超特高压环境电磁场测量、计算和生态效应PDF电子书下载

第1章 超特高压环境电磁场及其影响 1

1.1 高压输变电工程工频电场、磁场对环境的影响及其限值 2

1.1.1 工频电场、磁场对环境的影响 2

1.1.2 工频电场、磁场限值 3

1.2 直流输电线路离子流、合成电场对环境的影响及其限值 5

1.2.1 离子流和合成电场 5

1.2.2 直流输电线路的生态影响 6

1.2.3 离子流密度和合成电场的限值 7

1.3 输电线路的电晕放电对环境的影响及其限值 8

1.3.1 电晕现象 8

1.3.2 电晕效应 9

1.3.3 交流输电线路无线电干扰的限值 10

1.3.4 直流输电线路无线电干扰的限值 11

1.3.5 交流输电线路可听噪声的限值 12

1.3.6 直流输电线路可听噪声的限值 13

参考文献 14

第2章 超特高压交流输电线路工频电场分析 15

2.1 输电线路二维工频电场计算 15

2.2 计及弧垂的输电线路三维工频电场计算 17

2.2.1 悬挂点等高架空输电线的相关力学计算 17

2.2.2 输电线路三维工频电场计算 19

2.3 输电线路工频电场分布 22

2.4 输电线路工频电场影响因素分析 24

2.4.1 特高压交流杆塔和线路基本参数 24

2.4.2 不同线路结构输电线下电场比较 26

2.4.3 控制场强下的导线最低架设高度和线路走廊宽度研究 27

2.4.4 气象条件和挡距的影响 28

2.4.5 导线类型及分裂导线数的影响 31

2.4.6 相导线间距的影响 33

参考文献 33

第3章 超特高压交流输电线路工频磁场分析 35

3.1 输电线路二维工频磁场计算 35

3.2 计及弧垂的输电线路三维工频磁场计算 35

3.2.1 输电线路电流计算 36

3.2.2 计及导线弧垂的三维工频磁场计算模型 37

3.3 输电线路工频磁场分布 38

3.4 输电线路工频磁场影响因素分析 40

3.4.1 不同线路结构输电线下电场比较 40

3.4.2 气象条件和挡距的影响 41

3.4.3 导线类型及分裂导线数的影响 43

3.4.4 导线架设高度的影响 44

3.4.5 相导线间距的影响 44

参考文献 45

第4章 超特高压直流输电线路合成电场分析 46

4.1 直流输电线路合成电场计算方法概述 46

4.1.1 解析法 46

4.1.2 半经验公式法 48

4.1.3 有限元法 50

4.1.4 伽辽金最小二乘无网格法 51

4.2 基于伽辽金最小二乘无网格法的合成电场计算 60

4.2.1 场域大小的求解及输电线等效半径的确定 60

4.2.2 起始电晕场强及起始电晕电压的确定 61

4.2.3 直流输电线路无网格法计算模型的建立 61

4.3 ±800kV直流线路的合成场强计算 63

4.3.1 基于无网格法的离子流场迭代计算 63

4.3.2 合成场强计算结果及分析 65

参考文献 70

第5章 交直流并行输电线路耦合干扰分析 71

5.1 并行输电线路的耦合干扰途径 71

5.1.1 电容性耦合 71

5.1.2 电感性耦合 72

5.2 耦合干扰模型 73

5.2.1 耦合干扰计算模型 73

5.2.2 输电线路参数计算 74

5.3 正常运行的交流线路对并行直流线路的耦合干扰分析 78

5.3.1 交流输电线路采用单回紧凑型排列 78

5.3.2 交流输电线路采用大截面导线输电方式 80

5.3.3 交流输电线路采用同塔双回排列 81

5.3.4 交、直流输电线路同杆塔 83

参考文献 88

第6章 超特高压变电站工频电场与磁场分析 90

6.1 超特高压变电站工频电场计算 90

6.1.1 高压变电站工频电场计算方法概述 90

6.1.2 变电站设备工频电场计算 97

6.1.3 变电站设备工频电场分布 100

6.2 超特高压变电站工频磁场计算 103

6.2.1 变电站大电流母排工频磁场计算 103

6.2.2 变电站设备工频磁场分布 104

参考文献 105

第7章 超特高压输电线路无线电干扰和噪声分析 106

7.1 超特高压架空输电线路电晕起始场强及影响因素 106

7.1.1 导线表面起晕场强 106

7.1.2 电晕过程影响因素 107

7.2 超特高压架空输电线表面最大场强 108

7.2.1 模拟电荷位置寻优算法 109

7.2.2 高压输电线表面电场分布特征 109

7.3 超特高压架空输电线无线电干扰及其计算 111

7.3.1 交流输电线路无线电干扰计算 111

