[发明专利]一种多回交流输电线路纵横交错区域合成磁场的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及超/特高压输电线路设计技术领域、特别是涉及一种多回交流输电线路纵横交错区域合成磁场的预测方法。

背景技术

伴随着超/特高压电网的发展，输变电设施工频电磁场的生物效应受到国内外学者的关注。对于高压输电线路所产生的工频电磁场是否对生物体具有危害，目前尚存在较大争论，但相关报道无疑已给公众造成了巨大的心理压力，来自公众的阻力使得输电线路走廊的选址困难，建设成本提高。为了确保高压输电线路下方空间的生态安全，我国制定了电磁环保安全标准HJ/T24-1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》。《规范》推荐居民区工频电场限值为4kV/m，工频磁场限值为100μT。我国新建的电力设施都要求满足电磁环保标准，只有验收合格后，方能正式投入运行。电磁环保限值成为决定高压输电线路结构、影响建设成本的主要因素。

近年来，我国电网规模迅猛发展，新线路不断架设，很多地区出现了多回不同电压等级、不同结构的架空输电线路纵横交错的情况，形成线下空间复杂的电磁场环境。目前已有的输电线路工频电磁场理论计算方法，还无法实现对类似区域电磁强度和空间分布的有效评估及准确描述。因此，迫切需要建立新型的理论模型，对多线路纵横交错复杂区域的电磁环境进行有效预测和评估，从而为线路结构设计和安装架设提供指导性意见和建议。

此外，从现有输电线路电磁环境研究的文献来看，多数研究者关注电场问题而忽略磁场问题。对于一般的单一输电线路结构，线下的磁场强度通常远小于限值，因而在相当长一段时间里输电线路磁场被人们所忽视，与之相关的理论计算方法研究也发展滞后。但是在本发明所述复杂线路区域，如果线路设计不合理，磁场强度就存在超限的可能。此外，由于工频磁场穿透力强，对生物体的危害更加突出，并且还会对周边的微电子设备、通信设备等造成干扰，这些问题正逐渐受到重视。一些国家，如美国、瑞典等，都对居民区的磁场强度提出更为严格的限值。因此，需要加强对输电线路工频磁场的理论研究，科学地评估磁场强度和空间分布。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种准确、快速地预测多回交流输电线纵横交错区域合成磁场强度和分布特征的多回交流输电线路纵横交错区域合成磁场的方法。本发明的技术方案如下：一种多回交流输电线路纵横交错区域合成磁场的预测方法，其包括以下步骤：

101、两回交流输电线路纵横交错时，其中所述两回交流输电线路分别为回线路和回线路,初始化，输入回线路和回线路的几何结构参数，包括：回线路运行电流，相导线相间距离、架设高度、档距，分裂子导线半径、截面积、单位质量、膨胀系数、弹性系数；回线路运行电流，相导线相间距离、架设高度、档距，分裂子导线半径、截面积、单位质量、膨胀系数、弹性系数；回线路和回线路的空间位置关系，包括线路夹角,另外还需要输入气象参数，包括气温、风速、覆冰厚度；

102、将回线路和回线路分别置于XYZ坐标系和UVW坐标系下，其中x-y平面和u-v平面均为地面，x轴、u轴分别为回线路、回线路的轴向，x轴与u轴正向的夹角为θ；z轴和w轴同向，均垂直于地面，两个坐标系的坐标原点分别为0和0′，并分别置于回线路和回线路距离最接近的两个档距弧垂最低点在地面的投影处；

103、当架空输电线悬挂两端点等高，且连续若干基直线塔具有相同的档距时，则对于XYZ坐标系下的回线路建立悬链线方程数学模型：