[發(fā)明專利]一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510847100.2
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105260583B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 熊偉;張曉勇;呂小紅;胡曉銳;宮林;向菲;張友強;陳濤;鐘加勇;高晉;劉祖建;何燕;姚樹友;王洪彬;黃飛;陳曦;趙志偉;歐林;余紅欣;魏燕;魏甦
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)重慶市電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 裴娜

本發(fā)明公開了一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法，應用于特高壓工頻電磁場設計系統(tǒng)，首先建立輸電線路模型；建立人體模塊；建立熱能運算器；然后計算人體與電磁場之間不同距離的人體熱效應SAR值；將不同距離與相應的電磁場對人體的SAR值存儲在存儲單元；本發(fā)明提供的一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法；使用ADI?FDTD算法，計算人體在特高壓工頻電磁場中的SAR值，以確定人體在電磁場中的安全性，為高壓輸電的電磁環(huán)境與人體的生物效應等問題提供參考并為以后高壓線的鋪設提供理論依據(jù)。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及特高壓工頻電磁場領域，特別是一種計算特高壓工頻電磁場對人體生物效應的方法。

背景技術(shù)

隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，為了在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)能源優(yōu)化配置、緩解電力供需緊張狀況、提高輸電效率，我國將輸電電壓的等級不斷提高。而在高壓與超高壓輸變電工程建成投運后，公眾對高壓輸電的電磁環(huán)境的關注度也越來越高。特別是在大中型城市的一些商業(yè)地區(qū)和居民集中住宅區(qū)這種用電負荷較大的區(qū)域，為了給這些高負荷區(qū)域提供電源，甚至要采用220kV高壓變電站深人負荷中心，以提高電網(wǎng)為負荷中心輸送電力的能力。因此，工頻高壓設備與人們的生活范圍已越來越近，而長期暴露在這些高壓輸變電設備產(chǎn)生的工頻電磁場中，是否會影響人體健康，引起了廣大群眾的擔憂。所以研究人體在特高壓工頻電磁場中產(chǎn)生的生物效應，具有非常重要的學術(shù)意義及應用價值。

工頻電磁場的生物效應主要由生物體組織在電磁場中的比吸收率SAR來衡量。關于對人體的輻射SAR，目前國際通用的標準有兩個，一個是歐洲標準2W/kg，一個是美國標準1.6W/kg，其具體含義是指，以6分鐘為計時，每公斤人體組織吸收的電磁輻射能量不得超過2W。目前生物的熱效應主要是在研究高頻電磁場對人體的危害，而工頻電磁場對人體的影響的研究的則很少。

針對目前公眾對高壓輸電的電磁環(huán)境的關注與研究工頻電磁場中的生物效應的空缺，以交流1000kV輸電線路為目標，采用SEMCAD建立了該線路的生物效應模型，研究了人體位于輸電線不同距離的生物效應，包括輸電線周圍電磁場強度分布，輸電線下預設測量點電磁場強度和人體距輸電線不同距離時的電磁場SAR計算。最終可為高壓輸電的電磁環(huán)境與人體的生物效應等問題提供參考。

因此，需要一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法。該方法使用ADI-FDTD算法來計算人體在特高壓工頻電磁場中的SAR值，以確定人體在電磁場中的安全性，為高壓輸電的電磁環(huán)境與人體的生物效應等問題提供參考并為以后高壓線的鋪設提供理論依據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種特高壓工頻電磁場對人體生物效應的計算方法，應用于特高壓工頻電磁場設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸電線路模型建立模塊、高壓輸電線參數(shù)采集模塊、人體模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；包括以下步驟：

建立輸電線路模型；

建立人體模塊；

建立熱能運算器；

計算人體與電磁場之間不同距離的人體熱效應SAR值；

將不同距離與相應的電磁場對人體的SAR值存儲在存儲單元；

所述熱能運算器采用二維ADI-FDTD算法，并結(jié)合FEM和FDTD來建立。

進一步，所述輸電線路模型是根據(jù)特高壓輸電線分布及導線等效半徑數(shù)據(jù)，在SEMCAD中設定參數(shù)來建立的特高壓輸電線路模型。

進一步，所述輸電線路模型中預設模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括電源的頻率50Hz，求解器選擇Low Frequency Solver類型是Magneto Quasi Static,導線的屬性為PEC/Metal剖分網(wǎng)格。