关键词：
输电线路
交叉跨越
空间电场强度
影响因素
巡检避障
摘要：
近年来,随着社会经济的发展和现代化进程的推进,我国电力行业发展迅速,电网规模逐渐扩大。但我国能源资源与负荷需求的逆向分布决定了全国范围优化配置资源的客观需求,因此具有超远距离、大容量输电特点的特、超高压交流输电技术发展迅速,且必然是我国电网的发展方向。然而由于我国现代化进程的快速推进和城市化范围的不断扩大以及工农业的大力发展,即受到土地资源和线路走廊的限制,高压交流输电线路建设出现不同电压等级、不同类型线路交叉跨越的情况是不可避免的。
此外,人们对高压输电线路电磁环境问题的认识和关注度逐渐提高;另一方面,高压输电线路的电磁环境限值直接影响线路架设高度、交叉跨越高度差和跨越角度等关乎建设成本的因素,且高压输电线路交叉跨越区域的三维空间电场分布相较于非交叉跨越区域更为复杂。因此,研究高压输电线路交叉跨越区域的电场环境是十分必要的。本文全面分析了各种交叉跨越类型输电线路的下方、中间和上方区域的空间电场分布以及不同因素对电场强度的影响规律,并提出降低交叉跨越区域电场强度的措施。主要研究工作为:
(1)针对高压交流输电工程中出现的交叉跨越问题,基于模拟电荷法得到交叉跨越区域三维空间电场强度的理论计算原理;基于Ansys仿真软件建立交叉跨越区域三维电场仿真模型,研究三维空间电场强度仿真在静电场中的实现,并将空间电场强度仿真结果与实测结果进行对比,验证仿真模型的准确性,为交叉跨越区域输电线路的研究提供基础。
(2)以交流1000 k V线路交叉跨越交流500 k V线路为例,建立三维仿真模型,分析交叉跨越区域的三维空间电场强度分布规律,并与非交叉跨越区域的电场强度对比,得出交叉跨越区域电场强度的突变规律;通过分析交跨区域下方的工频电场强度分布特征,总结跨越高度差、交叉角度、相序、相位差、导线排列方式等因素对下方空间电场的影响规律,最后给出可降低下方区域电场强度的方法。
(3)分析交叉跨越中间区域的电场强度分布特征,总结不同因素对中间区域电场强度、导线表面电场强度及被跨越线路感应电压的影响规律,确定合适的线路架设高度、交叉角度、相序等物理参数,并提出可减小中间区域电场强度、导线表面电场强度及被跨越线路感应电压的措施。
(4)分析交叉跨越上方区域的电场强度分布特征,总结不同因素对上方区域电场强度的影响规律;根据交叉跨越区域中间及上方的电场强度分布规律,选择合适的电场强度特征值作为巡检无人机的避障参数,研究无人机巡检交叉跨越区域输电线路的避障策略。
(5)研究交流跨越直流、直流跨越交流等不同跨越类型的下方、中间及上方区域的电场分布特征及不同因素的影响规律,并与交流跨越交流进行对比,总结三种不同跨越类型的电场分布及影响因素的异同点。
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