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。     

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。     

地形对1000kV交流输电线路地面工频电场的影响分析

工频电场是1000 kV交流输电线路电磁环境影响的重要因素之一,容易受多种因素的影响。为准确掌握地形对其影响规律,基于镜像法并结合优化模拟电荷法,提出了可用于起伏地形下工频电场计算的方法,其有效性得到了实测数据的验证。利用该计算方法对1000 kV交流输电线路在不同地形及起伏角度情况下的工频电场分布进行仿真分析,结果表明:起伏角度越大,工频电场的分布畸变越强;凹形地形靠近地面的两个拐角和凸形地形顶部的两个拐角会增大工频电场,而对应的另外两个拐角对工频电场有一定的抑制作用。该方法及相应的仿真分析结果可为1000 kV交流输电线路经过起伏地形时线路规划设计从电磁环境角度提供技术参考。     

超高压线路下方畸变电场测量与计算研究

由输电线路跨越居民区而引起的电磁环境问题越来越受到关注,因此民房附近工频畸变电场的测量与计算成为研究重点。目前对房屋周围畸变电场研究多侧重于理论计算,而实际测量主要针对单一分量,且工频探头距房屋有效测量距离并不明确。本文采用EFA-300电磁场分析仪对某条500k V超高压输电线路附近房屋周围各个分量的工频电场进行测量,并通过ANSYS软件进行3D建模分析,其仿真结果与测量结果比较吻合,验证了测量与计算的有效性。基于仿真结果总结了房屋附近工频畸变电场的分布特征,并通过结果对比发现该房屋没有良好接地,存在安全隐患。多次研究结果显示该三维电场测量仪的有效测量位置应距房屋表面0.5m及以上。     

考虑复杂地势的交流超高压输电线路电场

为研究超高压输电线路穿越复杂地势的工频电场,采用有限元法,根据悬链线方程求杆塔等高的输电线弧垂,构造不同地势的数学模型,建立500k V超高压交流输电线的计算模型,进行电场计算分析。500k V交流输电线下电场可近似垂直于地面,同相序双回路输电线的工频电场关于输电线路中心轴对称,随着距中心距离增加而减小。同一位置的电场在不同地势情况下不同,线路中心正下方距地1.5m处的电场在水平地面时最小,凹形地面时最大。此种考虑地势的计算模型大大提高了工频电场计算的准确性,对非平原地区输电线的电场研究具有一定的借鉴意义。     

交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析

为减小共用走廊高压输电线路的地面工频电场使其达到最低水平,研究了走廊内输电线路相序排列方式与地面工频电场的关系,得到了使输电线路走廊中部区域地面工频电场最小的最优相序排列方式。通过对地面工频电场空间矢量分布和相导线电压相位关系的分析,给出了此最优相序排列规律的物理解释。采用典型参数建立了各回导线不同布置条件下共用走廊输电线路地面工频电场计算模型,计算了不同相序排列方式下走廊中部区域地面工频电场最大值;找出了中部区域最大值极小时的线路相序排列方式,验证了该最优相序排列方式的正确性与适用性。最后,结合已有相关研究成果,提出的共用走廊高压输电线路最优相序排列方式,为各同杆双回线路均逆相序排列,且在走廊中部区域非同杆各回线路靠近走廊内侧(或距地面最近)的相线间相位应相差120°、中间导线间相位应相同,为实际工程提供指导。     

特高压交流同塔双回输电线路邻近建筑物时畸变电场研究

为了解特高压交流输电线路邻近建筑物时畸变电场,采用有限元法计算了1 000kV交流同塔双回输电线路邻近不同结构和材料建筑物时的工频电场。首先建立了含弧垂导线、钢架和空气场域的计算模型和有限元模型;然后计算分析了钢架附近地面、阳台和屋顶的工频电场,通过与实验模型比较验证了计算方法的有效性;最后分析了钢筋和砖土材料房屋楼顶的畸变电场,比较了2种房屋是否开窗时阳台和室内的场强。结果表明,有限元法可有效计算建筑物周围的工频电场;靠近导线侧房屋棱角及棱边附近工频电场畸变较大,钢筋和砖土房屋楼顶棱边中心处畸变电场分别为10.40kV/m和6.02kV/m,较不存在房屋时分别畸变了123.18%和29.18%;砖土材料对室内电场屏蔽效果较差,其一层室内最大场强可达4.82kV/m;开窗会使钢筋房屋阳台处电场从32.2mV/m增大到1.95kV/m,但砖土房屋阳台电场变化较小。     

应用三维频域电场计算方法确定高压输电线路铁塔ADSS光缆的悬挂位置

介绍了将三维频域电场计算方法应用于高压输电线路铁塔附近三维工频电场计算，通过对500kV输电线路6种不同铁塔结构附近的三维工频电场分布的测量，确认了所用方法的有效性。应用上述方法对河北南网220kV输电线路10种和110kV输电线路18种不同铁塔结构附近的三维工频电场进行了详细计算和分析，获得了各种铁塔附近三维工频电场的空间分布，找出了适于ADSS光缆悬挂的低场强空间。该研究成果已用于指导河北南网多条高压输电线路铁塔ADSS光缆悬挂位置的选择。     

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。     

500kV输电线路邻近和跨越民房的试验研究

本文给出了500kV线路邻近或跨越民房时,房屋周围电场变化的规律、房屋对周围电场的屏蔽范围和其所在位置的关系,以及屋顶和阳台上的等效场强和未畸变场强的关系。建议有房屋处未畸变场强暂取3kV/m。并提出了几种降低工频电场的简易措施.     

