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高压输电线路下工频电场效应研究

作　者: 陈磊
导　师: 薛阳
学　校: 上海电力学院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 高压输电线路工频电场模拟电荷法有限元法 ANSYS
分类号: TM723
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

为了缓解当前输电线路建设与居民投诉之间的矛盾，本文应用模拟电荷法并结合有限元法对高压输电线路下工频电场效应进行了研究。不仅能够采取适当的措施、提供解决方案，而且可以为输电线路安全距离的选择提供可靠的依据。本文比较了关于高压输电线路下工频电场计算的一般方法，采用模拟电荷法建立了高压架空输电线路工频电场的一般数学模型，并结合已知算例对其进行了仿真分析，研究了地面附近电场分布的一般规律。根据人体的生理结构特点，构造了一种简洁有效的人体电场计算模型，基于此模型，得到了人体内的电场方程，应用有限元分析ANSYS软件仿真计算了人体在直立、双手高举和撑伞情况下的内外部电场分布、感应电压和感应电荷量。建立了高压输电线路下3种典型的车辆模型，并应用ANSYS软件分析了其感应电压、感应电荷量与外部设定场强的关系。从理论计算和仿真分析两个方面，分析了车辆对人体的电击效应。根据计算结果，对照已知的结论和现行的安全标准，研究表明，人体直立、双手高举时，在高压交流输电线路下没有被电击的危险,但人在撑伞时，人摸伞骨有被电击的可能；当人在高压输电线路下接触车辆时，可能会有触电的感觉，但是没有超过人体的疼痛阈值，不会对人体造成伤害。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 研究背景和意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 工频电场的计算方法  10-11
    1.2.2 工频电场的生态效应  11-12
    1.2.3 工频电场的限值  12-14
  1.3 本文研究主要内容  14-15
第二章高压输电线路下工频电场分析  15-24
  2.1 高压输电线路工频电场的一般数学模型  15-19
    2.1.1 模拟电荷法计算  15-18
    2.1.2 无避雷线输电线路工频电场的数学模型  18-19
    2.1.3 带避雷线输电线路工频电场的数学模型  19
  2.2 高压输电线路工频电场的计算  19-23
    2.2.1 单回路算例计算分析  19-22
    2.2.2 双回路带避雷线算例计算分析  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章高压输电线路下人体感应的电压与电荷量分析  24-41
  3.1 人体生理结构分析及人体模型的建立  24-26
    3.1.1 人体生物组织的电特性  24
    3.1.2 人体模型的建立  24-26
  3.2 人体感应电压的计算方法  26
  3.3 人体感应电荷量的计算方法  26-27
    3.3.1 有限元分析简介  26-27
    3.3.2 ANSYS 简介  27
  3.4 人体直立感应的电压与电荷量分析  27-32
    3.4.1 仿真分析  27-31
    3.4.2 试验验证  31-32
  3.5 人体双手高举感应的电压与电荷量分析  32-35
    3.5.1 人体双手高举模型的建立  32-33
    3.5.2 仿真分析  33-34
    3.5.3 试验验证  34-35
  3.6 人体撑伞感应的电压与电荷量分析  35-39
    3.6.1 人体撑伞模型的建立  36
    3.6.2 仿真分析  36-38
    3.6.3 试验验证  38-39
  3.7 本章小结  39-41
第四章高压输电线路下车辆感应的电压与电荷量分析  41-46
  4.1 车辆模型的建立  41
  4.2 仿真分析  41-45
  4.3 本章小结  45-46
第五章高压输电线路下车辆对人体的电击效应分析  46-56
  5.1 理论分析  46-50
  5.2 仿真分析  50-55
  5.3 结果比较  55
  5.4 本章小结  55-56
第六章结论与展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
攻读硕士学位期间取得的研究成果  62

高压输电线路下工频电场效应研究

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