[发明专利]一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法

权利要求书

1.一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10对实际的线路作简化以满足对工频磁场的计算；

步骤S20设置输电线路模拟电荷和匹配点的位置与数量；

步骤S30利用磁位来建立求解模拟电流的方程组，在输电导线表面除匹配点以外的地方设置校验点，并利用所述的模拟电流计算校验点的磁位误差，若不满足要求重复S20过程并重新计算磁位误差；

步骤S40利用叠加定理将模拟电流产生的磁场叠加得到场域内任一点的磁感应强度。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，其特征在于，所述步骤S10具体为；

对超高压输电线路做简化处理，视工频交变电磁场为准静态场，将空间的三维磁场简化为二维磁场，建立输电导线的圆柱体模型，高压输电线路的输电电流大，趋肤效应和邻近效应很显著，即可视导线为等磁位面，取大地与空气的磁导率均为真空的磁导率。

3.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，其特征在于，所述步骤S20的具体过程如下：

对同塔单回三相输电线路中的每相输电导线内的同心圆上设置一组n个模拟电流，相应的匹配点设置在输电线路表面上且数量与模拟电流数相同，假设导线高度为h，镜象导线距地表距离为p，则：

式中，ρ为地电阻率，Ω·m；f为频率；

设置A相导线上匹配点1的磁位A_a为零并取为磁位参考点，则匹配点2～n的磁位也为零，设置B相导线上匹配点n+1～2n的磁位为A_b，设置C相导线上匹配点2n+1～3n的磁位为A_c。

4.根据权利要求3所述的一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，其特征在于，所述步骤S30的具体过程如下：

将毕奥-萨伐尔定律写成形式可得导线电流对场内一点产生的磁位为：

式中，磁感应强度，μ₀为真空中的磁导率，r₀为输电导线到参考点的距离，R为输电导线到场点的距离，I为导线电流，取导线电流方向与Z轴同向，则为一个Z轴方向的单位向量；

则A，B，C三相导线上匹配点的磁位分别为：

式中，A_i为第i个匹配点上的磁位，其中A₁＝A_a＝0，r_1j为第j个模拟电流到参考点的距离，r_ij为第j个模拟电流到第i个匹配点的距离，I_j为第j个模拟电流；

将单相模拟电流可以合成相电流为：

式中，I_A，I_B，I_C分别为三相输电导线的电流；

将式(3)-(8)联立求解可得到三相输电导线的模拟电流和所有匹配点的磁位，并设置输电导线表面除匹配点以外的地方为校验点，计算出校验点的磁位误差：

式中，A_l为第l个校验点上的磁位，r_lj为第j个模拟电流到第l个匹配点的距离，为校验点的给定磁位，E_r为校验点磁位误差。