高壓線路正常運行時，因為架空輸電線路與大地之間存在一定的電勢差，所以周圍存在穩(wěn)定、或強或弱的工頻電場。但當(dāng)架空輸電線路跨越高速鐵路時，由于高鐵材料和結(jié)構(gòu)的特殊性，跨越段線路的空間電場分布會受到波動影響。首先，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這種瞬時波動會影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，降低供電的可靠性；其次，對長期或者短期處在這種環(huán)境的生物產(chǎn)生不可逆的損傷，帶來生態(tài)影響。

目前在研究輸電線路電場時，國內(nèi)外學(xué)者常用的方法有有限元法、矩量法、模擬電荷法、等效電荷法及鏡像法等。

• 彭湃等人分別基于有限元和模擬電荷的方法，建立輸電線路數(shù)學(xué)模型，進行工頻電場數(shù)值計算，并對比兩種方法；
• 王群等人基于模擬電荷法，針對110kV高壓輸電線路建立模型，進行了電磁場數(shù)學(xué)建模計算，并進行了現(xiàn)場電磁場分布測量且測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果吻合度較高；
• 黃韜等人介紹了矩量法的基本原理，使用基于矩量法的CDEGS軟件計算某線路的工頻電磁場分布，并進行了現(xiàn)場實測，誤差不超過10%；
• 朱艷秋等人，針對220kV輸電線路，采用計算機輔助分析軟件，研究了不同因素對工頻電磁場分布的影響，包括導(dǎo)線排布方式、導(dǎo)線相間距、導(dǎo)線對地高度等；
• 封滟彥等人，建立了超高壓輸電線路的二、三維電場模型，利用Matlab軟件，編制基于模擬電荷法的計算程序、進行數(shù)值計算，得到了地面附近電場強度的分布規(guī)律；
• 黃俊璞等人，針對500kV超高壓輸電線路，基于ansoft軟件對不同障礙物進行三維建模仿真，給出了房屋模型、山坡模型的仿真結(jié)果，由于障礙物屬于零點位，所以在靠近障礙物時電場強度會加快衰減為零；
• 蘇超等人，仿真分析了房屋對架空線路空間電場分布的畸變作用，指出架空線路下方金屬導(dǎo)體的感應(yīng)電勢受放置高度和周圍環(huán)境的影響。

本文借鑒前人的研究，首先采用模擬電荷法計算輸電線路的二維電場；其次運用Maxwell軟件，創(chuàng)新性的建立二維線路-高鐵模型，仿真高鐵對線路空間電場的畸變作用；再者，分析線路對地高度和畸變程度的關(guān)系。

圖3 跨高鐵線路示意圖

結(jié)論

本文以跨高鐵220kV高壓輸電線路為例，針對高鐵是否會引起線路下方電場分布發(fā)生畸變的問題，建立了二維線路模型，運用Maxwell仿真軟件進行了數(shù)值計算，結(jié)果顯示跨高鐵對架空輸電線路的空間電場擾動較大，因此在架設(shè)跨高鐵高壓線路時，需引起關(guān)注和采取必要措施。

本文主要結(jié)論有：

• 1）高鐵的存在，會導(dǎo)致線路下方的空間工頻電場發(fā)生畸變。畸變最嚴重的位置在線路中心正下方，距線路中心的水平距離為0～5m，且越靠近中心位置畸變越嚴重。
• 2）高鐵導(dǎo)致電場畸變的程度，與測點的對地距離有關(guān)，越靠近高鐵畸變程度越大。當(dāng)對地距離大于16m時，畸變基本忽略。
• 3）當(dāng)有高鐵時，輸電線路的對地距離對電場分布影響較大，故可以通過增加線路的對地距離來改善電場擾動。