750kV单回并行输电线路电磁辐射环境研究

采用《环境影响评价技术导则输变电》(HJ 24—2020)附录C、D推荐的计算模式对750 kV单回并行输电线路电磁辐射环境进行计算与预测。结果表明,经过耕地、园地、牧草地、畜禽饲养地、道路等场所,当导线对地最小高度为15.5 m时,单回并行线路下的工频电场强度最大值超过10 kV/m;需将导线对地最小高度提至16.5 m,才能满足4 kV/m控制限值要求。750 kV单回并行输电线路产生的工频磁场强度小于公众曝露控制限值(100μT),一般情况下不会成为线路建设的环境制约因素;但其产生的工频电场是电磁环境影响的主要因素,电场强度控制限值(4 kV/m)是线路建设的环境制约因素,同时也是输变电电磁环境重点控制因素。现场实测结果与理论预测结果符合性较好,表明采用的预测模式具有较好的应用性,研究结果可为750 kV单回并行输电线路的建设和环境监管提供支持。

带散射体的电力系统多级传输线高频耦合模型

高频电磁场会与架空输电线路产生耦合,一旦高频电磁场的波长小于传输线的高度,经典传输线理论就不再适用。传统的全波数值算法虽然可以解决这一问题,但求解效率不高,需要消耗大量的时间与计算资源。此外,电力系统输电线路往往有多个垂直端,线路布局复杂,而以往针对电力系统传输线的高效求解研究都是只有左右两个垂直端的较为简单的模型,与实际电力系统传输线的结构不符,没有考虑中间带有垂直端的情况。为了解决这些问题,文中提出一种理论有效的方法来解决有损耗地面上方带有散射体的电力系统多级传输线的高频电磁场耦合问题。采用计算效率高的渐近法,并在渐近法中引入散射体的概念,以考虑更复杂的电路结构。最后通过数值算例验证了该方法的准确性和有效性。

低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动在骨质疏松患者中的应用效果

目的:观察低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动在骨质疏松患者中的应用效果。方法:选取2021年5月至2022年5月该院收治的126例骨质疏松患者进行前瞻性研究,根据随机数字表法将其分为研究组和对照组各63例。对照组给予递增负荷功率自行车运动治疗,研究组在对照组基础上联合低频脉冲电磁场治疗,比较两组临床疗效,治疗前后视觉模拟评分表(VAS)评分、日本骨科学会下腰痛评估量表(JOA)评分、Barthel指数(BI)评分、骨密度和骨代谢指标[血钙(Ca)、碱性磷酸酶(ALP)、血磷(P)、甲状旁腺激素(PTH)]水平。结果:研究组治疗总有效率为95.24%(60/63),高于对照组的80.95%(51/63),差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组VAS评分低于对照组,JOA和BI评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组股骨颈、股骨粗隆、Wards三角、腰椎骨密度均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组Ca水平高于对照组,ALP、P、PTH水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动应用于骨质疏松患者可提高治疗总有效率、骨密度、JOA评分和BI评分,改善骨代谢指标水平,降低VAS评分,效果优于单纯递增负荷功率自行车运动治疗。

基于频率差的工频磁场抗扰度试验方法

现有工频磁场抗扰度试验方法评价受试设备在工频磁场骚扰下的采样性能时,试验结果随机,可能出现误判。结合GB/T 17626.8-2006要求、试验方法及试验仪器的特点,文章分析了试验结果出现随机现象的原因。在此基础上,提出了基于受试设备基本分量及干扰分量频率差的工频磁场抗扰度试验方法。多种电气二次设备的工频磁场抗扰度试验结果表明,频率差法通过人为合理设置频率差,在受试设备的正常使用状态下,可有效检测出工频磁场骚扰对受试设备的最大影响程度,消除了试验结果的随机性。频率差法适应性好、操作简便,不仅适用于电力工业领域,也有利于形成具有良好的共同性和重复性的基准。

