超高压架空输电线的工频电场及其影响一

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位系数"
导线电位采用相对误差公式
8#&@= ( "4@ *""@ 9=""D ""@
!!避雷线电位采用绝对误差公式
8#&@! ( "4@ *""@ 式中’"4@$""@分别 为 校 验 点 的 计 算 电 位 和 边 界 条 件 给 出的电位"当精度达 不 到 要 求 时#需 调 整 模 拟 电 荷 重
B! 导 线 排 列 方 式 的 影 响
图#给出了 ?""W; 带 避雷 线单回 线路的 # 种 不 同的排列方式’垂 直$正 三 角 形$水 平$倒 三 角 排 列#线 路 的 导 线 型 号 ’#‘PC)>#"",B?#避 雷 线 ’C)>(""
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重 庆 大 学 学 报!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""#年
!!""# 年 # 月 第 !( 卷 第 # 期
重庆大学学报 )*+&,-.*/01*,234,2 5,467&849:
! ! 文 章 编 号 !=""">?@!A"!""##"#>""=">"?
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超高压架空输电线的工频电场及其影响(一)"
封 滟 彦=!俞 集 辉=!!
J!大地 的 简 化" 假 设 大 地 为 良 导 位#电 位 为 零" 大地上的感应电荷#用 各 导 线 对 应 于 大 地 的 镜 像 导 线 等效代替"
!! 基 于 模 拟 电 荷 法 的 电 场 计 算 公 式
!:=! 模 拟 电 荷 和 匹 配 点 的 设 置 图 ! 为 单 回 三 相 输 电 线 路 水 平 排 列 情 况#图 中
图#!?""W; 单回线路的#种排列方式
按照!规范"中提 出 的 送 电 线 路 测 量 方 式#考 察 导 线下方 离 地 =’? S 处$两 边 相 导 线 向 外 延 伸 ?" S 之 间的水平范围的电场强度%图?是#种不同排列方式 下所得计算场强的分布图%
中 的 环 境 评 估 标 准 % 可 以 看 出 #导 线 采 用 倒 三 角 排 列 # 可以减小线路下 方 电 场$节 约 走 廊% 在 同 时 满 足 !==" !?""W; 架空送电线路设计技术规程"+?,和!规 范"的 要求下#可适当降 低 塔 高% 对 穿 过 城 镇 的 超 高 压 输 电 线 路 #采 用 倒 三 角 排 列 方 式 应 当 是 一 种 好 的 选 择 %
电线路下方电场强度的计算方法%重点分析了单回&多回 线路 在不 同 的 排 列 方 式&相 序 布 置 及 高 度 下!
对超高压架空输电线路工频电场分布 的 影 响#结 合 环 境 评 估 标 准!探 讨 了 如 何 布 置 线 路 有 效 地 减 小 电
场 % 最 后 从 环 境 保 护 的 角 度 !总 结 了 减 小 超 高 压 架 空 输 电 线 路 对 所 穿 越 地 区 影 响 的 方 法 及 措 施 %
!规范"推荐以#W;)S 作为居民区工频电 场 评价 标准%若该线路穿过 城 镇 居 民 区#它 作 垂 直 排 列 时 场 强高于#W;)S 的区域达="S 宽#显然它不宜于长期 居住#在该=" S 宽 区 域 范 围 内#一 般 不 允 许 有 住 房% 其余B种线路排列方式符合环境评估要求%
应指出的是*第# 排 列 方 式 中 三 相 导 线 置 于 同 一 塔 窗 内 #在 空 间 上 按 等 边 倒 三 角 形 布 置 #使 得 三 相 导 线 的几何均距等于相间距间%这是三相导线最紧凑的布 置形式 % +#, 倒三角排列线路与常规线路相比是一 种 紧 凑型输电%图?中虚 线 ? 是 导 线 呈 倒 三 角 排 列$对 地 高度下降万?方S数时据的场强 分 布 曲 线#它 仍 然 满 足!方 式 下 的 场 强 分 布
