

同塔双回输电线路转角塔附近的民房屋顶空间工频电场畸变严重,是制约输变电工程规划、设计和环保评价的重要因素。文中建立了500 k V双回输电线路转角塔附近空间工频电场的仿真模型,通过仿真计算与实测数据对比验证了模型的有效性,分析了影响屋顶电场畸变的因素,并按电场曝露限值标准推算房屋距线路的安全距离。研究表明,房屋距离线路的三维距离越近,电场越集中,房屋屋顶的曝露场强畸变越严重。房屋高度对电场的影响随距离增大而减小。最后给出了不同线路转角情况下转角塔附近不同高度房屋的安全距离,可为500 k V双回输电线路的工程规划、设计和环境影响评价提供参考。     

500 kV交流线路对并行±800 kV直流线路带电作业人员安全防护的影响

为确保交流500 kV和直流±800 kV并行输电线路的安全稳定运行,利用三维有限元模型和电磁暂态模型对混合线路中超特高压直流输电线路带电作业安全防护进行相关研究。通过体表电场、转移电流以及暂态能量3个方面对安全防护进行分析,计算结果表明：作业人员体表电场随交流线路相位的变化而变化,作业人员越靠近特高压直流输电线路,交流输电线路对体表电场影响越明显;相对特高压直流输电线路独立架设,混合线路中带电作业人员体表电场、转移电流幅值有明显升高,暂态能量值升高相对较小;建议混合线路中作业人员身穿合适的屏蔽服和屏蔽手套在距离导线0.4~0.5 m位置时进行电位转移工作。     

110kV输电线路复合绝缘子鸟粪闪络仿真研究

鸟害是影响输电线路安全运行的重要因素.为定量分析鸟粪在绝缘子附近滴落时的空间电场分布情况,对110 kV复合绝缘子鸟粪闪络开展仿真计算,研究不同因素对电场的影响.结果表明:鸟粪连续通道越长、距离绝缘子越近,发生闪络的概率越高;均压环的存在缩短了高、低压端之间的距离,会提高闪络概率;鸟粪滴落路径对闪络概率影响较大,当鸟粪与导线异面时闪络概率最低;最后结合仿真结果,提出新的鸟粪闪络防护范围,并对输电线路防鸟害工作提出了建议.     

直流输电线路中无人机巡检安全距离电场仿真分析

随着无人机在输电线路巡检工作中的大量应用,针对不同型号无人机在巡检过程中,出现巡检系统操控性明显降低,影响作业安全,特别是在直流线路附近时,此现象更为明显。本文仅从电场角度分析,通过建立直流输电线路模型,进行不同直流电压下直流输电线路中无人机巡检安全距离的电场仿真研究,并得出仿真结论。     

交流输电线下建筑物邻近区域电场分布及其影响因素研究

为改善交流输电线路附近建筑物邻近区域的电磁环境,建立了交流输电线路及其邻近建筑物的有限元仿真模型,计算了输电线路呼高、建筑物 材料以及建筑物楼层高度等因素对距地面1.5 m电场及屋内电场的影响,并对建筑物电场的畸变情况进行了分析。以电磁环境安全为目标,计算了不同 情况下输电线路与邻近房屋的安全距离。研究结果可为国内外高压交流输电线路工程优化设计、输电线路建设选址、沿线房屋拆迁等工作提供理论依 据。     

共走廊架设超/特高压输电线路电场分布及走廊优化研究

超/特高压线路共用走廊架设时,由于导线数目多,电压等级不同,所以影响电场分布的因素较多,为了分析超/特高压输电线路共用走廊架设时线路下方的电场分布,基于等效电荷法建立了共用走廊时工频电场的计算模型,利用Matlab编制计算程序,仿真分析了共用走廊时输电线路下方距离地面1.5 m处的电场分布。重点讨论了超/特高压输电线路的相序排列、接近距离以及导线最小对地高度对整个输电走廊电场分布的影响。研究表明超/特高压共用走廊时导线的相序排列和导线最小对地高度对场强最大值有较大影响,高场强覆盖区域与接近距离成线性增长关系。结合电磁环境评估标准,提出了超/特高压共用走廊架设时建议采用的相序布置,接近距离和导线最小对地高度。     

