輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸電線路下電場(chǎng)的計(jì)算一般采用等效電荷法，設(shè)線路為無(wú)限長(zhǎng)并且平行于地面， 地面為平面且視為導(dǎo)體，采用平面鏡像法等效，計(jì)算輸電線上的等效電荷，進(jìn)而計(jì)算輸電線 下的電場(chǎng)。
[0003] 當(dāng)輸電線路位于如山坡附近，其地面由水平地面和有一定傾斜角度的傾斜地面組 成時(shí)，則無(wú)法設(shè)置鏡像導(dǎo)線，因而無(wú)法計(jì)算。為考慮此時(shí)地面感應(yīng)電荷對(duì)電場(chǎng)的影響，需要 在水平和傾斜地面下設(shè)置大量模擬電荷來(lái)近似等效地面感應(yīng)電荷的影響，其求解未知數(shù)大 大增加，計(jì)算復(fù)雜；如果采用有限元法，對(duì)導(dǎo)線和地面上的區(qū)域進(jìn)行剖分求解，計(jì)算復(fù)雜，且 有限元法用于計(jì)算細(xì)導(dǎo)線和開(kāi)域問(wèn)題時(shí)計(jì)算量加大?，F(xiàn)有的其它電場(chǎng)計(jì)算方法在處理此傾 斜地面時(shí)，也都會(huì)使計(jì)算變得復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì) 算方法，該方法改善了在模擬傾斜地面中感應(yīng)電荷時(shí)難以找到簡(jiǎn)單、有效的鏡像電荷的不 足。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法，包括以下步驟：
[0007] (1)進(jìn)行幾何變換，將輸電線和地面上的空間區(qū)域變換為水平地面上的半無(wú)限大 空間區(qū)域；
[0008] (2)對(duì)變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)問(wèn)題應(yīng)用平面鏡像法，根據(jù)變換后的輸電線及其鏡 像導(dǎo)線，采用等效電荷法計(jì)算電場(chǎng)；
[0009] (3)計(jì)算變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，繼而計(jì)算有傾斜地面時(shí)輸電線路下的電場(chǎng) 強(qiáng)度。
[0010] 所述步驟（1)中，其具體步驟為：將輸電線和地面上的空間區(qū)域記為Z平面，變換 為水平地面上的半無(wú)限大空間區(qū)域記為W平面，其變換公式為
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法，其特征是：包括以下步驟： (1) 進(jìn)行幾何變換，將輸電線和地面上的空間區(qū)域變換為水平地面上的半無(wú)限大空間 區(qū)域； (2) 對(duì)變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)問(wèn)題應(yīng)用平面鏡像法，根據(jù)變換后的輸電線及其鏡像導(dǎo) 線，采用等效電荷法計(jì)算電場(chǎng)； (3) 計(jì)算變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，繼而計(jì)算有傾斜地面時(shí)輸電線路下的電場(chǎng)強(qiáng)度。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法，其特征 是：所述步驟（1)中，其具體步驟為：將輸電線和地面上的空間區(qū)域記為z平面，變換為水 平地面上的半無(wú)限大空間區(qū)域記為w平面，其變換公式為
其中，
，9 =acos(x/|z|)，a為傾斜地面的傾斜角；x、y分別為z平面 的橫向、縱向坐標(biāo)，u、v分別為w平面的橫向、縱向坐標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法，其特征 是：所述步驟（3)中，其具體步驟為：將w平面內(nèi)求解的電場(chǎng)強(qiáng)度按照變換公式（2)，計(jì)算出 z平面內(nèi)的有傾斜地面時(shí)輸電線路下的電場(chǎng)強(qiáng)度；
其中，0 = (3i-0)aAjT-a)，EX、EY分別為x軸和y軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輸電線路下方為傾斜地面時(shí)工頻電場(chǎng)的計(jì)算方法，包括以下步驟：進(jìn)行幾何變換，將輸電線和地面上的空間區(qū)域變換為水平地面上的半無(wú)限大空間區(qū)域；對(duì)變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)問(wèn)題應(yīng)用平面鏡像法，根據(jù)變換后的輸電線及其鏡像導(dǎo)線，采用等效電荷法計(jì)算電場(chǎng)；計(jì)算變換后的平面內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，繼而計(jì)算有傾斜地面時(shí)輸電線路下的電場(chǎng)強(qiáng)度。本發(fā)明解決了有傾斜地面時(shí)無(wú)法用平面鏡像法等效地面影響的問(wèn)題，得出了與傾斜地面等效的水平地面電場(chǎng)問(wèn)題，僅用與導(dǎo)線相同數(shù)目的鏡像電荷，通過(guò)簡(jiǎn)單的解析公式進(jìn)行換算，即可得到要求解的電場(chǎng)，與現(xiàn)有方法比較，計(jì)算難度和計(jì)算量大大降低。
【IPC分類(lèi)】G06F19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104573320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410765359
【發(fā)明人】姜雨澤, 梁振光, 李勇, 許乃媛, 吳觀斌
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日