短时大电流入地时管道阻性耦合电压计算方法研究

交流架空输电线路与钢制埋地管道共用走廊资源的现象越发频繁,短时大电流入地时产生的阻性耦合电压将会严重加速管道腐蚀。为量化计算埋地管道阻性耦合电压,文中提出一种基于CDEGS仿真模型的计算方法。首先建立大电流入地仿真模型;其次给出工频电流接地时管道阻性耦合电压的计算方法,并分析电流幅值、土壤电阻率以及电流入地点离管道最近点的距离对管道阻性耦合电压的影响;最后给出雷电流入地时,计及频率的管道阻性耦合电压的计算方法以及基于时频转换的电压最大值计算方法,并分析雷电流幅值、雷电流入地点离管道最近点的距离、土壤电阻率以及雷电流经多杆塔入地对管道阻性耦合电压的影响。     

特高压单回线路正常运行时对平行埋地油气管道的电磁影响

建立特高压交流单回输电线路与埋地油气管道平行接近时,前者对后者的电磁影响模型,并利用CDEGS软件进行仿真计算,得到单回交流特高压线路正常运行时,相邻长距离埋地油气管道耦合电压、泄漏电流、纵向电流的沿线分布规律。研究表明:最大耦合电压随着管道与线路间距、导线高度的增加而减小,随着涂层电阻率、负荷电流的增加而增大。石油沥青防腐层管道与三层PE防腐层管道分别与特高压单回输电线路保持200 m、500 m间距时,任意平行长度的管道最大耦合电压均在60 V以下。     

特高压线路短路故障时对平行油气管道的电磁影响

电力线路发生短路故障时会对邻近的油气管道产生感性耦合和阻性耦合影响。基于实际的特高压交流输电线路工程参数,建立了特高压线路在单相短路接地的情况下,对平行地下油气管道电磁影响的模型,利用CDEGS软件进行仿真计算,得到了线路故障时相邻长距离油气管道的耦合电压、入地电流和纵向电流沿线分布规律。研究了管道与线路平行距离、平行间距、土壤电阻率、管道防腐层电阻率、埋深、导线高度等因素对耦合电压的影响,比较分析了影响的程度与产生原因,并给出了典型特高压线路与管道最小间距推荐值。     

输电线路短路电流对埋地管道电位抬升及抑制方法研究 已排

针对城市中输电线路与埋地油气金属管道临近问题,通过建立架空导/地线-杆塔-接地网-埋地管道一体化电磁场计算模型,综合考虑导线和避雷线对金属管道的感性耦合影响以及杆塔入地电流对管道的阻性耦合影响。基于此模型研究土壤电阻率、临近距离、管道参数、交叉跨越角度以及不同供流方式对金属管道电位、防腐层耐受电压的影响规律,并开展管道电位抬升的抑制方法研究,可以为输电线路发生接地短路故障时临近燃油（气）管道安全防护提供指导。     

淮南～皖南～浙北～沪西1000kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流仿真分析

用EMTP仿真计算了淮南～皖南一浙北～沪西1000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流,并对架空地线上的感应电压、电流的影响因素进行分析.具体仿真计算得出大、小运行方式下不同运行状况的特高压同塔双回线路架空地线的感应电压、电流的幅值.分别仿真分析了相序排列、地导线间距、线路负荷以及绝缘地线分段长度等因素对架空地线感应电压、电流的影响.研究结论可为特高压输电线路检修与带电作业,以及感应电压、电流的利用等方面的工作提供借鉴.     

淮南～皖南～浙北～沪西1 000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流仿真分析

用EMTP仿真计算了淮南～皖南～浙北～沪西1 000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流,并对架空地线上的感应电压、电流的影响因素进行分析。具体仿真计算得出大、小运行方式下不同运行状况的特高压同塔双回线路架空地线的感应电压、电流的幅值。分别仿真分析了相序排列、地导线间距、线路负荷以及绝缘地线分段长度等因素对架空地线感应电压、电流的影响。研究结论可为特高压输电线路检修与带电作业,以及感应电压、电流的利用等方面的工作提供借鉴。     

