湿度对高压输电线路工频电场测量的影响

工频电场对人类居住环境的影响越来越受到重视,其中湿度增大导致工频电场测量数值偏大的情况已被广泛关注。为了说明所测数值偏大是由于湿度引起测量仪器及其支架电气性能发生变化,而非对空间电场分布产生影响,对输电线路下方的工频电场分布进行了理论分析,讨论了湿度增大引起测量仪器性能变化的主要原因,并进行了试验验证。通过试验发现,采用憎水性绝缘支架测量时,随着湿度的增大,所测工频电场值基本保持不变。而对于木支架,当空间相对湿度<60%时,仪器所测电场值的最大误差≤12%;而当相对湿度>60%时,电场测量值的平均误差在35%左右,最大误差达到85.4%。因此,分析认为仪器绝缘支架绝缘性能发生变化导致探头附近电场产生畸变是使测量数据偏大的主要原因。空间湿度较大时,工频电场测量值不能作为环境评价的依据。

屏蔽线降低220kV输电线路附近民居超标工频电场的效果分析

笔者针对高压输电线路近区的建筑物空旷处超标工频电场,研究减弱工频电场的方案。以一条220 kV输电线路以及其近区高层建筑物为例,研究架设阳台处屏蔽线的屏蔽效果。文中首先通过实地测量和仿真分析高压输电线路近区的建筑物处电场污染情况。然后构建阳台处屏蔽线的模型,通过仿真软件分析改变屏蔽线的丝径、间隙;屏蔽线与阳台的水平、竖直距离;屏蔽线的封闭完整度对于屏蔽效果的影响。研究表明,在架设阳台处屏蔽线可有效地降低阳台处的工频电场,能够将电场下降到原先的30%以下。同时,采用丝径越大、间隙越小、离阳台边缘水平距离和竖直距离越远并且封闭架设的屏蔽线,其屏蔽效果越优。

500 kV并行线路工频电场空间分布及其影响因素分析

为了平衡节约线路走廊与减小工频电场影响之间的矛盾,该文以2条500 kV同塔双回线路并行架设为研究对象,采用成熟计算方法,分析了对地高度、接近距离、导线垂直间距、相序排列对线下工频电场空间分布的影响。结果表明,适当减小接近距离、降低导线垂直间距、采用逆相序有利于节约线路走廊;提高对地高度、降低导线垂直间距、采用逆相序有利于减小工频电场影响。

基于有限元法和模拟电荷法的高压输电线路工频电场研究

为更好地研究高压输电线路工频电场效应在不同气象条件下的变化规律,运用有限元法和模拟电荷法,结合高压输电线下工频电场相关理论知识,在高压输电线路下,分析车辆对人体的电击效应。首先,对人体的暂态电击电流峰值、暂态放电能量和稳态电击电流进行精确计算。其次,应用有限元法,仿真和分析小型车对人体所产生的暂态电击电流峰值以及暂态放电能量,并比较最终仿真结果。结果表明:理论计算值与仿真分析值之间存在10%左右的误差,当人所处的电场强度为5~10kV/m,且接触小型车时,由于该场强没有超出人体的疼痛阈值,人体仅仅出现触电感觉,不会危及人体生命安全。高压输电线路工频电场场强低于人体疼痛阈值,安全可靠,并不会对人体造成生命危险。该研究成果能够为相关人员提供有益的借鉴和参考。

对工频电场测量仪的校准分析

随着现今对环境电磁辐射的越来越关注，作为电磁辐射其中之一的工频电场也逐渐受到大家的关注。而对工频电场测量仪的校准，一直是困扰大家的一个问题。因为工频电场测量仪容易受到周围环境的干扰，如何能够确保仪器的准确性，本文提出了一套使用平行极板装置校准工频电场测量仪的方案并对测试区域做了均匀性分析。然后就人体效应对电场测量的影响，还介绍了一种新的方法，即利用视频监控器获取仪器读数，消除了由于人体靠近探头而对测量产生的影响。同时，通过大量实验，分析在不同情况下视频监控器的引入对测量结果的影响，有利于提高测量效率和精确度。

超高压输电线路铁塔附近的三维工频电场计算

采用模拟电荷法预测计算了 5 0 0 k V输电线路铁塔附近的三维电场 ,通过与现场实测数据的比较 ,证实了该算法的有效性。该算法所得结果可用于预测带电作业时的操作方式和防护措施 ,以及用于同杆架设 ADSS通信光缆时光缆的定位。

