基于有限元方法500 kV交流输电线路表面电场强度的研究

吕建红，彭继文，周建飞，阳金纯，李铁楠

(湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)

随着社会经济的发展，电力需求与日剧增，同时由于我国能源与电力需求格局不平衡，发展超高压、特高压为骨干的输电网络，实现“西电东送、北电南送”是必然趋势。随着输电线路电压等级的增加，线路参数的选取至关重要，它主要由线路的电晕性能决定，而电晕程度与导线表面电场强度有关〔1〕。电晕放电除了能引起线路电晕损耗外，还会产生无线电干扰、可听噪声。因此探讨输电线路导线表面电场强度分布规律，对深入了解电晕放电特性、电磁环境及提出相应的预防、抑制措施有着重要意义。

输电线路导线表面及空间的计算方法较多，常用的有Markt-Mengele方法，适合4分裂及以下分裂数输电导线表面电场强度的计算〔2〕;等效电荷法，可用来计算导线表面电场强度〔3〕，更广泛的应用于输电线路线下空间电场强度的计算〔4-6〕;另外，逐步镜像法〔7〕等也可用来计算输电导线表面电场强度;对于上述不同方法的计算效果，文献〔2〕中做了详细比较。对于有限元方法计算输电线路表面及空间电场分布，近年也有报道，如Barbara Florkowska〔8〕等基于有限元方法计算了有ADSS光缆的高压输电线的电场分布。

基于有限元方法，本文深入开展超高压交流输电线路分裂导线表面电场强度分布规律及其线路参数和导线表面特性对表面电场强度影响的研究。

1 计算方法及模型建立

为便于计算，对模型进行如下简化:相导线为相互平行、且与地面平行的光滑圆柱形导体;忽略杆塔、金具等其它临近物体影响;设大地为无穷大导体面;导线高度为弧垂最低点离地高度。……