巡线直升机对500kV交流输电线路电场影响的仿真

电磁安全距离的确定是当巡线直升机靠近导线时确保操作人员安全的有效保证。为此,通过有限元软件的数值仿真,首先对输电线路模型进行简化并应用镜像法对简化模型的有效性进行验证。模拟直升机悬浮于500kV超高压输电线路附近时,对直升机处于输电线路不同位置及不同距离时机身附近电场的畸变情况进行计算。结果表明:无直升机时,输电线路周围空间电场强度与其到最近的导线的距离近似呈反比例关系;有直升机时,直升机上最大电场强度与直升机到最近导线的距离近似呈反比例关系,场强最大值点主要出现在机翼上,大小约为没有直升机时的6～10倍;当直升机在地线附近时,由于地线屏蔽作用使得直升机上电场强度较小,该电场不影响直升机日常巡线。通过直升机上最大场强与直升机到导线距离的关系,确定在不同电场强度限值下直升机巡线的安全距离,当限值为500kV/m时,安全距离约为2.2m。     

基于Maxwell有限元分析的高压输电线路安全距离研究

高压输电线路周围存在着很强的电场,人在其中会产生感生电流,导致不适甚至危及生命,因此确定高压输电线路的安全距离一直受到人们的普遍关注。本文采用Maxwell仿真软件,分别对10kV、35kV、110kV高压输电线路周围电场及人体模型进行有限元分析;生成高压输电线周围电场分布、人体感生电流分布等图形;并进一步对人体在高压电场中位置变化时的感应电压、空间场强变化等数据进行分析,提出安全距离建议。     

基于有限元软件COMSOL的电磁环境仿真研究

为了保障输电线路附近居民的安全,线路电磁环境分析至关重要。本文依托2016年国家电网公司设计竞赛工程,采用有限元软件COMSOL,通过对输电线路的电场、磁场及其标准限值进行分析,简化模型后,对依托项目场地原有线路、新建线路、两线路叠加时分别对周边环境下进行电磁场仿真分析,得到三种线路不同情况下是否在线路正下方及距离正下方一定距离处限制居民活动,以及建筑物距离线路水平距离需要满足的要求的结果。     

导线水平排列同塔四回线路跨越或邻近建筑物的安全距离

为推算水平排列同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了导线水平排列同塔四回线路跨越建筑物的最小垂直安全距离和最小水平安全距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路跨越民房的情况;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110kV、220kV、500kV同塔四回线路以及220kV/110kV、500kV/220kV混压同塔四回线路跨越建筑时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。     

330 kV输电线路防鸟害绝缘护套仿真分析及应用

为研究330 kV输电线路安装绝缘护套的防鸟害效果,采用Ansoft对330 kV线路复合绝缘子的轴向电位和电场分布进行仿真分析。结果表明:对330 k V输电线路而言,当绝缘护套厚度为1 cm、导线夹有效长度为50 cm时,防鸟害效果最佳;将导线、金具和均压环都包覆在内时,绝缘子高压端电场分布最优。最后结合仿真分析结果,对输电线路防鸟害绝缘护套的现场应用提出了建议。     

复杂地形不同电压等级架空线交跨的故障防范

输电线路在跨(穿)越交叉跨越物时需考虑各种因素对线路安全距离的影响。结合故障跳闸实际情况,对线路跳闸的原因进行了详细分析,并对事故责任及跨越措施的整改落实进行探讨。     

