附录A 高压送电线下空间工频电场强度的计算
（标准的附录）
根据“国际大电网会议第36.01工作组”推荐的方法，利用等效电荷法计算高压送电线（单相和三相高压送电线）下空间工频电场强度。
A1 单位长度导线上等效电荷的计算
高压送电线上的等效电荷是线电荷，由于高压送电线半径r远远小于架设高度h，所以等效电荷的位置可以认为是在送电导线的几何中心。
设送电线路为无限长并且平行于地面，地面可视为良导体，利用镜像法计算送电线上的等效电荷。
为了计算多导线线路中导线上的等效电荷，可写出下列矩阵方程：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A1）
式中：
[U ]——各导线对地电压的单列矩阵；
[Q ]——各导线上等效电荷的单列矩阵；
[λ]——各导线的电位系数组成的n阶方阵（n为导线数目）。
[U]矩阵可由送电线的电压和相位确定，从环境保护考虑以额定电压的1.05倍作为计算电压。由三相500KV（线间电压）回路（图A1所示）各相的相位和分量，则可计算各导线对地电压为：
图A1 对地电压计算图
各导线对地电压分量为：
UA=（303.1+j0）KV
UB=(-151.6+j262.5)KV
UC=(-151.6-j262.5)kv
[λ]矩阵由镜像原理求得。地面为电位等于零的平面，地面的感应电荷可由对应地面导线的镜像电荷代替，用i,j,…表示相互平行的实际导线，用i′,j′,…表示它们的镜像，如图A2所示，电位系数可写为：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A2）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A3）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A4）
式中：
ε0——空气介电常数；；
Ri——送电导线半径，对于分裂导线可用等效单根导线半径代入，Ri的计算式为：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A5）
式中：
R——分裂导线半径；（如图A3）
N——次导线根数；
R——次导线半径。
由[U]矩阵和[λ]矩阵，利用式（A1）即可解出（Q）矩阵。
图A2 电位系数计算图
图A3 等效半径计算图
对于三相交流线路，由于电压为时间向量，计算各相导线的电压时要用复数表示：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A6）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A7）
式（A1）矩阵关系即分别表示了复数量的实数和虚数两部分：
[UR]=[λ][QR] ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A8）
[UI]=[λ][QI] ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A9）
A2 计算由等效电荷产生的电场
为计算地面电场强度的最大值，通常取夏天满负荷有最大弧垂时导线的最小对地高度。因此，所计算的地面场强仅对档距中央一段（该处场强最大）是符合的。
当各导线单位长度的等效电荷量求出后，空间任意一点的电场强度可根据叠加原理计算得出，在（X，Y）点的电场强度分量EX和EY可表示为：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A10）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A11）
式中：
Xi,Yi——导线I的坐标（I=1、2、…m）；
M——导线数目；
Li,L'i——分别为导线I及其镜像至计算点的距离。
对于三相交流线路，可根据式（A8）和（A9）求得的电荷计算空间任一点电场强度的水平和垂直分量为：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A12）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A13）
式中：
ExR——由各导线的实部电荷在该点产生场强的水平分量；
ExI——由各导线的虚部电荷在该点产生场强的水平分量；
EyR——由各导线的实部电荷在该点产生场强的垂直分量；
EyR——由各导线的虚部电荷在该点产生场强的垂直分量。
该点的合成场强则为：
┅┅┅┅┅┅┅ （A14）
式中：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A15）
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （A16）
在地面处（y=0）电场强度的水平分量
Ex=0
接地架空线对于地面附近场强的影响很小，对500KV单回路水平排列的几种情况计算表明，没有架空地线时较有架空地线时的场强增加约1%～2%，所以常不计架空地线影响而使计算简化。
计算举例：如图A4所示结构的单回路500KV三相架空送电线路，导线成水平状架设，采用n=4的分裂导线，求P点（x=150m,y=1m）处工频电场强度值。
图A4 计算例图
一、单位长度导线上等效电荷计算
分裂导线半径
