输电线路数字化设计中电磁环境计算的应用苟晓强

输电线路数字化设计中电磁环境计算的应用苟晓强

(深圳供电规划设计院有限公司518054)

摘要:我国的电力行业不断发展,输电线路的电压等级随着提高,由此带来了电磁环境的问题,由于人们对环境问题越来越关注,导致了电磁环境问题制约着我国输电线路的建设。在设计输电线路的时候,需要考虑多方面的问题,其中要考虑到电磁环境对附近的居民以及建筑物造成的影响,因此要在输电线路设计阶段进行三维数字化的设计,并计算附近建筑物所受到的电磁环境影响。

关键词:输电线路;数字化设计;电磁环境计算

由于我国对于电力的需要也来越来,电网的规模随之扩大,输电线路与人们的生活越来越近,这在一定程度上电磁环境影响了人们的生活。因此在架设输电线路的时候既要能够保证输电线路的工作,也要保证居民不会受到影响。在实际的线路架设中,想要不影响附近建筑是比较困难的,本文把输电线路架设时电磁环境在三维的平台里进行计算,并且显示出输电线路附近的电磁环境,这样在设计输电线路的时候就可以作为参考。

1输电线路附近的电磁环境

1.1特征

导线只要通电,那么它的周围就会有电场以及磁场,由于电压等级的不同,那么输电线路产生的磁场以电场环境都是不一样的,如果不考虑线路附近的树和建筑物的影响,那么从导线一直到地面的高度这个空间范围里电位的分布情况是以指数的形式减小,也就是说离地面越近,电场的强度也会越小,导线投影到地面的点为原点,从原点向垂直线路的方向想两边以指数的形式递减。除此之外,电压的等级高,那么周围的电磁场强度就会强[1]。

输电线路里的电场强度和多种因素有关,如导线的实际参数、导线之间的距离、导线离地面的高度等等。总结来讲,如果输电导线的半径、分裂的半径以及分裂的根数大,那么电场强度就强;相同序列的排列要比不同序列的排列电场强度强;导线之间的距离大,那么电场强度也强。

1.2输电线路对附近的建筑影响

输电线路对附近环境的影响主要是建筑中的电磁现象。以前的输电线路是远离城市的,但是随着城市化的建设,输电线路已经靠近城市,附近生活的居民在这种电磁环境中将会受到辐射。此外,这种电磁环境将会影响着电子设备的正常使用,比如干扰信号,影响通讯,电视的屏幕图像也会受到干扰。主要传播方式就是透射波,还有能够从窗户和门穿过的绕射波,具体情况要看墙壁的磨损程度和干湿的状态。

所以,在架设输电线路的时候要注意不要对周围的居民造成影响,减轻辐射,这就要做到架设时设置一定防护辐射的距离。

2电磁环境计算

2.1计算要求

输电线路有关电磁场的模型简化要求:应用的测试和计算都是在空旷的地方产生没有发生畸变的电场,不考虑接近建筑物时输电线路的电场变化;地面点位数是零,不考虑输电线路两边的弧垂,只需要输电线路中弧垂的最低点就可以,将其作为导线距离地面的高度,而且把输电线路看作平行无限长的导线,所产生的磁场也是平行的。

2.2电场强度计算

电场强度的计算分为两步,第一步是计算出单位长度的导线电荷,然后计算出电荷所产生的场强,具体的过程是:首先,线路的周围模拟出n个电荷,其次知道这些电荷的电位表示式,然后按照叠加的原理求出电场强度。

2.5验证

通过输电线路的电磁环境计算程序对上述结果进行验证,得出本次使用的的计算方法能够有效的进行电场的计算,其结果和程序得出的结果没有太大的误差,能够在误差的范围里满足三维模式下的电磁环境显示需求。

3在输电线路的三维设计里电磁环境计算的应用

最后,本次将上边计算电磁环境的方法应用到输电线路的数据化设计里去,是为了能够更快速简单的计算出输电线路附近的电磁环境,即为上述计算的可听噪音、无线干扰强度、电磁的强度,将这些与高清图像结合起来,如卫星影像,这样就能够更加直观的表示出输电线路周围的磁场情况,然后就可以计算出附近建筑物受到的电场强度、无线干扰的强度、可听噪音。

这种与三维数据化设计相结合的计算方式对于计算导线的磁场强度有着关键性的作用,可以帮助人们进行输电线路的架设,使线路附近的电磁场可以符合标准要求。

在架设输电线路的周围如果有建筑物,那么对当前所处的环境进行电磁校验,如果得出的值超过了原来规定的范围,就会出现预警提醒。在三维平台中的房屋模型是根据房屋测量的数据建成的,将房屋的高度以及四个位置的坐标标出来,就可以自动的建成房屋立体模型,然后点击周围的导线,以此设置出不同的输电线路的架设条件,通过方程计算出导线距离地面的具体数据,计算的结果能够显示出需要的距离数据,然后按照这些距离计算出与导线作为接近的那么电磁环境,计算出这点的磁场强度、无线干扰的强度、可听噪音的具体数值[3]。

结论

本文通过对输电线路数字化设计中电磁环境计算的应用,将计算结果通过输电线电磁环境的计算程序进行验证,分析出输电路线在三维数据设计平台的实际使用,得出如下结论:

(1)通过电磁环境计算和程序的验证得出两者的结果误差并不大,可以在架设输电线路时通过计算提供数据依据,帮助选择合适的架设高度和位置。

(2)使用三维数字化设计可以进行电磁环境的计算和验证,更加直观的表现出附近建筑受到的电磁环境的影响,帮助线路设计的工作。

参考文献:

[1]李志伟,吴兴全,惠帅,等.电磁环境计算在输电线路数字化设计中的应用研究[J].电网与清洁能源,2018,34(5):25-30,35.

[2]王枝文,梁雄,陈健.特高压交流输电线路电磁环境计算方法探讨[J].广西电业,2018,(11):70-74,77.

[3]彭伟,白霞.输电线路三维数字化设计平台研究[J].中国高新技术企业(中旬刊),2016,(6):28-29.

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