特高压直流输电线路电磁环境安全评估

摘要

现阶段我国经济和社会正处于稳定和快速发展时期，对于能源需求也是日益增加，特高压输电工程技术在这关键时期起到非常重要的作用，不仅优化了资源配置，还解决了能源不均衡等问题，也为我国执行可持续发展战略提供坚实的后盾。但是特高压输电电压随着发展的需求而不断的提升，其输电线路周边的电磁环境也日益不可忽略，本文就对特高压直流输电线路周围电磁场进行详细的分析，并对其作出安全评估，主要包括:直流电场，离子流密度，直流磁场等。
　　(1)分析了直流输电线路下地面标称电场分布特征。分别介绍了标称电场计算的方法以及分裂导线转换为等效导线的计算方法，计算了在不同的导线结构参数因素下地面标称的分布情况，最后计算分析了直流磁场的分布情况。
　　(2)首先介绍了计算离子流场的方法和步骤，其次就是对有限元软件并进行了有效性验证，最后分析了在不同的导线结构参数因素下合成电场和离子流密度的分布情况，。
　　(3)对特高压直流输电线路对人体电磁暴露进行了安全评估，首先介绍了三维离子流场的计算模型，然后根据人体组织的电磁特性及生理结构，以均匀组织的电导率和介电常数为基础，在COMSOL中建立了人体简化模型。最后分析了特高压输电线路下方人体周围场强、人体、头部组织的场强分布特征，并与已知的结论和现行的ICNIRP安全标准进行对比。
　　结果表面:由于±1100kV输电线路正在建设，只能是进行预测性仿真，本人在仿真过程中设置导线离地高度28m，仿真结果发现，当风速为0m/s时，人体内部电场最大值是5.59V/m，已经超过ICNIRP规定的普通民众限值0.4V/m和专业限制0.8V/m，但大脑内部最大电场值0.124V/m在其两种限值范围内，对于长期居住在特高压直流输电线路周边的居民会有一定的健康风险，因此在实际建设中需采取一定的降低电磁暴露防护措施或者避免穿越居民区。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文的选题背景与研究意义

1．1．1 我国发展特高压输电的必要性

1．1．2 研究特高压直流输电环境的必要性

1．2 特高压直流输电线路电磁环境问题

1．2．1 直流电晕

1．2．2 电场效应

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文主要研究内容

2 特高压直流输电线路下地面标称电场和磁场分析

2．1 标称电场计算模型

2．2 地面标称电场计算分析

2．2．1 不同对地高度对标称电场影响

2．2．2 不同分裂间距对地面标称电场影响

2．2．3 不同极间距对地面标称电场影响

2．3 特高压直流磁场计算

2．4 小结

3 特高压直流输电线路合成电场和离子流密度计算

3．1 地面合成电场和离子流密度计算模型

3．1．1 基本假设

3．1．2 基本方程

3．1．3 边界条件

3．1．4 计算步骤

3．2 算例验证

3．3 地面合成电场和离子流密度分布

3．3．1 不同对地高度对地面合成场强和离子流密度分布的影响

3．3．2 不同极间距对地面合成电场和离子流密度分布的影响

3．3．3 不同子导线半径对地面合成电场和离子流密度分布影响

3．3．4 不同分裂间距对地面合成电场和离子流密度分布的影响

3．4 减小地面合成电场和离子流密度措施

3．5 小结

4 特高压直流输电线路合成电场对人体影响分析

4．1 特高压直流输电线路三维计算模型

4．1．1 三维离子流场计算方法简介

4．1．2 三维离子流场算例验证

4．2 人体模型和人体生物组织简介

4．3 特高压直流输电线路对人体电场效应分析

4．3．1 静电场与合成电场对人体电场效应分析

4．3．2 不同风速下合成电场对人体电场效应分析

4．4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果