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随着交流输电线路电压等级、规模和输送容量的不断提高,输电线路越来越接近公众的活动区域,而线路下方的工频电场也随之增大,输电线路电磁环境影响越来越受到人们的关注,电磁环境问题已成为电网发展的主要制约因素。因此,有必要研究超高压输电线路工频电场及其抑制措施,具有重要的理论意义和工程实用价值。
根据500kV超高压输电线路实际情况,考虑档距、弧垂等因素的影响,建立了基于模拟电荷法的交流超高压输电线路工频电场仿真计算模型,研究了超高压输电线路周围电场分布;基于偶极子法建立了分裂导线表面电场仿真计算模型,研究了500kV单回、同塔双回输电线路分裂导线表面最大电场强度;分析讨论了导线高度、布置方式、导线截面积、相序、相间距离、分裂根数、分裂间距等对线路周围电场分布影响的规律和特点,进而分析了抑制工频电场的屏蔽措施。主要得到了以下结论:
①单回线路采用倒三角排列时,导线下方工频电场强度最小;随着导线悬挂高度的增大,导线下方地面附近工频电场强度降低;导线下方工频电场随着线路相间距离、导线分裂数的增大而增大;同塔双回输电线路两回线路相序一致时,导线下地面附近最大电场强度最大,两回线ABC/CBA排列时地面附近电场强度最小。
②单回线路中间相导线表面电场强度最大,同塔双回线中间相导线表面最大电场强度最大,上相导线表面最大电场强度最小;分裂导线根数、截面对导线表面最大电场的影响显著,导线对地高度、分裂间距、相间距离及布置方式对其表面最大电场强度有一定的影响。
③在线路下方架设屏蔽线能够有效降低地面附近工频电场强度,屏蔽线高度、横向位置的布置均存在最佳段;随着屏蔽线间距的增大,地面附近最大工频电场强度先降低后增大;屏蔽线根数越多,地面附近电场强度越小,但随着屏蔽线根数的增加,电场降低幅度变缓,屏蔽线数目增加,将增大工程量和成本,因此,需要综合考虑屏蔽效果和经济性适当选择屏蔽线数目。