[发明专利]电网对埋地管网的电磁干扰计算方法

说明书

本发明公开了一种电网对埋地管网的电磁干扰计算方法，包括如下步骤：将导体分割为一个个导体微段，导体微段外表面两端电位差与导体微段内两端电位差相等，根据此连续性的特征建立方程组，根据泄漏电流求岀导体微段外表面两端电位差，导体微段本身的阻抗与轴向电流的乘积则求出导体微段内两端电位差；根据基尔霍夫定律，得到各导体微段上的轴向电流与泄漏电流之间的关系式，综合建立起一组线性代数方程，求解该线性代数方程得到导体上的泄漏电流分布。本发明的结果用于评价电磁干扰对埋地管网的影响，从而预先控制风险，实现电网和油气管网的和谐共生。

技术领域

本发明涉及电网工程技术，具体涉及电网对埋地管网的电磁干扰分析技术。

背景技术

油气管道和电网都是能源安全的命脉，近年来经济的快速发展使得我国对能源的需求日益增加，但我国特殊的地理环境造就了以化石能源为主的能源布局与电力消费存在地理上的逆向分布，这使得大规模、长距离的能源输送成为必然，截至目前，我国已有16万公里在运的油气管道，为充分发挥有限国土资源优势，电力线路与输油输气管道无可避免地会出现路径的交叉跨越情况，在部分土地紧张区域甚至存在长距离共用公共走廊的情况，大量电力通道和油气管道并行，两者之间电磁兼容问题(包括磁场耦合和电场耦合)越来越严重，一旦管道系统因此受到破坏，会造成对生态环境的严重破坏，也可能带来重大安全生产事故，因此大区域电网对埋地金属管道的安全影响已成为一个十分敏锐的问题。

电网正常输送电力的时候，交变的电磁场会在临近的油气管道上产生感应电压。如果交流输电线路与油气管道过近或平行耦合关系过强，将导致管道的对地电压较高，可能影响施工、维修或测量人员的正常工作，严重时会造成管道的腐蚀。

因此，为了避免电网的正常运行时产生的交变电磁场对油气管道产生过大的影响诱发严重事故，应深入分析电网在正常运行状态下，电磁干扰对埋地管网的影响，从而预先控制风险，实现电网和油气管网的和谐共生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种电网对埋地管网的电磁干扰计算方法，根据结果，从而预先控制风险，实现电网和油气管网的和谐共生。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：电网对埋地管网的电磁干扰计算方法，计算结果用于评价电磁干扰对埋地管网的影响，包括如下步骤：

将导体分割为一个个导体微段，导体微段外表面两端电位差与导体微段内两端电位差相等，根据此连续性的特征建立方程组，根据泄漏电流求岀导体微段外表面两端电位差，导体微段本身的阻抗与轴向电流的乘积则求出导体微段内两端电位差；

根据基尔霍夫定律，得到各导体微段上的轴向电流与泄漏电流之间的关系式，综合建立起一组线性代数方程，求解该线性代数方程得到导体上的泄漏电流分布。

优选的，电网对管网的电磁干扰是通过电磁场实现的，因此遵循麦克斯韦方程组：

式中，H为磁场强度；B为磁通密度；D为电位移矢量；E为电场强度；ρ为空间电荷密度；J_s为传导电流密度；

引入矢量磁位A和标量位函数φ，使B＝rotA，则由麦克斯韦方程组第二式有：

式中，ω为角频率，将其代入麦克斯韦方程组第一、四式，得达朗贝尔方程组：

式中，为相位常数，μ、ε分别是磁导率和介电常数；

干扰源对受干扰点的干扰，由以下通解给出：

式中，R为受干扰点距离干扰源的距离；