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。     

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。     

500kV同塔双回输电线路下平行运行0.38kV线路时的感应电压和感应电荷

高压输电线路下存在不接地的并行运行低压线路时,由静电及电磁耦合产生的感应电压和感应电流会危及到低压线路上的检修人员。为此,利用EMTP仿真软件,以同塔双回的500 kV高压输电线路为例,计算分析其在不同正常运行情况下,380 V低压线路的感应电压值及其感应电荷量。计算表明,运行电流变化时380 V线路上的感应电压约为39.25 kV;高、低压线路平行运行长度l变化时,低压线路的感应电压约为40 kV,且h的变化对其影响不大;偏离杆塔中心距离d变化时,低压线路的感应电压由39.75 kV逐渐降低。低压线路的感应电荷量最大值出现在d为40 m附近时,电荷量为25 n C/m。试验验证表明仿真结果的误差8%,从而验证了仿真计算结果的有效性。所得的计算结果可供线路运行人员实际检修工作参考。     

同塔架设的220 kV/500 kV输电线路感应电流与感应电压仿真分析

以河南电网500 kV郑州-郑州东/220 kV中牟-郑州东同塔多回输电线路为实例,建立了同塔多回输电线路模型,研究同塔多回输电线路之间的感应电压和感应电流。在上述条件下进行了电力系统数字仿真,通过计算分析,得出了不同电压等级输电线路同塔架设时各回路间感应电压和感应电流的一般规律,并对500 kV郑州-郑州东、220 kV中牟-郑州东同塔多回输电线路接地刀闸参数的选择提出了要求。     

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。     

750 kV同塔双回输电线路中感应电压、感应电流的研究以及接地开关的选取

同塔双回输电线路中,当一回线路正常运行、另一回线路停电检修时,由于2回输电线路间的静电感应和电磁感应作用,在检修回路中会产生感应电压和感应电流.为确保运行检修时的可靠性和安全性,要求线路上采用的接地开关必须具有开合感应电流的能力.推导了接地开关在4种工况下感应电压和感应电流的大小,利用EMTP计算了750 kV电压等级同塔双回线路的感应电压和感应电流以及开关接地时所产生的瞬态恢复电压(TRV)的大小,为750 kV电压等级接地开关的选型提供了依据.     

交流输电线路工频电场和磁场在人体里感应电流的估算方法

交流输电线路的工频电场和磁场会在人体感应出电流,该电流在人体引起的生物效应,如果感应电流超过某个限度就可能对健康有影响。这里给出估算该感应电流的简单方法,以判断在一定场强下人体感应电流是否超过基本限值。     

导线表面最大场强对直流输电线路电磁环境的影响分析

介绍了高压直流输电线路导线表面最大场强和线路电磁环境参数的计算方法。针对±660 kV直流输电线路,分析了导线表面最大场强对地面合成电场、地面离子流密度、无线电干扰和可听噪声的影响,得出正极导线电压在620⁶80 kV之间变化时,随着导线表面最大场强的增大,地面合成电场和地面离子流密度分别增加1.2倍和2.8倍;导线表面最大场强对无线电干扰和可听噪声的影响相对较小,分别增加17%和0.3%。±660 kV直流输电线路在额定电压范围内运行时,电磁环境指标不会超出《高压直流架空送电线路技术导则》的规定。     

500 kV同塔双回输电线路感应电压和感应电流建模分析

考虑到同塔双回输电线路一回运行、一回停运时,在停运线路上可能产生较大的感应电压和感应电流,对检修人员和设备产生一定的安全隐患。为了研究不同运行工况下的感应电压和感应电流,利用ATP EMPT软件建立了500 kV同塔双回架空输电线路仿真模型;计算分析了线路长度、输送功率、运行电压和土壤电阻率对感应电压和感应电流的影响;最后,利用混合差分进化-粒子群优化算法对上述影响因素与感应电压和感应电流进行多变量拟合。结果表明：线路长度对电磁感应电压、静电感应电流和电磁感应电流影响较大;输送功率对电磁感应电压和电磁感应电流影响较为显著;运行电压对静电感应电压、电磁感应电压、静电感应电流和电磁感应电流均有影响,几乎均成正比关系;土壤电阻率对电磁感应电压和电磁感应电流有一定影响。通过多元拟合分析,建立了上述影响因素与感应电压和感应电流的函数关系,为后续工程中感应电压、感应电流的估算提供了参考。     

