首页-卧龙娱乐/注册平台-一种基于树木电气特性对输电线路电场屏蔽的研究方法与流程(主管:QQ66306964 主管:skype live:.cid.6c7b79dae5ec9830)本发明属于输电线路电场屏蔽领域，涉及一种基于树木电气特性对输电线路电场屏蔽的研究方法

　　随着我国经济和工业化的高速发展，大型建筑群增多，城市用电量增加，目前我国的电网结构已经满足不了我国国民经济快速发展所需要的电力供应，天九娱乐急需建立更多的输电系统。然而，有些电网需通过植被茂密的地区和居民区，近年的研究发现，输电线下的工频电场对居民的神经系统会有一定的负作用，影响居民的身体健康。郭键锋等对110kv架空输电线周围的植物对其工频电场和磁场分布的影响研究时发现，植物对工频电场的削弱作用明显，特别是高大树木对工频电场的削弱率达90％以上，可有效降低电场对人体的危害程度。因此，深入了解树木电气特性，探究不同树种对输电线路下电场的影响，对于预防电磁辐射，保护人们的身体健康具有重要意义，研究结果也可以为穿越树林的高压输电线路设计建造提供参考依据。国内外学者对高压输电线下的电磁辐射进行了大量研究，但研究对象大多是建筑物和人体，很少对输电线路下的树木进行研究。德国基尔大学hagrey获取了树干单个截面的二维电阻率分布图像；鲍震宇、王兴龙将树木电阻率测量应用于树木的无损检测；孙丽萍等研究了树木介电常数对工频电场的影响；吴高强指出了树木对输电线路电场的削弱作用；郭键锋等对城市典型110kv架空输电线路相同工况下无植被区域、草坪、灌木、高大树木等四个不同区域的工频电场和磁场进行了监测和分析，得出了树木对输电线下电场削弱作用明显的结论；hanafym用电荷模拟法研究了树木高度和等效半径对输电线下电场屏蔽的影响。这些研究都是由实际测量的数据直接得出结论，或者是由某种方法计算得出的结论，均没有结合实际测量的树木电阻率和介电常数建模仿真，不能得到树木周围任意一点的电场强度，也无法定位和得到电场强度最大值，有一定的局限性。本文选取针叶林和阔叶林两个差异较大的树种，通过实地测量和有限元建模仿真方法，分析有树木和无树木两种情况下，电场强度随树木和输电线距离变化的情况，阐述树木对电场的削弱作用，并论证使用有限元法研究树木对高压输电线下电场影响的合理性。

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　　兴安落叶松是目前东北地区分布较广的树种之一，杨树是我国绿化、木材、防护林的主要品种。选取东北林业大学林场内高压输电线下常见的兴安落叶松和杨树两个树种作为此次室外测量的试验材料。树木生长良好，树干较粗具有一定的代表性。

　　测量原理和方法：采用picus树木电阻抗断层成像仪来测量树木电阻率，picus树木电阻抗断层成像仪是基于电阻断层成像(ert)技术研制的一种树木电阻抗检测仪器。电阻断层成像(ert)技术的工作方式是电流激励、电压测量，交变电流通过一对电极施加到被测立木上首页-卧龙娱乐/注册平台-，当立木内的电阻率分布变化时，电流场的分布会随之变化，引起立木外周上的测量电压也发生变化，立木外周测量电压的变化情况反映了电阻的变化，根据立木外周的测量电压，通过一定的成像算法，可以重建立木截面的电阻率分布，测量结果以二维图像的形式呈现。电阻断层成像(ert)技术作为电阻抗断层成像(eit)技术的一种，在植物块茎、根系生长监测和树木无损检测方面得到广泛应用。实际测量中，沿树木横截面方向，根据所测树木树干的周长12等分，每一等分处钉入本次测量所使用的电极。沿树木高度方向，测量范围0～2m，为此将2m的树干5等分，每次测量的高度差为0.4m。电极选用不锈钢钉，长度约为0.05m，每次钉入树木2/3左右，确保不锈钢钉能够穿透树皮进入木质层，逐一安置所有传感器至电极上。传感器不能跳跃安装，以避免试验过程和仪器的干扰，保证测量结果的可靠性。

