[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

说明书

本发明涉及一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，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。与现有技术相比，本发明具有能够提高高压输电线路周围磁场计算的精确度等优点。

技术领域

本发明涉及及高电压输电技术领域，尤其是涉及一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法。

背景技术

近年来，一些高压输电线路可能会跨越公众活动区域，甚至是进入市区，但是输电线路带来的电磁辐射造成了电磁污染，在一定程度上使得环境质量变差。电磁辐射会对人们的生活质量造成一定的负面影响，甚至会威胁到人们的身体健康及人身安全。在正常的情况下，人体可以适应地球的磁场和微弱的电磁噪声。然而当人体吸收了高强度的电磁辐照之后，人体的调节功能将不能适应而造成某些伤害。由这些高压输电导线产生的磁场己成为高电压输电技术领域和环境保护中不可忽视的问题，因此对高压输电线路周围磁场的分析具有实际意义。

超高压输电线路为大电流系统，易受邻近效应和趋肤效应的影响，造成线路上的电流分布并不均匀。因此，如果直接利用每根输电导线的电流去检测磁场会降低结果的精确度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，能够提高高压输电线路周围磁场计算的精确度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于高压输电线路周围的工频磁场获取方法，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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：