计算方法及仿真模型分析

13.4.2.1　计算方法

（1）工频电磁场

输电线路空间工频电磁场数值计算方法有很多种，以往不考虑线路附近存在建筑物，空间介质均匀时，一般采用模拟电荷法和解析法；线路空间工频磁场强度一般采用由安培环路定律推导的二维计算方法（国际大电网会议推荐）和由毕奥—沙伐定律推导的三维计算方法。然而，线路跨越建筑物时，空间介质不均匀，介质属性变化会引起空间电场强度和磁感应强度发生变化，特别是建筑物与空气交界处场强畸变严重。一般可采用三维有限元法分析计算介质不均匀的空间电磁场。本节采用CDEGS软件中HIFREQ模块（三维有限元法）仿真计算特高压输电线路跨越、邻近建筑物时的电场、磁场畸变程度。

（2）无线电干扰和可听噪声

由于气候条件对线路的无线电干扰和可听噪声影响非常复杂，随机因素多，分散性大，因此各国对无线电干扰和可听噪声的预测一般都是通过在电晕笼内模拟或在试验线段上长期实测数据的统计、分析而演绎得出的。中国建议采用激发函数法计算特高压交流输电线路的无线电干扰场强，采用美国邦纳维尔电力局（BPA）推荐的方法预测可听噪声。

影响线路无线电干扰和可听噪声的主要因素是导线表面电场强度。输电线路跨越、邻近建筑物时，由于建筑物内部金属物体的存在，改变了空间电荷的分布，影响了导线表面电场强度，也影响了线路的无线电干扰和可听噪声值，本节采用CDEGS软件仿真计算线路周围存在建筑物时输电线路导线表面场强的畸变程度，再将计算求得的导线表面场强代入无线电干扰和可听噪声的计算公式进而得到建筑物对无线电干扰和可听噪声的畸变程度。(www.xing528.com)

13.4.2.2　仿真模型

对建筑物的模拟采用简化结构，忽略建筑物墙体等介质的影响，依据房屋的外形结构，考虑最简单的房屋外形，将其等效为钢筋支架结构，如图13-17（a）、（b）所示。其中，钢筋半径取0.015m，钢筋密度取21（根/100m2），建筑物面积取10×10m2，第一层高4m，其余每层高3m。

输电线路跨越建筑物时（建筑物位于线路下方），由于建筑物的屏蔽作用，建筑物内部的电场强度大大降低；建筑物顶部的电场强度会由于畸变的影响而加重。因此，线路跨越建筑物时，以建筑物顶部平台为主要观测对象，观测面为高于建筑物顶部平台1.5m的水平面，如图13-17（c）所示。

输电线路邻近建筑物时（建筑物位于线路旁），同样，建筑物内部畸变电场的影响不予考虑，而靠近线路侧的阳台、窗户等处的电场由于畸变的影响容易超标，此时，观测面取建筑物靠近线路侧阳台处，如图13-17（d）所示。

图13-17　输电线路跨越、邻近建筑物仿真图示