我们日常使用的大部分电力都来自高压至低压的电力输电线,这些电力线会产生电场和磁场(EMF)。电力线可以传导强低频电流,产生随距离的增加而迅速减弱的非电离电磁场。尽管如此,为了确保电力线对周围人群和环境的影响保持在安全范围内,对其产生的电磁场的暴露水平和辐射强度进行监控仍然非常重要。
图片图1. 电力输电线远距离输电的模型。您可以在 COMSOL 库中找到电力线的电场和电力线的磁场教程模型,模型中用两个塔架传输高压三相交流电。铁塔的相线上方装有两条屏蔽线,用于防止雷击造成的损坏。在如此高电压的电力线路中,相线通常由若干较小的导线捆束而成。为了简化模型,每条相线只使用一根半径为 10 厘米的导线来模拟一束导线。在每个模型中,都将地平面设置为随机扰动面,以模拟地球表面的不规则性。
图2. 左图:电力输电线的照片,由 David Levêque 拍摄,图片来自 Unsplash 。右图:输电塔的几何形状。可以看到顶部的两条屏蔽线,以及由绝缘子固定的三条相线。仿真结果显示了线路在地表产生的电场模,以及空气中指示局部电场方向的流线。在电线附近,电场形成了一个分支图形。电场在靠近电线的地方强,随着距离的增加而减弱。了解电场的传播距离可以帮助工程师确定建筑物与电力线的安全距离,从而限度地减少暴露,并确保电场强度符合相关规定。
图3. 电力输电线的电场模(表面图)和电场(流线图)。与电场模型一样,磁场模型的结果也显示了线路在地面上产生的磁场模和指示磁场方向的流线,这些流线形成闭合回路。该模型中的磁场也是在靠近电线的地方强,随着距离的增加而减弱。
图4. 电力输电线的磁场模(表面图)和磁场(流线图)。免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。