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  为研究相导线对地高度变化对线路下方工频磁场的影响，以单回路 IVI 水平排列的 1000kV 交流输电线路模型为例， 按输送自然功率时， 电流取 3kA 计算， 对地高度分别取 15m、

  17m、19m 和 21m，图 2 给出了其在相导线离地不同高度的情况下，离地 1m 处的工频磁场的 横向分布曲线，图中实线表示水平分量，虚线 能够准确的看出，工频磁感应 强度在距离线m 范围内水平分量大于垂直分量，此范围以外垂直分量大于水平分 量。因此，可认为架空输电线路附近磁场以水平分量为主，这与工频电场中垂直分量占主要 成分不同。同时，还可得出，磁感应强度随着导线离地距离的增加而减小的结论，利用这一 关系，能够最终靠抬高导线对地高度来减小地面磁场强度。

  特高压交流输电线路下方空间磁场的大小除了与线路负荷电流的大小有关外， 还和导线对

  地高度、单回路时的导线布置形式、双回路时的相序布置方式等重要的因素有关。根据我们国家 DL/T988-2005 《高压交流架空送电线路、 变电站工频电场和磁场测量方法》 行业标准规定[5]： 正常的情况下，工频电场可只测量其垂直于地面的分量，即垂直分量；但工频磁场既要测量垂 直分量，也要测量其水平分量。因此，在分析上述参数对工频磁场分布的影响时，分别使用 磁感应强度的水平分量和垂直分量来表征磁场强度，以使其分析结果与 DL/T988-2005 标准 中规定的测量参数相对应，从而为工程设计人员提供更为直观的参考和借鉴。

  图3不同导线布置形式时工频磁场的横向分布图4不同相序布置时工频磁场的横向分布由图3可见四种不同排列方式下的工频磁场曲线均为对称分布而且当导线呈水平排列和正三角形排列时磁感应强度各分量的极值分布在两边相导线下方附近ivi水平排列的水平分量和垂直分量的极值分别为31669t和3057ptvvv水平排列的分别为3255岬和29241ativi三角排列的分别为31889t和28381ttvvv三角排列的分别为3172灯和26131at

  当输电线路的导线中有电流通过时， 就会在周围产生磁场。 磁场具有一些与电场不同的

  特性：磁场强度的大小只与电流有关，而与电压无关；50Hz 的工频磁场很容易穿透大多数 物体（例如建筑物和人） ，而且不会受到这些物体存在的干扰。因此，必须进一步探索特高压 交流线路产生的工频磁场的横向分布特性， 以便在出现最大磁场感应强度的地方做好屏蔽工 作。 下面分别对我国初步设计的几种典型的特高压交流输电线路 （具体结构参数见文献[4]） 的工频磁场进行了计算分析，有关参数按以下情况考虑： ① 单回路排列方式：考虑较为典型的 IVI 水平排列和 IVI 三角排列，负荷电流取 3kA， 导线m。 ② 双回路排列方式：考虑较为典型的 I 串同相序垂直排列和 I 串逆相序垂直排列，负

  （2）特高压交流同塔双回输电线路 特高压交流同塔双回输电线路与单回输电线路工频磁场数学模型的建立过程相类似， 可 得到下列公式：

  式中， B p 为空间 p 点的磁感应强度；( X i , Yi ) 、( x, y ) 分别为导线和 p 点的坐标值； r 为导 线到 p 点的距离。 对于特高压输电线路，由于其内部通有的交流电流跟着时间不断的变化，所以采用“时 域法” 来建立工频磁场的数学模型， 使其求解过程简单直观， 从物理概念上也更加容易理解。 （1） 特高压交流单回输电线路 将三相对称电流 I A 、 I B 、 I C 表示成瞬时值的形式，并令 A 相电流的相位角为  ，则 由叠加原理可推出，三相导线在 p 点的合成磁场的水平分量为：