等效导线半径
导线对地电压 Ua=(303.1+j0)KV
Ub=(-151.6+j262.5)KV
Uc=(-151.6-j262.5)KV
依此可写成实部和虚部两个矩阵：
电位系数：
根据导线的对称关系，可知：
依此写出电位系数矩阵：
则按式（A1）可得：
[UR]=[λ][QR]
[UI]=[λ][QI]
即:
对上述两矩阵方程求解,可得等效荷的矩阵值
二、计算P点处工频电场强度的水平分量和垂直时分量
各导线的坐标如图A5所示，则由P点（X=15M，Y=1M）坐标可得：
图A5 各导线坐标图
实部电荷QR在P点产生的场强水平分量：
所以，P点的场强水平分量为：
实部电荷QR在P点产生的场强垂直分量：
虚部电荷QI在P点产生的场强垂直分量：
所以，P点的场强垂直分量为：
附录B 高压送电线下空间工频磁场强度的计算
（标准的附录）
根据“国际大电网会议第36.01工作组”的推荐方法计算高压送电线下的空间工频磁场强度。
由于工频情况下电磁性能具有准静态特性，线路的磁场仅由电流产生。应用安培定律，将计算结果按矢量叠加，可得出导线周围的磁场强度。
和电场强度计算不同的是关于镜像导线的考虑，与导线所处高度相比这些镜像导线位于地下很深的距离d，
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （B1）
式中：ρ——大地电阻率（Ω.m）；
f——频率（Hz）。
在很多情况下，只考虑处于空间的实际导线，忽略它的镜像进行计算，其结果已足够符合实际。
如图B1，不考虑导线I的镜像时，可计算在A点其产生的磁场强度：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （B2）
式中：I——导线I中的电流值。
对于三相线路，由相位不同形成的磁场强度水平和垂直分量都必须分别考虑电流间的相角，按相位矢量来合成。一般来说合成矢量对时间的轨迹是一个椭圆。
图B1 磁场向量图
附录C 高压交流架空送电线路无线电干扰场强的计算
（标准的附录）
关于110～500KV交流架空送电线产生的0.15～30MHz频段无线电干扰场强，可根据国家标准《高压交流架空送电线无线电干扰限值》（GB15707-1995）的附录进行计算。
C1 基本公式
由下式可计算0.5MHz时高压交流架空送电线的无线电干扰场强。
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C2）
式中：
E——无线电干扰场强，Db(μV/m);
r——导线半径，cm;
D——被干扰点距导线的距离，M；
gmax——导线表面最大电位梯度，KV/cm.
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C2）
式中：
R——通过次导线中心的圆周直径cm；
n——次导线根数；
d——次导线直径cm;
g——导线的平均表面电位梯度。
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C3）
式中：Q——每极导线的等效总电荷，可由附录A中所述方法求出。
C2 高压交流架空送电线无线电干扰场强
根据式（C1）计算出高压交流架空送电线三相导线的每相在某一点产生的无线电干扰场强，如果有一相的无线电干扰场强值至少大于其余的每相值3dB（μV/m），则高压交流架空送电线无线电干扰场强值即为该场强值，否则按照下式计算。
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C4）
式中：
E——高压交流架空送电线无线电干扰场强，dB（μV/m）；
E1、E2——三相导线中的最大两个无线电干扰场强dB(μV/m)。
C3 80%时间概率下、具有80%置信度的无线电干扰场强值
由式（C1）计算的是好天气时50%时间概率下的无线电干扰场强值，对于80%时间概率、具有80%置信度的无线电干扰场强值可由该值增加6～10dB(μV/m)得到。
C4 高压交流架空送电线无线电干扰限值的频率修正公式
高压交流架空送电线无线电干扰限值的频率修正可按下列公式计算：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C5）
或
┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C6）
式中：△E——相对于0.5MHz的干扰场强的增量，dB(μV/m);
f——频率，MHz.
注:式(C5)的适用频率范围为0.15～4MHz.
应用举例
当频率为0.8MHz时，用式（C5）计算出△E为-3 dB(μV/m)，对于500KV线路：0.5MHz时无线电干扰限值E为55dB(μV/m)，所以0.8MHz时的无线电干扰限值为E+△E=52dB(μV/m)。
C5 无线电干扰场强的距离修正
高压交流架空送电线无线电干扰距离特性由下式表示：
┅┅┅┅┅┅┅┅┅ （C7）
式中：
EX——距边导结投影Xm处干扰场强，dB(μV/m)；
E——距边导线投影20m处干扰场强，dB(μV/m)；
X——距边导线投影距离，m；
H——边导线在测点处对地高度，m；
h——测量仪天线的架设高度，m；
k— |
匿名
发表于 2004-12-17 22:23:25
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