500kV超高压输电线路铁塔附近电场仿真分析

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1、通馋电．潦技术2017年1月25日第34卷第1期TelecomPowerTechnologyJan25，2017，Y里!：兰兰蔓旦：!doi：10．19399／j．cnki．tpt．2017．01．022500kV超高压输电线路铁塔附近电场仿真分析糍㈣：张龙t，张阳2，孙江东3(1．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002；2．三峡水力发电厂，湖北宜昌443002；3．宜都市供电公司，湖北宜都443000)摘要：随着超高压输电线路的建设，其带来的电磁环境问题越来越严峻。文章基于静电场有限元法，计算并分析了500kv超高压输电线

2、路铁塔附近电场。研究结果不仅表明了超高压输电线路铁塔附近的电场分布特点，而且能够为超高压输电线路铁塔的结构设计、超高压线路带电作业的电场分布情况等提供参考。关键词：500kV超高压输电线路；电场分布；有限元法SimulationandAnalysisofElectricFieldNeartheTowerof500kVEHVTransmissionLinezHANGLon91，zHANGYan酽，suNJian旷don矿(1．C01legeofE1ectricalEngineering&NewEnergy，ChinaThreeGorg

3、esUniversity，Yichang443002，Chim；2．ThreeGorgesHydropowerPlant，Yichang443002，China；3．YiduPowerSupply(乃mpany，Yidu433000，China)Abstract：WiththeconstructionoftheEHVtransmissionline，theelectromagneticenviromentproblemisbecomingmoreandmoreserious．13asedonthefiniteelementmetho

4、dofelectrostatic“eld，thispapercalculatesandanalyzestheelec—tricfieldnearthetowerof500kVultrahighv01tagetransrnissionline．ResearchresultsnotonlycanindicatetheelectricfieIddistributioncharacteristicsneartheEHVtransmissionlinetower，butaIsodoesitprovidereferenceforstructur

5、ede—signofhigh、，01tagetransmission1inetowers，theelectricfielddistributionofEHVtransmission1ineliveworking．Key、vords：500kVultrahighvoltagetransmissionline；electricfielddistribution；thefiniteelementmethod近年来，电磁环境的好坏已经成为衡量环境质量的一个重要指标，国际上关于超高压输电线路周围工频电磁场对环境影响的讨论热烈[1引。本文基于静

6、电场有限元法，计算并分析500kV超高压输电线路铁塔附近的电场分布情况，特别是三相导线周围、绝缘子串表面、铁塔下方地面附近等电场分布J隋况。1基于有限元法的空间电场数值计算原理交流输电线路产生的电场可以近似为静电场[4'引。在静电场中，一般取电位中为直接求解对象，在各向同性、线形、均匀介质中，电位Q满足拉普拉斯程‘6

7、：V2垆一0(1)式中，P表示电位。在电磁场领域里，定解条件一般分为四种类型：(1)给定整个场域边界上的电位值，称为第一类边值问题；(2)给定整个场域边界电位法向导数值，称为第二类边值问题；(3)给定整个场域边界上的电

8、位值和其法向导数线性组合，称为第三类边值问题；(4)混合类边界问题，即在整个场域的部分边界上给定电位值，而在其余部分给定电位的法向导数值。由电磁场理论可知，各类电磁场的定解问题是由对应的电磁场方程组和定解条件组成的[7’8

9、。若用有限元法求解，则首先需要确定与定解问题等价的泛函问题及变分问题。由于在电磁场方程中，拉普拉斯方收稿日期：2016—10一13作者简介：张龙(1989一)，男，湖北汉川人，硕士研究生，主要研究方向为输电线路绝缘子泄漏电流在线监测。程为泊松方程的一种特例，现以齐次第一类边界条件的泊松场来说明泛函的极值问题[引。

10、在泊松方程中，泛定方程为：V2垆一厂(一号)(2)式中，S为定义域的闭合边界面。当垆的定义域为体积V时，定解条件：9I。=o。可以证明：齐次边界条件的拉普拉斯算子为自伴随算子，即：