高压架空输电线路工频电场屏蔽分析方法

摘要

本发明公开了一种高压架空输电线路工频电场屏蔽分析方法，将高压架空输电线按照弧垂最低点处建立物理模型，以最低点的高度将高压架空输电线视为与大地平行的圆形输电导线；此物理模型为圆形输电导线的横截面构成的二维物理模型，利用模拟电荷法计算出屏蔽情况下高压架空输电线下任意点电场强度，本发明采用的简化处理方式能够保证了输电线路电磁场分布的最大值在计算结果所控制的范围之内，以此来分析问题可充分地考虑输电线路周围电磁环境的安全性；能够进行线路各种情况的比较分析以及线下架设各种屏蔽装置后场分布变化的研究，可快捷地对现有架空高压输电线路工频电场的屏蔽治理提出优化方案，从而找出理想的架线方式。

主权项

一种高压架空输电线路工频电场屏蔽分析方法，其特征在于：包括以下步骤：a将高压架空输电线按照弧垂最低点处建立物理模型，以最低点的高度将高压架空输电线视为与大地平行的圆形输电导线；此物理模型为圆形输电导线的横截面构成的二维物理模型；b利用步骤a中建立的二维物理模型，视大地为良导体，电位为零，采用模拟电荷法计算屏蔽状态下的高压架空输电线的模拟电荷；具体包括以下步骤：b1设定屏蔽状态下的模拟电荷，并设定与模拟电荷数量相关的匹配点；b2用模拟电荷法计算模拟电荷量；b3选取校验点，将步骤b2的模拟电荷量带入校验点，计算出电位值，并与已知电位进行比较，计算出绝对误差；b4判断电位差是否达到要求，如果没有达到要求，则修正模拟电荷位置和数量，重复步骤b1；计算屏蔽状态下的高压架空输电线上的模拟电荷时，采用电位系数法，并设定所有导线的电荷都为集中在导线中心的线电荷，得出下列矩阵方程： U 1 U 2 M U n U n + 1 M U n + m λ 11 λ 12 Λ λ 1 n λ 1 ( n + 1 ) Λ λ 1 ( n + m ) λ 21 λ 22 Λ λ 2 n λ 2 ( n + 1 ) λ 2 ( n + m ) M M M λ n 1 λ n 2 Λ λ nn λ n ( n + 1 ) λ n ( n + m ) λ ( n + 1 ) 1 λ ( n + 1 ) 2 Λ λ ( n + 1 ) n λ ( n + 1 ) ( n + 1 ) λ ( n + 1 ) ( n + m ) M M M λ ( n + m ) 1 λ ( n + m ) 2 Λ λ ( n + m ) n λ ( n + m ) ( n + 1 ) Λ λ ( n + m ) ( n + m ) Q 1 Q 2 M Q n Q n + 1 M Q n + m 式中：U为各导线对地电压的列向量，导线中包含屏蔽装置，其中n为输电导线和避雷装置数目的和，m为屏蔽装置数目；Q为各导线上等效电荷的列向量，导线中包含屏蔽装置，其中n为输电导线和避雷装置的数目和，m为屏蔽装置数目；λ为包括输电导线、避雷装置和屏蔽装置的电位系数矩阵，此矩阵为n+m阶方阵；c利用叠加原理计算高压架空输电线下任意点电场强度；d对高压架空输电线采用不同的屏蔽装置分别进行计算，得出优化的高压架空输电线屏蔽效果。