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。     

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。     

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。     

基于逐次镜像法的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1000kV交流同塔双回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,根据一些文献给出地面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。     

有限元法分析特高压直流线路对人体的影响

为解决特高压直流输电线路对人体影响的问题,引入有限元的数值计算方法,计算了±800kV直流输电线路周围的合成电场和离子电流并建立了人体仿真模型以选取合适的人体介电常数。结果表明:站立时人体模型的最大电场强度为19.15kV/m,行走时的人体模型最大电场强度为18.193kV/m。最大电场强度均在头顶处,最大离子电流密度出现在脚部,下半身的离子电流密度大于上半身。综合考虑输电线路对人的影响、经济性和裕度的情况下,推荐了导线对地的平均高度,在居民区为22m,荒郊区为20m。     

特高压交流输电线路线下钢架建筑的感应电压、电流仿真分析

根据目前建成投运的1 000 kV榆横—潍坊特高压交流输电线路运行情况,线路下存在大棚等钢架结构建筑物时,其内钢架结构会产生很大的感应电流。为保证农业生产人员的安全工作,以钢架大棚为例,利用Ansys仿真软件建立了结合无限元的特高压交流双回输电线路计算模型,仿真计算线路下方钢架上产生的感应电压和感应电流大小。分析表明:利用有限元–无限元相结合的方法进行建模仿真,计算机的仿真效率提升明显;线路下方钢架结构建筑上的感应电压和感应电流密度受线路运行电流等级、钢架与线路轴线距离的影响较大;线路架设高度对感应电压和感应电流的影响随着钢架距离线路轴线距离的不同呈现出不同变化;综合考虑线路架设成本和输电效率等因素,建议将线路设计在距离建筑70 m以外。     

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。     

特高压直流输电线路合成电场强度对人体影响分析

针对特高压直流输电线路所引起的电磁环境问题,使用ANSYS软件建立了接近人体形状的人体模型。利用该模型,以四川向家坝到上海奉贤的±800 kV特高压输电线路为例,仿真了考虑人体对地绝缘和人体接地两种情况下人体内部电场强度分布,并在此基础上,利用APDL语言编写程序计算了人体距离输电线路不同距离,以合成电场强度对人体电场的影响。计算结果表明:人体对地绝缘和人体接地时,最大电场强度值均出现在腋下,分别为27.9 mV/m和13.6 mV/m;随着距输电线中心不同距离的变化,人体内部最大电场强度变化呈抛物线形式变化,最大值出现在距输电线中心的18 m处,为650 mV/m,略高于国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-ionizing Radiation Protection,ICNIRP)规定的人体在高压输电线路不同曝露情形下的曝露电场强度限值,而在此距离时头部的电场强度为110 mV/m,则处于ICNIRP规定的限值范围内。     

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...     

交直流并行输电线路地面混合电场的计算及试验研究

针对交直流并行输电线路下方地面混合电场的特性,对交直流电场的相互影响作了分析,并对单根交流导线和单根直流导线形成的混合电场进行了试验研究。采用了基于Deutcsh假设的计算方法,对试验模型的地面混合电场进行了理论数值计算,试验结果与理论计算的结果相吻合,验证了该算法的有效性。最后,计算了实际的特高压交直流并行输电线路的地面混合电场,并与忽略交直流电场相互影响的计算结果进行对比,得出了交流线路的屏蔽效应将使地面直流离子流电场强度减小等结论。     

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.     

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。     

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.     

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。     

同塔双回输电线路工频电场强度抑制措施

从线路下方工频电场强度的计算原理出发,提出了输电线路下方工频电场强度的抑制措施。对工频电场强度的计算结果表明,通过提高导线高度、优化相序排列、增加屏蔽线和减小相导线等效对地电容均可降低地面的工频电场。     

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。     

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。     

接地金属网对高压输电线路下方工频电场强度及感应电压改善的研究

为解决高压输电线路附近民房由于工频电场而产生感应电压的现象,提出采用接地金属网来减小民房内工频电场强度以及居民房内不良接地导体的感应电压。采用高密度板制做的木盒子模拟居民房,分别在人工气候室内和湖南省内某500 kV和220 kV交流输电线路下方进行试验,并采用CDEGS电磁计算软件进行计算,试验结果与计算结果表明,接地金属网可有效减小高压输电线路周围居民房中的工频电场强度和感应电压。     

不同运行方式下特高压直流输电线路的地面电场与离子流分布

以向家坝—上海±800 kV特高压直流输电线路工程为背景,针对特高压直流输电线路可能存在的4种运行方式,计算和分析了上述输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后特高压直流输电线路产生的电磁环境问题。结果表明：在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足标准要求;并联导线带有相同极性的高电压,同性排斥作用既加强了地面电场强度,又增加了离子流密度,因此单极–双导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大,应在实际工程中尽量避免采取这种运行方式。