7.3.2 直流输电线路无线电干扰计算 114

7.4 超特高压架空输电线可听噪声及其计算 115

7.4.1 交流输电线路可听噪声计算 115

7.4.2 直流输电线路可听噪声计算 116

参考文献 117

第8章 高压输电线路工频电场的逆问题 118

8.1 研究背景和意义 118

8.2 高压输电线工频电场逆问题的定义与数学模型 118

8.2.1 问题的提出及定义 118

8.2.2 计算模型与方程 119

8.2.3 逆问题的病态特性 120

8.2.4 Tikhonov正则化 121

8.2.5 非线性逆问题的最小二乘解 122

8.2.6 全局正则化与阻尼高斯一牛顿法 123

8.2.7 计算实例 125

8.3 绝缘子电场逆问题研究 134

8.3.1 逆问题方程 134

8.3.2 计算实例 135

参考文献 137

第9章 工频电场测量原理和系统设计 138

9.1 研究背景和意义 138

9.2 工频电场测量的原理 139

9.2.1 电场测量概述 139

9.2.2 球形电场传感器测量方向与电力线方向一致时的测量原理 146

9.3 测量系统硬件设计 153

9.3.1 传感器及信号处理单元 153

9.3.2 单片机综合分析单元 158

9.3.3 输出单元 161

9.3.4 电源单元 163

9.3.5 PCB电路整体设计 166

9.4 测量系统软件设计 168

9.4.1 开发环境及主程序流程 168

9.4.2 AD变换程序 169

9.4.3 输出单元 170

9.5 工频电场测量系统的试验 174

9.5.1 传感器信号的测量与获取 174

9.5.2 传感器线性度的校正 176

9.5.3 系统测试性能的比较 179

参考文献 183

第10章 直流合成电场测量原理和系统设计 184

10.1 研究背景和意义 184

10.2 考虑风速影响的合成场强旋转测量仪的设计与制作 184

10.2.1 合成场强旋转测量仪原理 184

10.2.2 合成场强测量仪的设计要点 186

10.2.3 系统硬件设计与调试 190

10.3 测量装置实物图照片及测试 197

10.3.1 实物照片 197

10.3.2 测量装置测试 200

参考文献 202

第11章 高压放电光学测量原理和测量系统设计 203

11.1 研究背景和意义 203

11.2 气体放电光辐射的光谱和功率分析 204

11.2.1 气体放电光辐射的光谱分析 204

11.2.2 气体放电光辐射功率与放电功率的关系 207

11.3 紫外辐射的基本传播原理与光学计量 208

11.3.1 电磁波谱与光辐射 208

11.3.2 光辐射测量的基本定律 209

11.3.3 紫外测量三种模式辐照度计算 211

11.3.4 紫外辐射测量方法 216

11.4 紫外辐射测量技术和系统设计 217

11.4.1 日盲区紫外检测与传感器 217

11.4.2 基于紫外脉冲测量原理和系统设计 222

11.4.3 基于紫外脉冲计数的放电测量与应用 226

11.4.4 紫外光功率测量原理和装置 231

11.5 基于光功率的放电紫外特征量的提取及故障检测 241

11.5.1 放电强度变异性 241

11.5.2 放电强度变异性时域分析方法 242

参考文献 243

第12章 超特高压工频环境电磁场的生物效应 245

12.1 电磁场的生物效应 245

12.1.1 生物效应简介 245

12.1.2 超特高压工频电磁场生物效应国内外的研究现状 246

12.1.3 生化指标的生物特性 248

12.2 超特高压环境电磁场对人体影响的仿真研究 251

12.2.1 仿真软件及原理 251

12.2.2 仿真设计 253

12.2.3 仿真结果 254

参考文献 256

第13章 环境电磁场生物效应实验 257

13.1 实验场与实验设计 257

13.1.1 实验场分区 257

13.1.2 实验动植物选择 258

13.1.3 实验方案 258

13.2 动物实验 259

13.2.1 鸡实验结果及分析 259

13.2.2 兔实验结果及分析 265

13.2.3 超特高压电磁场对动物影响的结论 273

13.3 植物实验 274

13.3.1 白菜实验结果及分析 274

13.3.2 茄子实验结果及分析 277

13.3.3 辣椒实验结果及分析 282

13.3.4 玉米实验结果及分析 286

13.3.5 超特高压电磁场对植物影响的结论 289