由图?可知#种排列方式下的场强曲线均为对称 分布%导线垂直排列&曲 线 =’和 倒 三 角 排 列 &曲 线 #’ 时#场强极 大 值 分 布 在 中 心 导 线 下 方(导 线 呈 正 三 角 形 $水 平 排 列 时 #场 强 极 大 值 分 布 在 两 边 相 导 线 下 方 附 近#分别为曲线!$曲 线 B% 按 本 例 中 给 出 的 线 路 垂 直 排 列 方 式 #场 强 的 极 值 最 大 #比 其 他 B 种 排 列 方 式 的 值 几 乎 高 出 = 倍 (倒 三 角 排 列 与 正 三 角 形 $水 平 排 列 方 式 相 比 #场 强 分 布 集 中 $高 场 强 区 分 布 范 围 较 小 %
图J!?""W; 同塔双回输电线路
%!$ ("$8 ’d"$; %!Z ("Z8 ’d"Z; %!0 ("08 ’d"0; ! ! 各 相 导 线 电 位 幅 值 以 额 定 相 电 压 的 =:"? 倍 计 算 (
<"$<(<"Z<(<"0<()线 9=:"?,$B ;)=*"
" 收稿日期!!""B>=!>!" 基 金 项 目 !教 育 部 科 学 技 术 重 点 项 目 &"!"?"’+重 庆 大 学 高 电 压 与 电 工 新 技 术 教 育 部 重 点 实 验 室 资 助 项 目
图 B! 模 拟 电 荷 及 匹 配 点 的 设 置
图B中设置 了 模 拟 电 荷 与 匹 配 点#模 拟 电 荷 ?N$ ?="$?J$?($?@分 别 是 避 雷 线 和 导 线 电 荷 ?=$?!$?B$ ?#$??对地的镜像电荷#二 者 电 量 大 小 相 等 符 号 相 反" 可见#只需在避 雷 线 和 导 线 表 面 分 别 设 置 匹 配 点 -=$ -!$-B$-#$-?#而 匹 配 点 的 电 位 即 是 导 线 的 电 位 "=$ "! $"B $"# $"? #其 中 "= M"! M"" !:!! 模 拟 电 荷 方 程 组 的 建 立
新计算"
!:#! 电 场 强 度 的 计 算 在计算场域内任取一点 7)E"#F"!#其合成场强为 ! ( )#@E8 ’d#@EG!)E ’ )#@F8 ’d#@FG!)F
式中’#E8 $#EG$#F8 $#FG 分 别 为 计 算 场 点 )E"#F"!电 场 E 分量的实部$虚部和电场F 分量的实部$虚部"
"=’重庆大学 电气工程学院!重庆!#"""B"#!’重庆大学 高电压与电工新技术教育部重点实验室!重庆!#"""B"$
摘!要!为了分析进入城镇的超高压架空输电线路对周 围环 境 的 影 响!基 于 模 拟 电 荷 法!建 立 了 超
高压架空输电线路"带避雷线$的工频电场数学模 型%以单 回三 相输电 线 路 为 例!介 绍 了 超 高 压 架 空 输
距离(5A@+为第+ 个镜像模拟电荷与第@ 个 匹 配 点 之 间
的距离(" 为匹配点的电位"
方程中%&&矩 阵 是 常 实 系 数 矩 阵#电 位 表 示 为 复
数B"M"8 ad"=#显然计算变量模拟电荷也应是复数量"
由模拟电荷 方 程 可 对 应 得 出 电 荷 电 量 的 实 部 和 虚 部
%$= 表 示 导 线 对 地 距 离#>=$>! 分 别 表 示 边 相 导 线$ 避雷线与中心线间距离"
图 !! 单 回 三 相 输 电 线 路
将模拟电荷设置在 以 等 效 半 径 为 873的 圆 柱 输 电 导 线 轴 线 上 #匹 配 点 设 置 在 该 导 线 的 表 面 %!&#如 图 B"
为无限长直与地面平 行 的 导 线!取 输 电 导 线 最 大 弧 垂 最低 点 为 导 线 的 离 地 高 度!其 产 生 的 电 场 为 平 行 平 面场"
B’输电 导 线 半 径 的 处 理)=*" 超 高 压 架 空 输 电 线 常采用分裂 导 线" 如 图 =!输 电 线 的 等 效 半 径 可 以 采
)7?=?= ’7?!?! ’7?B?B ’7?#?# ’7???? ("? 写成矩阵形式’
%&&%’&( %!& 式 中’’ 为 导 线 上 的 等 效 电 荷 线 密 度(7@+ M!=)#.,
) ! 5A@+ 5@+
#第+个模 拟 电 荷 在 第@ 个 匹 配 点 引 起 的 电 位
系数%B&(5@+为第+ 个模 拟 电 荷 与 第@ 个 匹 配 点 之 间 的
以 图 B 为 例 #依 据 场 的 唯 一 性 定 理 #应 有 如 下 模 拟 电荷方程’
万方数据
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