屏蔽线降低220kV输电线路附近民居超标工频电场的效果分析

笔者针对高压输电线路近区的建筑物空旷处超标工频电场,研究减弱工频电场的方案。以一条220 kV输电线路以及其近区高层建筑物为例,研究架设阳台处屏蔽线的屏蔽效果。文中首先通过实地测量和仿真分析高压输电线路近区的建筑物处电场污染情况。然后构建阳台处屏蔽线的模型,通过仿真软件分析改变屏蔽线的丝径、间隙;屏蔽线与阳台的水平、竖直距离;屏蔽线的封闭完整度对于屏蔽效果的影响。研究表明,在架设阳台处屏蔽线可有效地降低阳台处的工频电场,能够将电场下降到原先的30%以下。同时,采用丝径越大、间隙越小、离阳台边缘水平距离和竖直距离越远并且封闭架设的屏蔽线,其屏蔽效果越优。     

导线垂直排列同塔四回线路跨越建筑物时的安全距离

为推算同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500 kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了垂直排列同塔四回线路跨越建筑物的最小安全垂直距离和最小安全水平距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110 kV、220 kV、500 kV同塔四回线路以及220 kV/110 kV5、00 kV/220 kV混压同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。     

基于Ansoft的冰凌分布对绝缘子周边电场的影响研究

主要研究分析了线路绝缘子表面有冰凌分布时周边电场分布情况。利用有限元分析软件Ansoft Maxwell构建了线路绝缘子有限元计算模型。通过对线路绝缘子模型仿真分析,得出了绝缘子表面没有冰凌存在时周边电场的分布情况。接着通过仿真分析得出了冰凌的分布量、长度以及直径对绝缘子周边电场的影响规律。最后归纳总结,提出相应的优化建议,以提高电力系统运行可靠性。     

1000kV同塔双回输电线路带电作业技术试验研究

为配合1000 kV同塔双回输电线路的建设,提高输电线路带电作业的安全性和可行性,结合华东淮南-上海1000 kV输变电工程塔型、导线布置、人在塔上的作业位置等实际情况,对其带电作业方式进行了研究。在1:1的模拟杆塔上进行了带电作业典型位置的安全距离和组合间隙试验;同时,使用有限元方法对线路杆塔空间电场分布进行了仿真计算,并在真型塔上对带电作业人员处于地电位和等电位时人体的体表场强进行了测量。根据试验及计算结果,得到了在各种典型作业位置进行带电作业时的最小安全距离和组合间隙,总结了电场的分布特点并制定了相应防护措施。研究结果表明,1000 kV同塔双回输电线路的带电作业是安全的、可行的。     

输电线路巡检无人机电磁场避障与路径规划

目前巡检无人机与输电线之间的距离主要依据目视判断,存在巨大的安全隐患,而现有的安全距离判断方法各有优缺点,难以直接应用于无人机巡检。对此,基于有限元算法及Maxwell软件建立了500 kV架空输电线路的仿真模型,并对比分析了二维仿真模型与三维仿真模型的计算结果。计算结果表明,可以利用二维仿真模型代替三维模型进行电场分析。在此基础上提出了直接利用电场有效值、电场有效值与高度相结合2种方法来确定无人机飞行的安全距离范围,并在实际500 kV线路上进行了现场测试。测试结果表明,电磁场测距技术的实际最大误差不超过10%,可以满足工程应用需求。该方法可为输电线路无人机巡检距离控制、航向规划和安全避障提供参考。     

高压输电线路用复合绝缘子内部间隙电场分析

复合绝缘子芯棒与绝缘护套之间出现空气或液体间隙时,间隙周围电场会发生畸变,高场强区域将会出现局部放电,造成复合绝缘子的耐老化性能、机械性能降低。为了精确评估间隙存在对电场分布的影响,以FXBW4-110/100型号的输电线路用复合绝缘子为例,基于ANSYS仿真软件建立复合绝缘子三维有限元模型,分析存在空气或液体间隙时复合绝缘子内部电场的强度,研究间隙尺寸、位置对电场强度分布的影响规律。研究结果表明,空气或液体间隙处电场强度均会增大,液体间隙长度足够大时间隙周围电场强度会超过空气击穿场强,引起局部放电;间隙长度越大或距离导线侧越近,间隙内场强越大,对绝缘子造成的破坏也会越严重。