[发明专利]一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法

权利要求书

1.一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法，其特征是通过绝缘支架将三根漏磁增强电缆按高压交流输电线路三相传输方式排列来模拟高压输电线路的三相交流电，并布设在室外的埋地管道上方来模拟高压输电线路，绝缘支架的托架支撑由步进电机控制，调节三相漏磁增强电缆与埋地管道交叉角度；其交叉角度的大小由步进电机精确控制，漏磁增强电缆的架空高度由支架调节；采用交流电流作为干扰激励源，通过调节流经电缆的交流电流大小来调整三相漏磁增强电缆所产生的磁场强度。

2.根据权利要求1所述的一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法，其特征是所述模拟高压输电线路的三相交流电为：埋设的管道系统（1）按典型的埋深进行埋设，并施加阴极保护系统；在埋设的管道系统（1）上方的地面上设置交流激励电源（4），从由计算机软件控制的交流激励电源（4）的三个交流激励电源I输出端a、交流激励电源II输出端口b、交流激励电源III输出端口c分别与连接导线Ⅰ（5）、连接导线Ⅱ(6)、连接导线Ⅲ(7)的一端相连，连接导线Ⅰ(5)、连接导线Ⅱ(6)、连接导线Ⅲ(7)的另一端分别与架设于漏磁增强电缆及绝缘支架系统(3)上的模拟A相的漏磁电缆(15)、模拟B相的漏磁电缆(16)、模拟C相的漏磁电缆(17)的一端相连，模拟A相的漏磁电缆(15)、模拟B相的漏磁电缆（16）、模拟C相的漏磁电缆（17）的另一端分别与连接导线Ⅳ(8)、连接导线Ⅴ(9)、连接导线Ⅵ(10)的一端相连，连接导线Ⅳ（8）、连接导线Ⅴ（9）、连接导线Ⅵ（10）的另一端与交流激励电源（4）的三个返回接口交流激励电源返回端口Id、交流激励电源返回端口IIe、交流激励电源返回端口IIIf。

3.根据权利要求2所述的一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法，其特征是所述漏磁增强电缆及绝缘支架系统（3）包括绝缘支架（11）、调节支撑结构Ⅰ（12）、调节支撑结构Ⅱ（13）和调节支撑结构Ⅲ（14）；模拟A相的漏磁电缆（15）置于框架网格上，该框架网格由调节支撑结构Ⅰ（12）与绝缘支架（11）支撑连接；模拟B相的漏磁电缆（16）置于框架网格上，该框架网格由调节支撑结构Ⅱ（13）与绝缘支架（11）支撑连接；模拟C相的漏磁电缆(17)置于框架网格上，该框架网格由调节支撑结构Ⅲ(14)与绝缘支架(11)支撑连接。

4.根据权利要求2所述的一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法，其特征是所述交流激励电源(4)选用由计算机软件控制的交流激励电源。

5.根据权利要求1所述的一种高压交流输电线路对埋地钢质管道影响的模拟方法，其特征是具体的方法为：第一步，根据分布式传输线路模型，若埋地管道与输电线路平行或接近平行（若为交叉可按平行接近情形作等效平行处理，等效长度与交叉角度α有关，其值为20arctanα），然后应用Caron-Clem公式：

E=-ifμ0I2[lnd2pd3pd21p+j3lnd2pd3p---(1)]]>

式中E为管道单位长度感应电压，单位：伏特；d_ip为第i相线与管道之间的距离，单位：米；f为频率，取50Hz；μ₀为空气磁导率，并将拟评价高压交流输电线路的电压、电流等参数带入由MATLAB编制的解析法求解程序，计算出管道上最大的感应电压值及其位置。

第二步，以高压交流输电线路的三相线布设结构和与管道的相对位置为依据，通过由步进电机的调节支撑结构调节支撑结构Ⅰ（12）、调节支撑结构Ⅱ（13）和调节支撑结构Ⅲ（14），将模拟交流输电线路三相交流线路的模拟A相的漏磁电缆（15）、模拟B相的漏磁电缆(16)、模拟C相的漏磁电缆（17）调整至与拟模拟高压输电线路相线结构一致，并移动绝缘支架(11)使其与埋地管道系统（1）的相对位置与现场情况一致。随后，将第一步所计算出的管道上产生的最大感应电压作为已知值，并将三根漏磁增强电缆的磁场增强倍数Z带入做等效处理，根据感生电动势公式

式中E为电场强度；l为路径积分的运算路径；dl为微小线元素矢量B为磁场强度；t为时间；ds为微小面元素矢量；

或者Caron-Clem公式的变形处理公式

I=-j2EZf[lnd2pd3pd21p+j3lnd2pd3p]---(2)]]>

计算出所需的流经漏磁增强电缆的交流电流数值：再根据实际测量所得管道的感应电压，通过微调交流激励电源（4）达到所需要的感应电压，实现了不同电压等级的高压交流输电线路对埋地管道干扰的模拟。