500kV超高壓輸電線路的工頻電場分析

摘要：超高壓輸電線路既是一個工頻電磁污染源，又是一個射頻電磁輻射污染源。近年來由其產(chǎn)生的影響已引起社會各方面的廣泛關(guān)注，并且由此引起的環(huán)境投訴與糾紛也越來越多。為估算出超高壓輸電線路下方的電場分布情況，采用了等效電荷法的計(jì)算模型，并簡要介紹了有無架空地線兩者之間的區(qū)別。通過MATLAB仿真軟件對某一實(shí)際500kV輸電線路的電場進(jìn)行仿真，分析了其周圍電場特性。針對輸電線路是否投運(yùn)，提出了幾種不同的降低輸電線路周圍電場強(qiáng)度的方法，可為降低500kV輸電線路工頻電場的實(shí)施措施提供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路；工頻電場；等效電荷法；限值；屏蔽

Analysis for Power Frequency Electric Field of 500kV ehv Transmission Lines

YONG Hong1，HU Yan2

(1. College of Electrical Information Engineering，Changsha University of Science and Technology，

Changsha 410114，Hunan#8226;China

2. Henan Yucheng Power Supply Company Limited，Yucheng 476300，Henan#8226;China)

Abstract: Ehv transmission line is a pollution source consist of both power frequency electromagnetic and radio frequency electromagnetism radiate. In recent years， the effect caused by it has aroused wide attention from all sectors of society， and in the meantime， with complaints more and more. Calculation model called equivalent electric charge is used to estimate the distribution of electric field below Ehv transmission lines， besides， difference between with aerial landlines or not are also briefly introduced. Through the simulation of MATLAB software for a practical 500kV transmission line， its surrounding electric field characteristic is analyzed in the paper. Aiming at ehv transmission lines whether be into operation or not， it puts forward several different ways to reduce electric intensity， and it can be provided reference for reducing power frequency electric field of 500kV transmission line.

Key words: transmission line; power frequency electric field; Equivalent electric charge methods; limitation; shield

0 引言

隨著500kV超高壓輸電線逐漸成為我國電力系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)，與此同時超高壓輸電線電磁環(huán)境研究也在不斷地進(jìn)行。輸電線周圍的電磁環(huán)境主要由兩部分構(gòu)成：一部分是輸電線上的電流電壓產(chǎn)生的工頻電磁場，另一部分是輸電線電暈放電、絕緣子串表面閃絡(luò)等引起的高頻電磁場[1]。在強(qiáng)電場中，通常情況下對地絕緣的人接觸接地物體，處于地電位的人接觸對地絕緣的物體，可能會有感覺到的電流流過人體或出現(xiàn)不愉快的火花放電[2]。

1 工頻電場計(jì)算

1.1 單位長度導(dǎo)線下等效電荷的計(jì)算

通常需對線路做如下簡化：輸電線是有著相同半徑、彼此間平行且對大地平行的無限長光滑圓柱形導(dǎo)體，且不考慮線路電壓降落，并忽略桿塔、橫擔(dān)和周圍鄰近物體的影響，地面為良導(dǎo)體。經(jīng)過這樣簡化后，電場可以按照二維場來計(jì)算。輸電線下的電場計(jì)算一般用等效電荷法，計(jì)算分為兩個主要步驟：1)計(jì)算單位長度導(dǎo)線上的電荷；2)計(jì)算由這些電荷產(chǎn)生的電場。先計(jì)算單位長度導(dǎo)線上的電荷。高壓輸電線上的等效電荷是線電荷，由于高壓輸電線半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于架設(shè)高度，所以等效電荷的位置可以認(rèn)為是在輸電線的幾何中心。設(shè)送電線路為無限長并且平行于地面，地面可視為良導(dǎo)體，利用鏡像法計(jì)算送電線上的等效電荷。多導(dǎo)線線路中導(dǎo)線上的等效電荷由下列矩陣方程計(jì)算[3]

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文