500kV超高压输电线下山坡周围工频电场分析

在输电线下电场的计算中,普遍将输电线下地面视为平地,而忽略了不规则地面对输电线下电场计算的影响。为此建立了山坡周围工频电场的计算模型,基于模拟电荷法分析了平地及山坡表面的电场分布,并分析了影响山坡周围电场分布的因素。研究表明,山坡对输电线下电场分布有明显影响,电场在靠近山坡坡脚处逐渐减小,在随着山坡高度的增加而逐渐上升,在坡顶处电场发生畸变。山坡的角度、高度、输电线与山坡的相对位置及输电线的剖分密度对其周围电场计算都会产生影响,角度越大,高度越高,在山坡顶部电场的畸变越明显。输电线与山坡之间的夹角越大,在坡脚处电场减弱的趋势越明显。     

超高压输电线工频电场计算的矩量法和表面电荷混合法

结合矩量法和表面电荷法各自的优点,提出一种用矩量法—表面电荷法相结合的混合算法来计算复杂场景下超高压输电线工频电场的分布,通过综合考虑输电线路的弧垂、分裂导线等因素,建立了复杂场景下超高压输电线的三维模型,并进行了相应的计算。结果表明:该混合法具有提高计算速度,减少占用内存和避免模拟点电荷设置等优点。对于所述的树状物模型,树状物对其下方离地1.5 m处工频电场起屏蔽作用。树状物尺寸参数的变化对其下工频电场分布影响明显,树冠半径越大其屏蔽范围越大,树干高度越高其屏蔽强度越弱。相间距和输电线高度的变化对电场值基本无影响。混合法可为高压输电线路在复杂场景下工频电场分析提供重要的参考。     

超高压输电线路在复杂场景下工频电场的分区域算法

在超高电压等级情况下,输电工程引起的电磁环境问题备受关注。在模拟电荷法的基础上提出分区域算法,将超高压输电线路在复杂场景下的计算区域划分为2个子区域,并在虚拟边界面设置模拟电荷作为子区域间的耦合条件。通过对双回输电线路下存在建筑物时的工频电场进行实例计算,结果验证了该算法的正确性和有效性,由效率对比可知分区域算法在保证精度的前提下能有效提高计算速度并减少计算内存。利用分区域算法对输电线路下存在树状物时的工频电场进行计算,计算结果与理论分析结果一致。可见,分区域算法在复杂场景下超高压输电线路的电场计算中有较好的应用前景。     

基于有限元方法500kV交流输电线路表面电场强度的研究

本文基于有限元方法详细讨论了500 kV交流输电线路导线表面电场的分布规律,并定量分析了线路参数及导线表面特性对导线表面最大电场强度的影响.结果表明,线路采用多分裂、大截面、倒三角布置方式,可以降低导线表面电场强度;不光滑导线将导致导线表面电场增大.     

我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境

介绍了前苏联、日本和美国的特高压输电线路的研发简况、国外解决工频电磁环境问题的不同做法以及我国解决500kV线路工频电磁环境的措施.在相导线对地距离和输送电流相同的条件下,对国外已研发的三种特高压输电线路和作者建议研发的紧凑型特高压输电线路的工频电场和磁场分布进行了计算和比较,所得分析结论可为我国特高压输电线路的相导线布置选型提供参考依据.     

特高压输电线路工频电场的仿真研究

针对特高压输电线路分裂导线等效半径较大的特点,在建立特高压输电线路分裂导线模型的基础之上,基于边界元法对单回平行排列、同塔双回、紧凑型及单回酒杯塔型4种不同的输电线路分裂导线表面及线下距地1 m处的工频电场进行了计算。结果表明,针对我国复杂的地理条件可以采用不同的导线分布模式,其中紧凑型输电方式不仅可以改善线路下电磁环境,而且还可大幅减少输电走廊的宽度。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

三相传输线产生的旋转电场

为了解三相传输线电场的旋转特性,在计算三相传输线电场的基础上分析了它的旋转规律。首先按无限长平行细长导线推导空间任意点电场强度的表达式,并针对等边三角形排列的三相传输线给出三角形中心、三角边中点、三角形外接圆上等位置点的具体表达式,它们分别显示圆、椭圆、直线等几何轨迹;然后用数值方法计算了任意三角形排列及直线排列的三相传输线电场,绘制其几何轨迹。计算结果显示三相传输线产生椭圆旋转电场,传输线周围分为旋转方向相反的两区域,其分界线上的电场是直线脉动的。传输线三角形排列时分界线是三角形的外接圆;直线排列时分界线是其连接直线。电场的旋转特性会对无向电场测量结果产生一定影响。     

超高压线路工频电场超限值对策的研究

针对日益增多的超高压线路引起的环境问题,研究了超高压线路工频电场超限值对策。通过对现有的和采用屏蔽措施后的地面电场强度分布、屋顶场强分布分别进行仿真计算分析和模拟试验,确定出架设屏蔽线和接地围栏两种屏蔽方案;根据屏蔽方案在现场采取屏蔽措施,在500kV线路下边相外架设1根屏蔽线,高度11m,水平距离距边相2m,试验结果表明屏蔽后场场强降低了35%。     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。