特高压交流输电线路正常运行对埋地油气管道电磁影响及防护措施研究

中国电力和油气输送网络发展迅速,为了研究特高压交流输电线路正常运行时对埋地油气管道电磁影响,针对皖电东送特高压输电线路和川气东输管道进行了建模仿真。结合走廊规划和实际工程参数,采用CDEGS建立了1 000 kV交流输电线路与埋地油气管道交叉和平行的仿真模型。针对输电线路单回运行和双回运行,仿真研究了平行交叉段管道干扰电压及交流电流密度分布,并给出了应用固态去耦合器的裸铜带敷设的防护措施,降低管道交流干扰电压。结果表明:输电线路正常运行时,油气管道会产生中度交流腐蚀影响;管道应用固态去耦合器与裸铜带接地,能够有效降低管道干扰电压,并较小交流腐蚀的可能性。该研究成果对特高压输电工程和油气管道的安全运行具有重要的实际工程价值,并可为相关工程设计提供一定参考。     

覆冰状态下架空输电线路模型参数变化分析

架空输电线路的覆冰灾害一直都是困扰输电线路的重要问题,线路覆冰后,其等效的模型参数将发生变化。根据导线覆冰的种类和导线外层覆冰的时空特点,通过电磁场的相关计算,对覆冰架空输电线路的单位阻抗和导纳参数进行了修正。根据架空线路模型的建立方法,分析了考虑分布参数时不同电压等级和长度的架空输电线路的等效模型,在理论上得出了覆冰后架空输电线路更加精确的模型参数。     

500 kV架空输电线路感应电仿真计算方法

分析了500 kV架空输电线路感应电产生的原因,提出了采用计算机仿真来求感应电压和电流大小的方法.仿真结果表明,500 kV输电线路的感应电压计算,可以仅考虑静电感应产生的耦合,而忽略电磁感应.仿真计算结果符合实际情况,该方法计算简单实用,易于推广.     

500 kV同塔双回输电线路下平行排列油气管道上的感应电压和感应电流仿真分析

高压输电线路下方存在平行油气管道,静电感应和电磁耦合产生的感应电压和感应电流会加速管道的腐蚀。文中利用ATP/EMTP仿真软件建立了同塔双回输电线路模型和输油管道的仿真模型,考虑了线路运行电流大小、平行管道长度、土壤电阻率大小、杆塔呼称高度以及管道偏离杆塔中心线距离等因素对感应电压、感应电流分量的影响。研究结果表明:油气管道上的静电感应分量主要受平行金属管道长度、杆塔呼高度和管道偏离杆塔中心线距离的影响;管道上的电磁感应分量主要受运行电流的大小、平行金属管道长度、土壤电阻率的大小、杆塔呼称高度以及管道偏离杆塔中心线距离5个影响因素共同的影响。得出的结论可以为油气管道防腐蚀提供参考。     

Transient analysis of inductive induced voltage between power line and nearby pipeline

Among the available literature on electromagnetic interference between high voltage power lines and nearby pipelines, the topic of transient induced voltage on the pipelines are rarely discussed. Fault in high voltage transmission systems is usually cleared in several cycles, sometimes even before the fault current reaches the steady state. This paper proposes an analytical approach for calculating the transient induced voltage and current on a pipeline due to inductive coupling using a circuit model. A numerical example is studied to demonstrate the waveforms of transient induced voltage and current on the pipeline. Simulation results show that the transient peak of the induced voltage is greater than steady state values. Therefore, it is necessary to study the induced voltage and current during the transient period.     

中压配电网载波通信卡式电感耦合器耦合模型

为满足载波信号在中压配网电缆线路的耦合通信要求,需要高耦合效率的卡式电感耦合器。提出一种中压配网载波通信卡式电感耦合器耦合模型,并对其耦合效率进行了分析。首先在卡式电感耦合器结构型式及电缆线路结构特征基础上,分析卡式电感耦合器的耦合机理。然后结合罗氏线圈与松耦合变压器模型,推导卡式电感耦合器的耦合数学模型,修正卡式电感耦合器互感系数。并利用ansoft电磁软件搭建仿真模型,验证所推导的卡式电感耦合器耦合数学模型的正确性。最后利用耦合器数学模型及仿真模型,分析卡式电感耦合器不同影响因子:耦合器磁环气隙、磁环相对磁导率、绕组匝数以及耦合器骨架尺寸对电缆侧电压耦合效率的影响。仿真结果与计算结果均表明,所提耦合器数学模型能够准确地反映耦合器的耦合情况,为电力线载波技术在智能配电网中的实用化提供了较好的分析方法和理论依据。     