高速铁路接触网工频电磁场数值模拟与分析

为了分析高速铁路接触网周围工频电磁场的分布特征,从骚扰源和骚扰对象出发,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics架构接触线与钢轨的三维几何空间模型,在接触线承载1000A计算电流的条件下求得接触线周围工频磁场分布,得出钢轨表面和线路中心线的磁感应强度大小。仿真结果表明,磁场主要分布在Z、Y两轴方向,在Z轴方向,磁感应强度在接触线附近达到最大值并在周围逐渐减小,在距钢轨表面约300mm的(Z=300mm)平面上减小到最小值,接近钢轨表面磁感应强度逐渐增大;在接触线附近Y轴方向,钢轨外表面(Y=0mm)处出现最大值,两侧呈现衰减变化,外侧减小速率大于内侧,内侧大约在距钢轨外表面300mm处减小到最小值,并逐渐增大直至接触线表面附近,在接触线内部出现最小值。可见高速铁路接触网周围工频电磁暴露不会对公众健康构成威胁。

基于马尔科夫链模型的特高压输电线路工频电磁场监测方法

针对当前方法的特高压输电线路电磁监测误差大问题,设计基于马尔科夫链模型的工频电磁场监测方法。结合特高压输电线路环境和最大导线弧垂点布置线路工频电磁场测点,然后采用超限学习机网络模型设计传感数据修正技术,去除数据中干扰信息,并引入有限长模拟线电荷法以及毕奥-萨瓦定律计算输电导线三维电磁场分布,最后运用马尔科夫链模型定义工频电磁场状态转移矩阵,得到准确的监测结果。实验结果显示:所提方法的电场监测相对误差降低了21%、25%,磁场监测相对误差降低了0.24%、0.27%。

基于里德堡原子的工频电场测量

里德堡原子是主量子数n很大的高激发态原子。里德堡原子由于具有大极化率特性,其对外部电场十分敏感,原子能级偏移与电场直接关联,可以用来实现对电场强度和频率的精确测量。该文通过双光子激发的方式实现室温中铯原子20S_(1/2)里德堡态的制备,并基于里德堡原子的电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency,EIT)光谱实现了工频电场的测量。实验中研究了工频电场的幅值和频率与EIT的频移关系,实现对工频电场强度和频率的测量。实验中EIT光谱频移是测量电场特性的关键,利用电光调制器对探测光相位进行调制,在EIT光谱两侧产生的边带峰与主峰频率间隔则严格等于电光调制器射频源频率,以此频率作为校准基准实现EIT光谱频移的准确测量。设计了一种微型光纤结构的传感器,可以实现电场的远距离测量。该研究方案对室外高压工频电场的可溯源精确测量及工程应用具有重要参考价值,适用于新型电力系统建设的测量要求。

基于工频磁场的电缆路径定位及其影响因素分析

为避免城市施工过程中挖断电缆事故的频繁发生,需要科学合理地对电缆路径实施定位。以三芯电缆为研究对象,引入定位特征点和定位特征值K作为电缆上方磁感应强度判断依据,并根据电缆周围磁场分布特性确定电缆敷设路径;接着用该判据对影响检测点周围磁场环境变化的因素——线芯位置、电缆埋深、敷设间距和不同路径等进行分析论证。仿真结果表明:定位特征值K能较好地反应电缆周围磁场环境变化,定位特征点均出现在电缆正上方附近。最后,通过有限元和实验验证该判据的准确性和可行性,原理简单且可移植性强,可以为实现智能化和现代化的电缆路径定位提供重要参考。