  式中， K  20 I 。 2 由于三相输电的电流随时间一直在变化，因此 p 点的工频磁场也随时间而变化，所以在 空间不同点的最大场强所对应的电流相角  是不同的。当 dBp d  0 时， p( x, y) 点的合成 磁感应强度才达到最大值，所求的相角  为： 2( MN  M 1 N1 ) 1   arctg 2 2 ( M  M 12 )  ( N 2  N12 ) （10） 将上式代入（9）得三相输电线路在 p 点产生的最大磁感应强度的幅值为：

  在一般情况下， 只需考虑处于空间的实际导线中的负荷电流的影响， 其结果就能满足工 程需要。通有电流为 I 的单根输电导线，在没考虑镜像时，用安培定律计算导线电流在空 间 p 点产生的磁场强度为：

  由于工频情况下电磁性能的准静态性质， 线路的磁场仅由电流产生。 把安培定律应用于

  载流导线，并将计算结果叠加，可求出导线周围的磁场强度。和电场强度计算不同的是关于 镜像导线的考虑，与导线所处高度相比这些镜像导线位于地下很深的距离 d ，近似可取 ：  （1） d  660 f 式中，  为大地电阻率； f 为电流频率。 而要进行磁场的精确计算需要采用复镜像理论来计算镜像导体的深度， 其基础原理是将 大地的影响等效为地下的一等值反向电流所产生的影响 。设导线在地面以上高度为 y ，则 复镜像深度为 y   ，其中

  发展百万伏级交流特高压电网， 对于满足我国电力需求的持续迅速增加， 优化能源资源

  配置方式，促进电网与电源协调发展，提高社会综合效应，推动电力技术创新和电工制造业 技术升级等具备极其重大的意义，同时，也是实现全国电力资源优化配置的一项战略性举措 。 随着输电电压等级的逐步的提升和我国环保事业的持续不断的发展， 电磁影响将成为决定输变电 工程建设的主要的因素， 但对于特高压输电线路， 过去一直偏重于研讨工频电场对环境的影响， 而较少考虑工频磁场的影响问题。因此，本文基于空间工频磁场的时域数学模型，重点研究 了特高压交流输电线路的工频磁场的分布规律及减小磁场强度的方法， 旨在为我国特高压交 流输电线路的优化设计提供参考和借鉴，以保证建成后的线路能够很好的满足环境限值的要求。

  因而线路下方工频磁场越大。 电流的变化正比于磁场强度的变化， 能够准确的通过这种正比例关系 推导任意大小的 载流导线附近的空间工频磁场强度。

  荷电流取 4kA，导线 给出了在垂直线m 处的工频磁场横向分布规律，图中曲线、 曲线 分别对应于 I 串逆相序垂直排列、 水平排列、 串同相序垂直排列和 IVI IVI I 三角排列的线路。由图可见，在某个空间高度下，无论导线如何布置，工频磁场横向分布的 最大值总是出现在导线档距中央的附近，与曲线 对应的最大磁感应强度分别为： 29.0µT、27.3µT、27.5µT 和 24.1µT。对我国超高压交流输电线路的工频磁场的普测分析表 明： 对于 500kV 输电线m 处的工频磁感应强度的典型值为 20µT。 由此可见，当输送上限功率时，特高压输电线路的工频磁场水平与超高压输电线路的相当。

  摘要：通过建立特高压交流输电线路空间工频磁场的时域数学模型，有效地解决了在复域模型中求解的繁

  琐过程，提高了运算速度，扩展了适合使用的范围。利用建立的预测模型分析了我国特高压交流输电线路产生的 工频磁场的横向分布规律，以便在出现最大磁场感应强度的地方做好屏蔽工作。从控制工频磁场的角度定 量研究了线路负荷电流的大小、导线对地高度、单回路时的导线布置形式和双回路时的相序布置方式等主要 因素的影响程度，为工程设计人员提供更为直观的参考和借鉴。