基于改进Agrawal模型和FDTD法的感应雷过电压算法

为了计算架空配电线路雷电感应过电压,利用Nucci提出的雷电回击通道模型(MTLE模型),计算雷电回击电流产生的空间电磁场,采用Cooray-Rubinstein公式计算大地电导率影响的水平电场分量,并改进Agrawal场线耦合模型,建立架空配电线路雷电感应过电压方程,基于时域有限差分(FDTD)法,计算10 kV架空线路的雷电感应过电压数值。结果表明,大地电导率对计算结果影响较大,大地电导率使线路上的感应电压幅值降低接近20 kV;不同回击传播速率也影响感应雷过电压的数值。定量计算雷电感应过电压,需要分析各种因素对计算感应雷击过电压的影响,完善计算方法,保障计算准确性,使理论与计算方法适用于实际的配电线路防雷设计,提供有价值的参考依据。     

地下管线对通信电缆的屏蔽效应计算方法

提出了一种同时考虑感性耦合和阻性耦合时的地下管线对通信电缆的电磁屏蔽模型,以管线节点电流代替管线单元电流进行插值,改进了传统电磁屏蔽效应计算方法,在此基础上,进行了地下管线对地下通信电缆的电磁屏蔽系数计算,探讨了屏蔽保护的规律,计算结果表明,管线粗细和端接阻抗将明显影响屏蔽保护效果。     

交流输电线路对输油输气管道电磁影响的限值

分析了交流输电线路对输油输气管道电磁影响涉及的主要问题,总结分析了国内外相关标准,提出了限制交流输电线路对输油输气管道电磁影响的建议,包括：交流输电线路正常运行时和接地故障时的人体安全电压限值、交流输电线路发生接地故障时的管道安全电压限值、管道阴极保护设备正常工作时的电压限值和管道泄漏电流密度限值。     

基于电磁-热耦合场的架空输电线路载流量分析与计算

架空输电线路的允许载流量是保证其安全运行的重要参数之一。根据架空输电线路产热和散热的特点,建立了架空导线的磁场-温度场耦合二维有限元分析模型,确定电磁-热耦合场分析的边界条件,求解得到了架空输电导线内部电磁场分布。将得到的焦耳热损耗作为热源耦合至热场模型进行计算,并采用数值迭代法求解得到架空输电导线的允许载流量。此外,基于该仿真模型通过仿真分析得出了不同外部环境因素对架空输电线路载流量的影响规律。该研究成果可以为架空输电线路的热分析和载流量计算提供一定的参考。     

地下通信电缆外套金属管道与附近铺设屏蔽线屏蔽效果的比较

提出了一种同时考虑感性耦合和阻性耦合时的地下导体电磁屏蔽的计算模型,利用该模型进行了地下金属管道对其内通信电缆和屏蔽线对其附近通信电缆的电磁屏蔽计算。计算结果表明,不仅从感性耦合的屏蔽效果考虑,则金属管道和屏蔽线对地下通信电缆屏蔽保护效果基本相同;从阻性耦合影响和对防雷影响的屏蔽效果考虑,则套装金属管道的效果要优于敷设屏蔽线。     

UHV交变电场在人体中感应电流计算分析

为研究1000 kV特高压(UHV)架空线路工频电磁场对人体健康及环境的影响,计算了人体位于UHV线路下方时,交变电场在人体内的感应电流及其影响因素和线路最小对地高度。探讨了设计规程中高压线路最小对地高度应保证线路下方距地1m高处的电场强度<10kV/m的合理性。结果表明,人体的电导率和介电常数的大小对工频电场在人体内感应电流密度的大小并无明显影响;按照线路下方距地1m高处的最大电场强度<10kV/m的原则来确定UHV线路的最小对地高度,感应电流密度不会超过安全值。     

1000kV交流输电线路单相短路对输油输气管道电磁影响的工程计算方法(英文)

There will be more and more AC transmission lines near oil/gas pipelines in the future.So in order to determine the safe distance between them,simple and effective methods are required for engineers to efficiently evaluate the electromagnetic effect on oil/gas pipelines due to faults of AC transmission lines.In this paper,an easily handled fitting formula is obtained based on multiple calculation results,which is the maximum voltage on the pipeline anticorrosive coating produced by 1 000 kV AC transmission line under single phase ground fault.Although the calculation results obtained from the fitting formula differ from those gained by precise calculation with softwares,the verification of the formula shows that it is applicable for engineering calculation.This research could be applied to evaluate the electromagnetic effect of 1 000 kV AC transmission line under single-phase ground fault on nearby pipelines,as well as to determine the safe distance or the maximum parallel length.