500kv鐵塔電場仿真及改善周邊電場環(huán)境措施分析、輸電線路屏蔽方案優(yōu)化分析案例

1、附錄 附錄 A（資料性附錄） （資料性附錄）500kV 500kV 鐵塔電場仿真及改善周邊電場環(huán)境措施分析 鐵塔電場仿真及改善周邊電場環(huán)境措施分析1 二維電場有限元分析的基本原理 二維電場有限元分析的基本原理靜電場作為一個能量場，它滿足電荷守恒定律、高斯定律等，說明它是一個守恒場。在靜電場中，由相關(guān)定律可知電強(qiáng)的積分環(huán)路恒為零，即積分結(jié)果不受路徑影響。在靜電場中，使用的積分方程的公式為:（A1） 0 ? ? ? dl E（A2） ?

2、? ? ? ?v sdV q dS D ?（A3） E D ? ?使用的微分方程的公式：（A4） 0 ? ? ? E（A5） ? ? ? ? D由上述微分公式能夠計(jì)算出拉普拉斯及泊松方程。推導(dǎo)的步驟為，通過將和 兩個 E D ? ? ? ?? ? E關(guān)系式，代入（A5）方程中得出：（A6） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? E E D當(dāng)在均勻的介質(zhì)中，由于滿足 ，則可得： 0 ? ? ? E（A7） ? ? ? ? ?

3、? ? ? ? ? ? E（A8） ? ? ? / 2 ? ? ?上式為靜電場的泊松方程。 若 時，(A8)的公式則為 ，該方程式稱為拉普拉斯方程。并且將 被稱為拉普拉 0 ? ? 0 2 ? ? ? 2 ?斯算子。對缺陷二維模型使用有限元法計(jì)算時，首先確定我們所要求解場域。在仿真計(jì)算時，一般把電極的表面取作邊界，而電極外部的空間稱為場域。通過設(shè)定電極兩 端施加規(guī)定電壓，再求出電極以外空間的電場。若場域滿足公式（拉普拉斯方程式）時:（

4、A9） 0 ? ? divgrad則計(jì)算場域問題可轉(zhuǎn)化為求解邊界值問題，一般稱為 Dirichlet。其中將函數(shù) 被稱為電位，其滿足的 ?微分方程為:（A10） 0 2 ? ? ?電場強(qiáng)度則有下式給出：（A11） ? ?? ? E上式中 E 指電場強(qiáng)度矢量，其單位為 V/m。 當(dāng)超過 2 種及以上電介質(zhì)的時候，這兩類媒介質(zhì)的界面上，電勢應(yīng)滿足連續(xù)性條件:（A12） 2 1 ? ? ?（A23）m mi ji iey xy xy x111

5、21 ? ?對方程組結(jié)合求解，結(jié)合方程為：（A24） ? ?? ? ? ? 01 1? ? ? ??? ???? ? ?? ?nee eneeeK F ??從而得到了有限元方程：（A25） ? ?? ? 0 ? ? K上式中系數(shù)矩陣 ，并且 是對稱的和稀疏帶狀結(jié)構(gòu)；其中 由電場單元劃分節(jié) ? ? ? ? ???nee K K1 ? ? K ? ? ?點(diǎn)的電位矩陣組成，待求得未知量，其中各節(jié)點(diǎn)電位可以利用邊界條件求出。2 500kV 鐵

6、塔仿真分析及改善周邊電場環(huán)境措施分析 鐵塔仿真分析及改善周邊電場環(huán)境措施分析 隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和輸電電壓等級的不斷提高．輸電線路的電磁環(huán)境影響越來越受到人們的關(guān)注，超高壓輸電線周圍電磁環(huán)境及其對人體的輻射已成為人們普遍關(guān)心的問題之一，隨著社會遠(yuǎn)距離供電的發(fā)展，高壓輸電的作用日趨明顯，但是由于所輸?shù)碾娔苁?50Hz 的高壓交流電，所以不可避免的就會產(chǎn)生一定大小的電磁場。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對于高壓輸電線產(chǎn)生的電磁場是否