交流输电线路与电信线路的电磁耦合 9787512341340 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张文亮 著

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• 交流输电线路
• 电信线路
• 电磁耦合
• 电力系统
• 通信工程
• 电磁兼容
• 干扰
• 耦合计算
• 防护
• 线路设计

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512341340

商品编码：29727827696

包装：精装

出版时间：2013-06-01

图书基本信息
图书名称	交流输电线路与电信线路的电磁耦合	作者	张文亮
定价	60.00元	出版社	中国电力出版社
ISBN	9787512341340	出版日期	2013-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	精装
开本	16开	商品重量	0.459Kg

内容简介

本书依据科研成果、实践经验及外相关资料，从电磁场基本理论出发，系统全面地阐述了交流输电线路对电信线路的电磁耦合机理、数理模型和计算方法、电磁影响限值、保护措施、相关的测量技术等内容。共8章，包括交流输电线路时变电流产生的电磁场及感性、阻性、容性耦合，导线对地电压和电流分布，金属导体的低频磁屏蔽作用等。

作者简介

张文亮，原中国电力科学研究院院长，现为国家电网公司总经理助理。于永清，原中国电力科学研究院院长，已退休。陆家榆，中国电力科学研究院高压所所长。

目录

前言 1交流输电线路时变电流产生的电磁场 1.1电磁场的基本方程 1.2电磁场的波动方程 1.3Sommerfeld水平电偶板子场 1.4Sommerfeld垂直电偶极子场 1.5无限长水平导线电场强度的水平分量 1.6无限长水平导线电场强度的垂直分量 1.7有限长水平导线电场强度的水平分量 1.8有限长垂直导线电场强度的垂直分量 1.9Pocklington-Hallen积分方程 1.10“单线一大地”回路申暂态电流产生的暂态电场强度 1.11两条单导线之间的互阻抗 2交流输电线路的感性耦合 2.1“架空与架空”水平单导线之间的互感系数 2.2“架空与架空”单导线之间互感系数的近似计算 2.3架空单导线与地中单导线之间的互感系数 2.4地中绝缘单导线与空气中单导线之间的互感系数 2.5地中两条绝缘单导线之间的互感系数 2.6有限长水平单导线和水平单导线的互感系数 2.7复数镜像法求互感系数 2.8大地为多层水平构造无限长水平导线电场强度的水平分量 2.9三相交流输电线路与电信线路之间的互感系数 2.10交流输电线路对双导线回路的磁影响 2.11交流输电线路对架空电缆线路的磁影响算例 3交流输电线路入地电流的阻性耦合 3.1点接地极周围的电位 3.2半圆球形接地板 3.3垂直管状接地极 3.4面形接地极 3.5圆环形接地极 3.6有限长水平线形圆柱接地极 3.7线接地极 3.8等电位接地网 3.9不等电位接地网 3.10点接地极与无限长地下电缆的阻？耦合 3.11点接地极在多层水平结构大地表面引起的电位 3.12钢轨的跨步电压 4交流输电线路的容性耦合 4.1无限长导线上线电荷产生的电场强度 4.2无限长导线上线电荷产生的电位 4.3单导线之间的电耦合系数 4.4三相交流输电线路与单导线之间的电耦合系数 4.5三相交流输电线路与双导线的电耦合系数 4.6中性点直接接地交流输电线路对双线回路的电影响 4.7中性点不接地交流输电线路对双线回路的电影响 5在交流输电线路电磁影响下电信线路导线对地电压和电流 5.1基本方程的建立和求解 5.2传输线上的电压和电流及榆入阻抗 5.3单导线上电压和电流分布的一般表达式 5.4无延长段单导线的电压和电流 5.5两端绝缘有延长段导线上感应电压和电流 5.6长距离交流榆电线路在电信线路上感应的对地电压和电流 5.7矩量法计算垂直导线上的电流 5.8电信线路导线两端绝缘时的电压及电流分布算例 6金属导线的低频磁屏蔽作用 6.1屏蔽作用原理 6.2理想屏蔽系数 6.3实际屏蔽系数 6.4电信电缆金属外护套的实际屏蔽系数 6.5有限差法求屏蔽线中电流 6.6网络图论法求屏蔽线中电流 6.7双侧消去法求架空地线申电流 6.8用有限差分法计算架空地线电流算例 7交流输电线路对电信线路电磁影响的限值和保护措施 7.1电磁影响的限值 7.2国标和规程有关危险影响的限值 7.3国标和规程有关干扰影响的限值 7.4电磁影响的保护措施 8电磁影响的测量技术 8.1交流输电线路对电信线路电影响的测量 8.2交流输电线路对电信线路磁影响的测量 8.3地电位测量 8.4屏蔽系数的测量 8.5大地电阻率的测量 参考文献