110～500kV线路防感应电措施研究

对输电线路感应电产生的原因进行分析,通过对广西电网110～500 kV典型输电线路上的电场强度和感应电压实测和分析,结果表明线路杆塔上的工频电场强度分布极不均匀,大多数220 kV线路塔上人体感应电流已经超过了150μA的限值。线路上的感应电压也远远超过人体36 V的安全电压。根据测试结果有针对性地提出了电场和感应电压的防护措施。     

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。     

六相感应电机新颖控制策略下的转子电压研究

由于多相电机控制模式相对复杂,该文提出一种新颖的控制方式:即在六相感应电机定子侧通入梯形波相电流,使得其中三相为励磁绕组,另外三相为转矩绕组,从而实现励磁磁链和转矩磁链解耦模拟直流电机控制模式而省去复杂的派克变换。本文主要对磁势解耦时转子磁链和转子感应电压、电流进行了理论和有限元分析和计算,并实验测量了梯形波相电流驱动下六相感应电机转子感应电压、电流,结果表明有限元分析和实验结果是一致的。     

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...     

工频磁场作用下电能表锰铜分流器 感应电流的仿真分析

锰铜分流器作为单相智能电能表的电流采样装置,在工频外磁场干扰下会产生感应电流,进而影响电能表计量的准确性。文中先理论分析了锰铜分流器在工频磁场干扰下产生感应电流的物理原理,然后使用某公司的Flux软件对锰铜分流器进行有限元仿真分析,最后通过实验装置测量锰铜分流器在工频磁场中产生的感应电流,将仿真结果与实测结果作对比分析,验证了仿真结果的准确性。     

雷击电力调度大楼微波塔时天馈线过电压计算

针对雷击电力调度大楼微波塔时天馈线冲击感应过电压可能危及微波接收设备的问题,仿真计算研究了天馈线屏蔽层的雷电分流系数、天馈线感应过电压水平及影响因素。结果表明:天馈线感应过电压随大楼接地电阻减小而降低,随天馈线长度增长而稍有降低,与雷击注入的雷电流大小成正比而分流系数不变;天馈线设备端装备的保护器应尽量靠近被保护设备安装,其动作延时越短越好。     

高压直流双回输电线路合成电场与离子流的计算

高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此,文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算,分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响。结果表明,两回线路上下排布方式的地表合成场强与离子流密度较小;在相同导线尺寸与同等架设高度下,合理排布的双回线路的地表场强与离子流远小于单回线路,且双回线间距越小地表场强与离子流越小;同塔双回线路的电磁环境要优于单回线路。     

具有辅助灭弧室回路的高压交流接地开关开合感应电流试验探讨

笔者简单介绍了新出现的并联灭弧室的高压接地开关基本情况,并详细讨论了感应电流开合的基本要求、试验原理和试验回路。针对此类新形式的接地开关开合电磁感应和静电感应电流的容量试验,进行了回路的计算和模拟分析。最后根据实际的试验情况结合试验波形,提出了此类开关在进行感应电流开合时,应注意主断口与并联灭弧室的联动配合时间问题。     

电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向分散及对其电树枝特性影响研究

为提高低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)材料的抗电树枝老化能力,提出采用交流电场诱导蒙脱土(montmorillonite,MMT)片层,以实现其在低密度聚乙烯中取向分散的方法。首先,设计了电场诱导实验装置,用工频交流电场对熔融状态下的低密度聚乙烯/蒙脱土(LDPE/MMT)复合材料进行诱导实验;其次,通过测试材料的 X 射线衍射谱、紫外光透射率和材料断面、表面的扫描电子显微图片,表征了电场诱导对MMT在LDPE中的取向分散影响;最后,对比观察了电场诱导前后LDPE/MMT复合材料中的电树枝的引发和生长特性的差异。结果表明,电场诱导有助于MMT片层在LDPE中均匀分散,且使得MMT片层沿平行于电场的方向发生偏转,诱导后的 LDPE/MMT复合材料在垂直于取向电场的方向上具有更好地抑制电树枝的能力。     

地磁感应电流作用下的变压器励磁电流谐波分析

分析了地磁感应电流作用下的变压器直流偏磁情况及励磁电流各次谐波幅值、变压器无功损耗情况,并通过分析得出了变化规律。