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%。

500 kV变电站工频电场的测量与分析

为了掌握500 kV变电站的工频电场分布,采用EFA-300低频电磁场分析仪,选取50Hz带通滤波、最大有效值方式,在某500 kV变电站厂区内,每间隔6 m测量电场强度值,将1092个测量数据绘制成电场强度分布图,找出其中电场强度较高的区域。测量结果显示,除个别区域外变电站内工频电场基本满足ICNIRP标准限值,分析变电站电场分布规律表明,电场强度较高的区域集中在主变、开关、断路器、互感器等设备及其连接线附近的区域,且场强最大值位于三相中的边相附近,应重点考核这一区域的工频电场值。

输电线路工频电场分布特性与计算方法辨析

气象条件会对导线的弧垂产生影响并导致线路附近的电场发生变化,这已被广泛关注并在计算中予以考虑。测试仪器在潮湿或雨天读数变大的现象使得部分研究者认为气象条件直接改变了电场大小。为说明潮湿或雨水等气象条件不会直接改变输电线路附近电场大小和分布特性,对电场分布进行了理论分析,并设计了模拟电位分布测试以及不同绝缘状态的测试仪器对相同电场测试进行验证。结果显示,潮湿支架(绝缘水平低)的测量仪器的读数约为干燥支架的3倍,而电位分布试验显示,在干燥和淋雨条件下,导线附近的电位是相同的。试验表明:电场不因潮湿或雨等气象条件的变化而改变,测试仪器支架的绝缘状况会因潮湿或雨等气象条件改变;不同的绝缘状况决定了电场的畸变程度,使得仪器的读数不同。因此电场畸变的测量和计算是彻底解决这一问题的关键,是今后研究的重点。

超高压输电线路下工频电场抑制方法的研究

随着我国电力工业的发展和城镇化建设规模的不断扩大,500 kV线路越来越接近公众活动区域,甚至进入市区,线路引起的电磁污染必然会对住在沿线附近的居民产生影响。这种影响已引起社会各方面的广泛关注,并且由超高压输电线路引起的环境投诉与纠纷也越来越多[1,2]。因此,如何降低超高压输电线路下方的工频电场强度已经成为环境保护和电力部门中的一个焦点问题。针对上述问题,提出了采用架设屏蔽线和屏蔽网的措施来抑制输电线路下工频电场强度的方法,并用仿真计算及实际测试结果验证了抑制方法的有效性;分析比较了各种屏蔽线(网)架设方案下工频电场的抑制效果,提出了屏蔽线的最优架设方案。

湿度、温度对工频电场强度的影响

利用西南地区某500 kV变电站内母线下方,不同湿度、温度条件下某点处工频电场强度的测量数据,基于误差反向传播(back propagation,BP)神经网络的基本原理,运用MatLab软件中的网络工具箱建立湿度、温度对工频电场强度影响的人工神经网络模型。选择合适的训练函数及改进的BP算法训练此模型,得到模型的误差最大值仅为0.0475。最后设置不同的湿度、温度向量,用训练好的网络得到的预测结果表明:在温度不变的条件下工频电场随湿度的增大而增加;在湿度不变的条件下,温度对工频电场的影响规律还需进一步研究。

基于3D模拟电荷法的变电站工频电场计算

高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法(charge simulation method,CSM)对某变电站户外区域离地1.5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分布。采用ANSYS前、后处理模块实现实体建模和计算云图的3D渲染;通过对一条1000kV特高压输电线路走廊内工频电场的计算,验证了3DCSM方法的正确性。对一个实际的110kV变电站的工频电场进行建模仿真,电场强度的数值分布规律同理论分析基本符合;在工作走廊上计算值同实测结果变化趋势一致,在电气设备不太密集的区域,计算值与实测值之间误差<10%。该方法可以用来求解大模型开域场问题。

不同气象条件下特高压输电线路工频电场计算与档距选择

气象参数变化引起输电线路荷载、应力和弧垂变化,进而影响线下工频电场,该问题对特高压线路尤为突出。为此,讨论了架空悬链线方程及弧垂影响参数,建立了输电线下工频电场三维计算模型,采用改进的模拟电荷法推导出包含气象参数和档距的电场计算式。以紧凑型特高压输电线路为例,研究地面电场分布特性,重点比较不同气象条件下不同档距线路最大弧垂和距地1.5m处的最大电场强度。结果表明,三维模型能够定量计算不同气象条件和不同档距时特高压输电线下电场;在诸多影响因素中,温度和档距尤为突出。

基于模拟电荷法的变电站工频电场仿真分析

随着供电需求的增大,超高压变电站越来越接近公众活动区域,变电站站内的电场分布情况也显得越来越重要。本文提出改进的模拟电荷法,推导了带电体周围的工频电场计算公式。通过对500k V变电站进行模型建立及简化,编程计算出站内离地1.5m处的工频电场强度;采用CDEGS软件对重庆某500k V变电站进行仿真计算,将仿真结果和实测值与本文算法的计算结果进行对比,验证了本文算法的正确性与有效性。最后选取该变电站内三条路径,计算分析该处工频电场强度的分布情况,为深入研究变电站的工频电场分布提供参考。