基于工频电磁场的铁磁性目标探测方法研究

由于科学技术的快速发展,世界各国建立了分布广泛的高压输电网络,可向周围空间发射稳定的50/60Hz电磁场,频段电磁波受海洋等传播媒质的衰减作用非常小,工频电磁场可穿透海水并作用于铁磁性目标,利用工频电磁场与水下铁磁性目标相互作用引起的局部工频电磁异常可用于目标的探测。现研究了工频电磁场的产生与空间分布,分析了工频电磁场与铁磁性目标相互作用机理,提出了利用工频电磁场探测水下铁磁性目标的研究方法,构建了输电线路产生工频电磁场对水下铁磁性目标相互作用模型,评估了探测水下铁磁性目标的可行性。同时研究了铁磁性目标的集肤效应,表明当工频电磁场遇到铁磁性目标时可在表面聚集,产生较为强烈的工频异常信号。结果表明,工频电磁场与铁磁性目标相互作用后可产生明显的局部工频电磁场异常信号,为后续工频电磁场探测水下目标提供了理论基础。

高压输变电工程中的电磁防护策略

阐述高压输变电工程电磁环境影响,电磁环境管理和技术措施,在线路下方电场强度受到相序排列的影响,通过改善影响因素,才能降低电磁场水平。

植入式医疗设备暴露于低频磁场的安全性仿真

介绍了人体暴露在低频磁场中可能产生的几种健康效应以及国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)规定的人体内感生效应的限值。建立了由无线充电系统和人体模型组成的数值模型,利用电磁场数值计算的方法,对暴露于低频磁场中佩戴植入式医疗设备的人体模型进行了电磁辐射的安全性评估。评估结果表明,低频磁场对金属植入物具有一定的影响,但均在ICNIRP限值以内。后续还需要进一步研究佩戴植入式医疗设备的患者暴露于低频磁场中的安全性。

Study on Magnetic Field Distribution in Electromagnetic Ingot Casting Mold for Extra Heavy Plate

The dual-frequency electromagnetic ingot casting(DFEMIC)method with copper water-cooled ingot mold for extra heavy plate was developed.Electromagnetic field distribution in ingot mold was measured through the teslameter,the shielding effect of the copper ingot mold was judged,it is less than 37.7%of magnetic flux density when there is no ingot mold.The average shielding the magnetic field proportion of copper ingot mold reduced to 54.9%after loading '「' type the magnetic yoke and adjusting its distribution.Improving electromagnetic power can increase the magnetic field strength. Using the slit combination ingot mold could help increasing magnetic flux density in ingot mold.Steel structure outside ingot mold also have interference on magnetic field distribution in ingot mold,Therefore,it is important to paid more attention to electromagnetic shielding and the uniform symmetry of system structure.

电场强度与等效全向辐射功率的关系

主要讨论了电磁兼容检测领域和无线电射频检测领域。给出了频率范围为30~1000 MHz时,在半电波暗室测量的辐射发射(骚扰)电场强度和在全电波暗室测量的等效全向辐射功率(EIRP)之间的理论推导关系,说明在理论的基础上,电场强度与等效全向辐射功率的测量值是可以相互转换的,为电磁兼容领域电场强度的测试考核和无线电射频的发射功率的测试提供了相应的参考,同时可以缓解半电波暗室和全电波暗室转换的测试压力,节省了搬移吸波材料所产生的人工成本和避免了吸波材料的损坏。

特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施

1000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已投入商业运行,3个特高压变电站集成了大量高压和二次设备,电磁环境复杂。如果变电站电磁环境影响严重,就可能会影响附近无线电台站的工作及周围居民和变电站工作人员的工作和生活。基于此,对特高压交流试验示范工程2个变电站及1个开关站电磁环境作了实测。结果表明:3个特高压变电站围墙外的无线电干扰水平满足环保要求、围墙外可听噪声与500 kV变电站水平相当、工频电磁场水平比500 kV变电站水平略大。通过数值计算及试验研究,提出了变电站可采用合适尺寸的管母或软母线型式,合适的金具型式等方法降低特高压站内电晕放电引起的无线电干扰水平及可听噪声。

