[發明專利]輸電線路下方為傾斜地面時工頻電場的計算方法

在審

• 申請號: 201410765359.8
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104573320A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 姜雨澤;梁振光;李勇;許乃媛;吳觀斌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種輸電線路下方為傾斜地面時工頻電場的計算方法。

背景技術

輸電線路下電場的計算一般采用等效電荷法，設線路為無限長并且平行于地面，地面為平面且視為導體，采用平面鏡像法等效，計算輸電線上的等效電荷，進而計算輸電線下的電場。

當輸電線路位于如山坡附近，其地面由水平地面和有一定傾斜角度的傾斜地面組成時，則無法設置鏡像導線，因而無法計算。為考慮此時地面感應電荷對電場的影響，需要在水平和傾斜地面下設置大量模擬電荷來近似等效地面感應電荷的影響，其求解未知數大大增加，計算復雜；如果采用有限元法，對導線和地面上的區域進行剖分求解，計算復雜，且有限元法用于計算細導線和開域問題時計算量加大。現有的其它電場計算方法在處理此傾斜地面時，也都會使計算變得復雜。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種輸電線路下方為傾斜地面時工頻電場的計算方法，該方法改善了在模擬傾斜地面中感應電荷時難以找到簡單、有效的鏡像電荷的不足。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種輸電線路下方為傾斜地面時工頻電場的計算方法，包括以下步驟：

(1)進行幾何變換，將輸電線和地面上的空間區域變換為水平地面上的半無限大空間區域；

(2)對變換后的平面內的電場問題應用平面鏡像法，根據變換后的輸電線及其鏡像導線，采用等效電荷法計算電場；

(3)計算變換后的平面內的電場強度，繼而計算有傾斜地面時輸電線路下的電場強度。

所述步驟(1)中，其具體步驟為：將輸電線和地面上的空間區域記為z平面，變換為水平地面上的半無限大空間區域記為w平面，其變換公式為

u=|z|ππ-αcos[(θ-α)π/(π-α)]v=|z|ππ-αsin[(θ-α)π/(π-α)]---(1)]]>

其中，θ＝acos(x/|z|)，α為傾斜地面的傾斜角。

x、y分別為z平面的橫向、縱向坐標，u、v分別為w平面的橫向、縱向坐標。

所述步驟(3)中，其具體步驟為：將w平面內求解的電場強度按照變換公式(2)，計算出z平面內的有傾斜地面時輸電線路下的電場強度；