直流輸電線路合成電場與帶電作業(yè)人員體表電場分析研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，為滿足日益增長的電能需求，建設(shè)具有輸電容量大、輸電距離遠等優(yōu)點的特高壓直流輸電工程成為我國輸電工程的發(fā)展趨勢。但在特高壓直流輸電線路運行和維護中，線路電暈效應(yīng)使周圍的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，一方面影響了線路下方地面活動人員的安全，另一方面也增加了帶電作業(yè)的難度，甚至威脅作業(yè)人員和生命安全與線路的穩(wěn)定運行。因此，深入研究特高壓直流輸電線路周圍的電場環(huán)境，評估帶電作業(yè)人員的體表電場，對特高壓直流輸電線路安全運行和維護具有重

2、要意義。
　　本文基于特高壓直流輸電合成電場的控制方程，采用上流有限元法對特高壓直流輸電線路合成電場進行了求解。同時，基于上述方法并結(jié)合實際帶電作業(yè)情況，建立簡化的帶電作業(yè)工況模型，對不同位置處帶電作業(yè)人員體表的電場分布進行了研究。主要工作如下：
　　首先，分析了特高壓直流輸電線路下離子流的形成機理，確定了求解合成電場的控制方程及其相應(yīng)的假設(shè)和定解條件；研究了上流有限元算法的原理與求解步驟，編寫了上流有限元法程序。
　

3、　其次，利用上流有限元法進行了二維區(qū)域下的合成電場求解。具體為：選取關(guān)鍵參數(shù)，求解了同軸圓柱合成電場問題，并通過與解析結(jié)果對比驗證了算法的有效性；根據(jù)實際±800kV輸電線路情況，建立簡化的二維輸電線路模型，計算了線路周圍的電位、電荷密度及合成電場，研究其在空間與地面的分布情況，并討論了線路在不同對地高度時，地面合成電場與離子流密度的變化規(guī)律。
　　再次，將二維上流有限元法推廣到三維對合成電場進行求解。包括三方面：將二維上流有限元

4、法用推廣到三維空間，編寫三維上流有限元法程序；利用該方法求解同心導(dǎo)體球內(nèi)的合成電場問題，并驗證方法的正確性；根據(jù)實際±800kV直流輸電線路情況，建立線路的三維模型，利用三維上流有限元法求解線路周圍的合成電場，對不同平面的電場強度分布進行了分析，并進行了三維與二維計算結(jié)果的比較。
　　最后，研究輸電線路周圍存在帶電作業(yè)人員時的人員體表電場分布。結(jié)合帶電作業(yè)的實際情況，建立簡化的作業(yè)人員和桿塔模型，利用上流有限元法對±800kV直流