　　电场测量：使用hi－3604工频电磁场测量仪来测量高压输电线下树木周围的电场。hi－3604被用来专门检测50/60hz电力线、有电设备和设施、视频显示终端等周围的电磁场强度，可方便直观地定位电磁场源位置及强辐射点，单探头实现全量程，适合现场测量使用，能够直接读取高压输电线下树木周围的电场强度。实际测量时以避雷线投影处为起始点，朝向树木一侧，区间为0～10m，分别测量没有树木和有杨树时距离地面1.5m处的电场强度，然后按照此方法反向再次测量，记录实验数据，取其平均值。输电杆塔和树木参数测量：测量高压输电线的高度，以及树木和输电线在地面投影点的距离和两输电杆塔相对位置坐标时，使用全站仪和皮尺进行测量。全站仪是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、

　　高差测量功能于一体的测绘仪器系统，便于在户外测量，测量精度能够达到本试验的要求。在实际测量中，使用全站仪和皮尺测出测量点到输电杆塔和树的距离，然后用全站仪测出计算所需的仰角、俯角和水平角，利用三角关系即可得出杆塔和树的参数。

　　电场仿真：有限元法是一种高效能且常用的计算方法，其基本思想是由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，其广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中。该软件具有通用性强、计算精度高、分析处理及求解功能强大等诸多优点，在三维电磁场分析中应用广泛。工频下高压输电线下树木周围电场属于静电场可以用有限元法进行模拟仿真。由于树木的导电性和介电性能处于导体和绝缘体之间，在分析树木电气特性对空间电场的影响时，可以参照建筑物等不良导体对空间电场的影响。高压输电线为双回高压输电线kv，根据全站仪测得的数据计算得出输电线横截面处各输电线的坐标。

　　图1为输电线为树木和输电线为输电线为整体模型及输电线与树的相对位置模型图

　　具体实施方式一：选择兴安落叶松和杨树作为研究对象，用picus树木电阻抗断层成像仪测量树木不同高度处的电阻率，用hi－3604工频电磁场测量仪测量输电线路下两树周围的电场强度，并结合树木电阻率的测量结果建立模型，用有限元分析软件计算树木周围的电场强度，将计算结果与实际测量数据进行验证和对比。

　　具体实施方式二：选取针叶林和阔叶林两个差异较大的树种，通过实地测量和有限元建模仿真方法，分析有树木和无树木两种情况下，电场强度随树木和输电线距离变化的情况，阐述树木对电场的削弱作用，并论证使用有限元法研究树木对高压输电线下电场影响的合理性。

　　具体实施方式三：采用picus树木电阻抗断层成像仪来测量树木电阻率，picus树木电阻抗断层成像仪是基于电阻断层成像(ert)技术研制的一种树木电阻抗检测仪器。电阻断层成像(ert)技术的工作方式是电流激励、电压测量，交变电流通过一对电极施加到被测立木上，当立木内的电阻率分布变化时，电流场的分布会随之变化，引起立木外周上的测量电压也发生变化，立木外周测量电压的变化情况反映了电阻的变化，根据立木外周的测量电压，通过一定的成像算法，可以重建立木截面的电阻率分布，测量结果以二维图像的形式呈现。电阻断层成像(ert)技术作为电阻抗断层成像(eit)技术的一种，天九在植物块茎、根系生长监测和树木无损检测方面得到广泛应用。。

　　具体实施方式四：使用hi－3604工频电磁场测量仪来测量高压输电线下树木周围的电场。hi－3604被用来专门检测50/60hz电力线、有电设备和设施、视频显示终端等周围的电磁场强度，可方便直观地定位电磁场源位置及强辐射点，单探头实现全量程，适合现场测量使用，能够直接读取高压输电线下树木周围的电场强度。实际测量时以避雷线投影处为起始点，朝向树木一侧，区间为0～10m，分别测量没有树木和有杨树时距离地面1.5m处的电场强度，然后按照此方法反向再次测量，记录实验数据，取其平均值。

　　具体实施方式五：用有限元分析软件ansys建模仿真，模型参数按照前面计算的结果设置，分析计算时，在通用后处理中定义一条与实际测量时相同的路径，即距离地面1.5m高度处，以避雷线投影处为起始点，朝向树木一侧，区间0～10m的路径，计算得出此路径上电场强度曲线图，然后将该曲线图与实测得到的折线图进行对比，以验证有限元法在此运用的有效性。

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