编辑推荐

文摘

序言

远方的低语：穿越风雨的电磁交响 夜幕降临，城市华灯初上，勾勒出纵横交错的电网线条。它们如同巨大的血管，将能量输送到城市的每一个角落，支撑着现代文明的运转。而在这些力量的脉络旁，另一类沉默的丝线——电信线路，也在悄无声息地传递着信息，连接着人心的距离。这两者，在看似平行却又紧密交织的世界里，共同谱写着一曲关于能量与信息流动的宏伟交响。然而，在这和谐的乐章之下，一场无形的较量却在悄然上演，那是电磁能量在空气中悄悄蔓延，在彼此的疆域里激起阵阵涟漪。 想象一下，当一道闪电划破天际，那瞬间爆发的强大能量，不仅能点亮夜空，也能在电力线和通信线上引发剧烈的电磁干扰。又或者，当电力传输在高压线上奔腾，其强大的电流产生的电磁场，是否会悄悄地“窃听”到电话线里的低语，或者侵蚀到数据传输的纯净？反之，通信设备发出的高频信号，又是否会像微小的刺客，在电力系统的稳定运行中埋下隐患？这些问题，并非危言耸听，而是真实存在于我们赖以生存的电气化和信息化社会中的技术挑战。 本书，并非专注于探讨这两大系统各自独立的设计原理，也非详述某项具体的通信协议或是电力传输的等级标准。它所聚焦的，是它们之间那如影随形、难以割舍的“电磁耦合”——一种看不见摸不着的联系，却能深刻影响彼此性能的关键因素。我们将深入探究，在现实世界中，电力线与电信线路是如何在空间中并肩而行，或者相互靠近，以及这种物理上的邻近关系，如何转化为电磁层面的相互影响。 第一章：无形之手——电磁耦合的物理本质 电磁耦合，这个听起来略显抽象的词汇，其背后蕴含的是法拉第电磁感应定律和安培右手定则等基础物理原理。在本章中，我们将以通俗易懂的语言，剥开这层神秘的面纱。 电磁场的生成与传播： 我们将从最基本的电荷运动和电流产生电磁场出发，解释不同频率和幅度的电磁波是如何在空间中传播的。这里的重点将放在交流输电线路中流动的交变电流所产生的时变电磁场，以及电信线路中承载的信号电流所产生的电磁场。 耦合的根源： 耦合并非凭空产生，它源于能量或信号在不同介质之间的传递。我们将详细阐述，当两条导体（如输电线和通信线）足够靠近时，一条导体产生的变化的电磁场，必然会在另一条导体中感应出电动势（voltage），进而引起电流。反之亦然。我们会区分感应耦合（如电场耦合和磁场耦合）和传导耦合（通过共同接地回路等）。 耦合的类型与特征： 耦合并非单一模式，而是呈现出多种形式。我们将分析电场耦合（由导体之间的电位差引起）和磁场耦合（由导体中的电流变化引起）的差异，以及它们在不同场景下的表现。同时，还会探讨互感、互容等关键参数，它们是量化耦合程度的重要指标。 第二章：电力的呐喊——输电线路的电磁“噪音” 高压输电线路，如同巨龙盘旋于大地之上，承载着巨大的能量。然而，这种强大的能量传输过程，也伴随着不可避免的电磁辐射。 交流输电的电磁场特性： 分析单相、三相交流输电线路在稳态和瞬态（如雷击、短路）下的电磁场分布。重点将放在工频（50Hz或60Hz）电磁场，以及由于绝缘子闪络、电晕放电等产生的谐波和瞬态电磁脉冲（EMP）。 输电线路产生的电磁干扰（EMI）： 详细研究输电线路产生的电磁场如何对附近的电信线路造成干扰。我们将深入分析电压波动、电流突变、雷电感应、开关操作引起的瞬态过电压等，如何通过电场耦合和磁场耦合的方式，在通信线路上产生额外的噪声电压和电流。 不同类型输电线路的耦合效应： 比较不同电压等级（如高压、中压、低压）和不同架设方式（如架空线路、地下电缆）的输电线路，其电磁场特性和对电信线路的耦合影响差异。例如，架空高压输电线路由于其架设高度和导体间距，对地面及其附近的电信线路的磁场耦合效应尤为显著。 第三章：信息的低语——电信线路的电磁“侵袭” 电信线路，承载着人类社会最宝贵的信息。然而，其自身的电磁特性，以及所处环境的电磁干扰，同样会对电力系统产生不容忽视的影响。 电信线路的电磁特性： 探讨不同类型的通信线路，如双绞线（UTP/STP）、同轴电缆、光纤（虽然光纤不受电磁干扰，但其附近的电缆可能受影响）等，在传输信号时产生的电磁场特征。分析高频信号在这些线路中传输时，可能会产生的辐射。 电信线路对电力系统的干扰： 研究电信线路的电磁辐射，特别是当其与电力线路过于靠近或存在不良接地时，可能对电力系统的正常运行造成的潜在影响。