电力电缆线路的电磁环境影响因子分析

近年来电力电缆线路在城市输配电网中占有的比例越来越高,人们对电力电缆的电磁环境问题也逐渐开始关注。在参照架空输电线路电磁环境特性及其影响因子的基础上,结合电力电缆本身的特点,对其主要电磁环境影响因子(工频磁场)进行了模型建立和算法研究,并对3种典型分布的电力电缆工频磁场强度做了仿真分析,结果表明三相线路三角形排列能够较大程度地减小地面磁场强度。最后测试2条实际电力电缆线路的工频电磁场,其工频电场强度基本为背景值,符合理论分析;所测工频磁感应强度水平也在现行国家标准规定的磁场曝露限值要求以内。

应用矩量法的变电站内工频电磁场计算及实测

首先介绍矩量法的计算原理，推导相应的计算公式，然后利用该方法对佛山市110kV桂城变电站110kV配电区的电磁环境做了相应的计算，并与现场实测结果进行对比，结果表明，该方法能够准确计算变电站内电磁场。接着给出了佛山地区其他110～500kV变电站现场测量数据，有的变电站内部分区域的工频电场强度和磁感应强度超过其限值。为此，分析变电站内架空线路高度、间距、线径和大地电阻率对电磁场分布的影响，以供相关人士参考。

典型敷设条件下电力电缆线路运行振动特征值的测量试验

为测量和分析电力电缆线路运行振动特征,分析由振动所引起的电缆线路运行缺陷的原因,在分析电缆线路的电磁力计算及振动力学特性基础上,将加速度传感器安装在电缆线路上,测量了施加电压和电流条件下的振动频率特征及振幅与电压和电流变化的对应关系,并测量了在不同敷设方式条件下的振幅变化。研究结果表明:电缆线路上的电压值和电流值越大则所产生的振幅越大;相同电压和电流条件下,隧道条件下的电缆振幅大于直埋敷设条件下的电缆振幅;终端和接头的振幅大于电缆本体振幅。根据获得的振幅与电压值和电流值的对应关系、振幅与敷设方式的对应关系,提出了对高电压大电流电缆线路应在蛇行敷设电缆、电缆终端及接头的铅封等位置处增加防振垫等措施,避免局部受力。研究成果可以为进一步分析不同敷设方式下高压电缆线路运行振动的影响、制定针对性的运维策略及构建振动分析模型提供参考。

1000kV级交流输电线路电磁环境的研究

基于总结国内外特高压输电线路电磁环境研究的结果，结合我国特高压输电线路初步设计的主要塔型和导线型号的电磁环境参数的计算分析，提出了1000kV级交流输电线路工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等参数控制指标的建议，如工频电场限值为公众易接近地区或线路跨越公路处7kV／m、跨越农田10kV／m、邻近民房4kV／m，无线电干扰设计值55～58dB，可听噪声设计值控制〈55dB。

干式空心电抗器周围工频磁场分布

电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源,对周围其他电气设备的运行以及变电站职工作业均构成安全隐患。本文建立了考虑涡流影响的空心电抗器磁场混合有限元模型,通过计算分析将场域外边界确定在电抗器组所在区域的7倍处是合理的。对500kV变电站的35kV品字形排列电抗器组进行了仿真计算,计算结果与该电抗器组实测值的比较表明,本文建立的混合有限元模型可对空心电抗器组的磁场分布进行评估,为电力部门选择更好的安装方式提供理论依据。另一方面,根据空心电抗器周围磁场的分布规律,建立一定的预警机制,为其他电气电子设备安全运行和变电站职工安全作业提供保障。

35kV三相空心电抗器组的磁场分布

干式空心电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源。为此,总结分析了现有的空心电抗器磁场计算方法,并基于场-路耦合计算模型对三相干式空心电抗器组建立了仿真模型。对35kV品字形排列电抗器组进行仿真计算,计算结果与该电抗器组测量值相符。研究得出了三相空心电抗器组的安装高度和相间距离对周围工频电磁场分布的影响:电抗器周围的磁感应强度随着支柱高度的增加而降低,但仅限于距离电抗器较近的范围内;增大相间距离,对电抗器周围工频磁场的分布改善较小,反而增加了电抗器所需要的安装面积和泄漏磁场的分布范围,对于改善泄漏磁场分布并没有较大的实用价值。