特高压输电线路工频电场的数值仿真研究

1 000 kV特高压交流输电是中国目前电压等级最高的交流输电方式,其周围的电磁环境及其对人体的影响也成为人们日益关注的对象。笔者基于模拟电荷法,并考虑高等级电压会产生电晕放电这一情况,建立计算模型。仿真结果表明,电晕放电现象对地面工频电场有一定加强作用。结合实地测量,验证了该算法的正确性和有效性。最后仿真计算了特高压单回、双回输电线路的地面工频电场分布,研究了子导线半径、分裂间距、相间距、线路高度、输电线相序等参数改变时,地面电场强度的变化情况,提出了几种降低工频电场的方法。

特高压交流变电站设备附近工频电场计算

为了系统研究特高压交流变电站电磁环境建模方法和预测计算,针对特高压交流变电站设备附近电场的复杂性,提出了基于边界元原理的线模型和面模型相结合的3维工频电场计算方法,建立了基于边界元法的导线仿真模型,并推导了线模型的计算公式。将线模型引入边界元法与面模型结合共同模拟结构复杂的电气设备,通过计算设备的表面电荷和导线的等效电荷得出设备周围的空间电场分布;分析计算了国内晋东南1000 kV特高压交流变电站高压并联电抗器附近离地1.5 m平面上的工频电场分布。计算结果表明,线模型大大提高了计算的效率。通过与现场测量数据的比较,证实了该算法的有效性。

高压交流架空线路工频电场对人体的影响

本文主要讨论了高压交流架空线路下人体对地感应电位和人体接触电流的算法。文中首先把人体简化等效为一个等值圆柱,用等效电荷法导出了单相架空线路下人体对地电位的计算模型。在此基础上,进一步将模型与算法推广到三相高压交流架空线路的情况。然后本文运用所推出的模型与算法计算出人接触架空线路下的导体时通过人体的电流。本文推出的模型与算法具有计算步骤简单,计算量小,便于工程运用等优势。

多介质工频电场分析的快速多极子边界元法

针对变电站关键设备工频电场计算存在计算效率低的问题,结合快速多极子法和边界元模拟电荷法提出一种快速计算多介质工频电场分布的方法。根据边界元模拟电荷法基本原理建立变电站关键设备工频电场计算模型。利用快速多极子法可以加速矩阵与向量乘积效率的特点,得到提高多介质工频电场分布的快速算法。并应用该方法具体计算500 kV变电站中开关场内刀闸周围的电场分布。结果表明:快速多极子边界元模拟电荷法的计算结果与积分工程软件的仿真结果的最大相对误差为8.1%。在满足工程误差允许前提下,该方法相对于传统边界元模拟电荷法运算速度快、内存消耗少、计算精确度高,适合于求解大尺度多未知量、多自由度的工频电场计算问题。

电晕放电对超高压输电线路工频电场的影响

超高压输电线周围电磁环境及其对人体的影响已成为人们普遍关心的问题之一。为此,在传统模拟电荷法计算工频电场强度的基础上,考虑到超高压输电线路在一定条件下产生电晕放电的实际现象,建立了一种基于此条件下工频电场计算的新模型。其中,利用高斯定理求解电场起晕时导线表面的电离电荷,将模拟电荷法引入到电晕放电产生的电离区内的电荷。最后根据用叠加原理得到电晕放电条件下超高压输电线产生的工频电场强度。通过对500kV超高压输电线路的仿真结果可知:由于电晕放电的影响,电场强度发生畸变且在时间上呈周期性分布,电晕放电对工频电场强度具有增强作用。220kV输电线路的仿真结果验证了该模型的合理性和正确性。

无电极型工频电场传感器的设计

分析了电力系统中工频电场测量的技术手段和应用现状,指出现有手段的存在的问题;利用集成光学技术研制了一种基于铌酸锂晶片铁电畴反转的无电极电场传感器,该传感器内部没有金属部分,具有集成度高、对被测电场影响较小等优点;分析了传感器的设计要点,针对电力设备工频电场测试的实际需求完成传感器的参数设计,并研究相关的工艺流程;针对传感器半波电场太大的特点设计了合适的方案测试传感器的特性;根据国标GB/T12720–1991建立工频电场测试系统,并利用该系统完成传感器的工频电场标定测量实验。实验结果表明,该传感器在较大测量范围内具有较好的线性度,适合于电力系统工频电场的测量。