例如，高频通信信号可能在电力线路上感应出微弱的噪声，对高精度测量设备造成误读；不当的接地可能形成共模干扰，影响电力电子设备的工作。 通信设备产生的电磁发射： 考虑通信基站、无线接入设备等产生的电磁场，如果其部署位置不当，也可能对附近的电力设备产生干扰，尤其是在电力系统中存在敏感电子元件时。 第四章：交织的迷宫——耦合效应的实际影响 电磁耦合并非仅仅是理论上的相互影响，它在实际应用中会带来一系列可见或不可见的问题，影响着电力系统的可靠性、电信系统的通信质量，甚至威胁到人身安全。 对电力系统的影响： 保护与测量失真： 耦合产生的噪声电压和电流可能误导电力保护装置的判断，导致误跳闸或拒跳闸。同时，测量仪表也可能因干扰而产生读数偏差，影响电网的精细化管理。 电力电子设备故障： 现代电力系统广泛使用电力电子器件，这些器件对电磁干扰尤为敏感。耦合产生的噪声可能导致变流器、逆变器等设备工作异常，甚至损坏。 电网稳定性： 在极端情况下，严重的电磁耦合可能加剧电网的不稳定性，影响电能的连续可靠供应。 对电信系统的影响： 通信质量下降： 输电线路产生的电磁干扰会导致电信信号的衰减、失真，出现语音杂音、数据错误、通信中断等现象。 网络性能降低： 耦合引起的噪声会降低通信网络的信噪比，导致传输速率下降，延迟增加，影响用户体验。 设备损坏： 严重的电磁瞬变可能对通信设备造成永久性损坏，带来巨大的经济损失。 电磁兼容性（EMC）的挑战： 探讨电磁耦合对电力系统和电信系统电磁兼容性的挑战，即如何在各自的电磁环境中保持正常工作，同时不给其他设备或环境造成过多的电磁骚扰。 第五章：拨开迷雾——耦合的诊断与评估 要解决问题，首先要准确地识别和量化问题。本章将介绍如何诊断和评估输电线路与电信线路之间的电磁耦合。 现场勘测与数据采集： 详细介绍在实际工程中，如何进行线路的走向、距离、环境等信息的勘测。以及如何利用电磁场测量仪、频谱分析仪等设备，采集线路周围的电磁场强度、噪声电压、电流等数据。 仿真建模与分析： 介绍如何利用专业的电磁场仿真软件，建立电力线与电信线路的数学模型，模拟不同耦合场景下的电磁场分布和干扰效应。重点将介绍常用的仿真方法，如有限元法（FEM）、边界元法（BEM）、矩量法（MOM）等。 耦合参数的计算与分析： 阐述如何根据测量数据和仿真结果，计算和分析互感、互容等关键耦合参数，从而量化耦合的强度和影响范围。 第六章：和谐共生——耦合的抑制与防护 在深入理解电磁耦合的本质和影响后，本章将重点探讨如何有效地抑制和防护这种耦合，实现电力与信息系统的和谐共生。 源头控制： 优化线路设计与布局： 探讨如何通过合理的线路走向、架设高度、导体间距、屏蔽措施等，从源头上减少电磁场的产生和传播。例如，采用更紧凑的电力线路设计，或将电信线路布置在远离高压输电线路的区域。 滤波与接地优化： 分析在电力系统和电信系统中，通过有效的滤波措施和优化的接地系统，可以显著降低共模和差模干扰。 防护措施： 屏蔽技术： 介绍使用屏蔽材料（如金属屏蔽层、导电涂层）来阻挡电磁场的穿透，保护电信线路不受电力线路干扰。 隔离与间距： 强调增加电力线路与电信线路之间的物理距离，是降低耦合效应最直接有效的方法之一。 抗干扰器件的应用： 介绍在通信设备和电力设备中，采用具有高抗干扰能力的器件，以及使用隔离变压器、光电耦合器等隔离器件。 电磁兼容性设计： 强调在系统设计阶段就融入电磁兼容性原则，进行整体规划，将电磁耦合的潜在影响降至最低。 工程实践与案例分析： 结合实际工程案例，展示各种耦合抑制和防护技术的应用效果，总结成功的经验和教训。 结语：共绘未来——安全、高效、可靠的网络 在高速发展的科技浪潮中，电力和通信是支撑社会运转的两大基石。它们的相互作用，电磁耦合，既是挑战，也是机遇。深刻理解并有效管理这种耦合，不仅能保障现有系统的安全稳定运行，更能为未来更先进、更智能的能源网络和信息网络奠定坚实的基础。本书旨在为工程师、研究人员以及所有对电力与通信交叉领域感兴趣的读者，提供一个全面、深入的视角，共同探索如何在这片电磁交响的乐章中，奏响更和谐、更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

