【摘要】：為解決我國能源資源與負荷中心逆向分布的矛盾,近年來,我國正大力發(fā)展跨區(qū)域的特高壓輸電聯(lián)網(wǎng)工程,這對于促進地區(qū)間的協(xié)調(diào)發(fā)展、實現(xiàn)能源資源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置具有十分重要的意義。與此同時,特高壓交流輸電線路的電磁暴露問題越來越引起人們的關(guān)注和擔憂。針對鮮有文獻研究電磁場與人體相互作用等問題,本文運用電磁劑量學方法分別對典型單回路和同塔雙回路特高壓交流輸電線路對人體的工頻磁場與工頻電場效應進行仿真計算研究,并結(jié)合國際非電離輻射防護委員會(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)制定的電磁暴露安全防護導則進行安全評估。為對單回路及同塔雙回路1000kV特高壓交流輸電線路的電磁暴露進行安全評估,論文首先運用SolidWorks建立總身高1.75m三維的成年人人體站姿模型,其次采用四階Cole-Cole模型對人體各主要組織的相對介電常數(shù)和電導率進行計算,單回路桿塔采用晉東南-南陽-荊門1000kV特高壓交流示范工程中典型的酒杯塔和貓頭塔,雙回路桿塔采用淮南-上海(皖電東送)1000kV特高壓交流輸變電工程中典型的鼓形塔和傘形塔,然后采用基于有限元法的軟件COMSOL Multiphysics逐個建立起單回路酒杯塔與貓頭塔輸電線路、考慮線路弧垂影響的同塔雙回鼓形塔與傘形塔輸電線路的工頻磁場及工頻電場共計8個三維的電磁暴露安全評估數(shù)學模型,依次計算出各模型下人體頭皮、顱骨、腦組織和軀干中的磁感應強度、感應電場強度和感應電流密度的大小及分布規(guī)律,最后將計算結(jié)果與國際通用ICNIRP電磁暴露安全防護導則進行對比并進行安全評估。結(jié)果表明:單回路酒杯塔線路與貓頭塔線路、同塔雙回鼓形塔與傘形塔線路的工頻磁場暴露均不會對人體健康構(gòu)成威脅;對單回路酒杯塔線路的工頻電場暴露,職業(yè)人員是安全的,處于輸電線路走廊寬度之內(nèi)的公眾需要注意小腿及腳踝處超標的感應電流密度的防護;對單回路貓頭塔、同塔雙回鼓形塔與傘形塔線路的工頻電場暴露,處于輸電線路走廊寬度之內(nèi)的職業(yè)人員和公眾均需采取一定的措施以防護小腿及腳踝處超標的感應電流密度;從電磁暴露劑量學的角度出發(fā),單回路酒杯塔線路要優(yōu)于貓頭塔線路,同塔雙回傘形塔線路要優(yōu)于鼓形塔線路。
【圖文】：

圖 2.3 人體模型尺寸示意圖組織電參數(shù)的提取織的介電特性（相對介電常數(shù)和電導率）是研究生物體與電磁場。同一頻率下的不同生物組織具有不同的介電特性，，同一生物組不同的介電特性。1996 年，Gabriel 根據(jù) 17 種不同人體生物組織在 10Hz~20GHz 的

面向?qū)Ь�的傳輸方向，設置人體腳底接地，并設置空氣域的最外圍為磁絕緣，仿真電流的有效值取4000A，酒杯塔下磁場暴露安全評估模型總的網(wǎng)格剖分自由度數(shù)約為210萬，貓頭塔下磁場暴露安全評估模型總的網(wǎng)格剖分自由度數(shù)約為 213 萬，在內(nèi)存為 12G 的計算機上完成兩種模型的求解需要的時間均為 10 分鐘左右。3.2.1 人體磁感應強度的大小及分布(1) 人體及其周圍磁感應強度分析1000kV 特高壓交流輸電線路帶電運行時，導線內(nèi)的電流將周圍一定空間范圍內(nèi)產(chǎn)生交變的工頻磁場，交流輸電線路產(chǎn)生的工頻磁場是三相電流共同作用的結(jié)果。由于人體不屬于磁性類物質(zhì)，因此，導線下方的人體不會對磁場的傳播產(chǎn)生明顯的干擾。人體周圍磁感應強度分布對比如圖 3.2 所示，左側(cè)為導線“IVI”水平排列的酒杯塔下仿真結(jié)果，右側(cè)為導線“IVI”三角排列的貓頭塔下仿真結(jié)果，以下皆同。從圖 3.2看出，人體的磁感應強度分布規(guī)律與周圍空氣相同，并沒有因為人體的生物組織特性而產(chǎn)生任何畸變，磁感應強度的等位分布為圓弧形。而對于具體塔型下人體內(nèi)部的磁感應強度分布，則與人體站位和人體相對于導線的位置有關(guān)。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM75

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳驍;;500kV輸電線路84型酒杯塔設計[J];鋼結(jié)構(gòu);1987年01期

2 傅春蘅;李世榮;;500kV輸電線路ZBT_(21)型酒杯塔的設計[J];電力建設;1989年06期

3 鄒宗斌;郭建忠;孟樹和;;大型酒杯塔側(cè)面整體組立[J];電力建設;1984年10期

4 蔡宇樓;吉培榮;嚴蕊;馬磊;;基于單回路酒杯塔ANSYS建模及有限元分析[J];陜西電力;2016年03期

5 馮炳;謝芳;;輸電線路酒杯塔塔頭覆冰破壞形態(tài)分析及復合材料橫隔加強技術(shù)研究[J];電氣應用;2015年13期

6 張福寶;林仲良;;帶電更換500kV直線小酒杯塔中相“V”形絕緣子串方法及工具的研究[J];低碳世界;2014年05期

7 孟遂民;郭昊;王爽;劉文婧;;基于ANSYS的酒杯塔模型分析研究[J];三峽大學學報(自然科學版);2012年01期

8 楊曉龍;溫永林;孟濱;萬仁勇;湯世彬;黃浩;;研制500kV直線酒杯塔線路檢修橫擔掛點裝置[J];通訊世界;2017年13期

9 李琳;段成蔭;;±800kV特高壓直流單回路垂直排列酒杯塔動力分析及風振計算[J];中國電業(yè)(技術(shù)版);2015年09期

10 張益國;趙懷宇;王崇宇;;基于粘彈性阻尼器控制的酒杯塔風振響應分析[J];電力建設;2013年03期

相關(guān)會議論文 前1條

1 倪海云;馬令令;;2008年初云南電網(wǎng)覆冰災害的特點和對策[A];2008年云南電力技術(shù)論壇論文集[C];2008年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 葉艷峰;特高壓交流輸電線路電磁暴露安全評估研究[D];蘭州交通大學;2018年

2 吳耀輝;基于FDTD的雷擊桿塔瞬態(tài)響應仿真研究[D];華中科技大學;2013年

本文編號：2631955