我阅读了许多关于电磁兼容性的书籍，但很多都侧重于设备内部的屏蔽或滤波，而这本书则将目光投向了宏观的“线路间”的相互影响。这是一种更高维度的思考。这本书的叙事风格非常沉稳、老道，充满了资深专家的沉淀感。尤其是在探讨瞬态电磁场耦合时，作者对雷击和开关操作过电压的响应进行了详尽的建模和讨论，并引入了大量的实测数据进行验证。这种“理论模型+实际验证”的双重保险，极大地增强了结论的说服力。对于那些负责大型电力工程和基础设施通信配套设计的工程师来说，这本书简直就是一本“避雷指南”。它帮助我们预见到那些在设计初期容易被忽视的“灰色地带”的风险，并提供了行之有效的规避策略，避免了后期昂贵的整改成本。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些需要进行跨学科合作的团队来说，这本书架起了电力工程与通信工程之间的沟通桥梁。它的语言组织非常有层次感，即便是不完全精通其中某一领域（比如，一个纯电力背景的人去看通信部分，或反之），也能借助清晰的物理图像和类比理解耦合的本质。作者对“互感系数”的定义和计算方法的阐述尤其到位，清晰地区分了静电耦合、静磁耦合和电磁感应这三种主要机制在不同场景下的主导地位。此外，书中还非常人性化地加入了一些关于测试规范和标准解读的内容，这对于我们编写技术规范或进行项目验收时提供了重要的参考依据。这本书读起来并不轻松，但每翻过一页，都能感到自己的知识体系又得到了显著的强化和完善，它提供的洞察力是无法替代的。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是电力系统分析领域的一股清流，它没有陷入那些过于繁琐的数学推导泥潭，而是非常直观地阐述了电磁场理论在实际工程问题中的应用。我尤其欣赏作者在处理复杂耦合问题时的清晰逻辑。比如，书中对地线对线路电磁感应的影响分析，那种层层递进，由浅入深的感觉，让一个初次接触这个领域的读者也能迅速抓住核心要点。书中穿插的案例分析，更是点睛之笔，它们不是那种教科书式的完美模型，而是带有一些现实世界中的不确定性和复杂性，这使得理论知识的吸收变得更加“接地气”。读完后，我对如何评估和缓解输电线路与邻近通信线路之间的串扰有了全新的认识，特别是关于接地系统对共模干扰的影响这一章节，简直是茅塞顿开。这本书的排版和图表设计也值得称赞，复杂的电磁波形图和等效电路图都清晰明了，极大地提升了阅读体验，对于我们这些需要将理论快速转化为现场解决方案的工程师来说，无疑是一本不可多得的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它没有将输电线路和电信线路视为两个孤立的系统，而是将它们置于一个共同的电磁环境中进行剖析。我个人对其中关于高次谐波对电信设备影响的章节印象最为深刻。在现代电网中，电力电子设备的应用日益增多，谐波问题也愈发严重，而这本书非常敏锐地捕捉到了这一趋势，并详细分析了这些谐波在耦合路径中如何被“放大”并耦合到敏感的通信网络中去。作者采用了一种非常务实的态度来处理这些非线性效应，既没有回避其复杂性，也没有让读者迷失其中。书中对比了不同类型的电信线路（如光缆、同轴电缆、架空明线）在遭受相同电磁脉冲时的响应差异，这种对比分析极具启发性，帮助我们更好地进行线路选型和路径规划。总而言之，这是一本面向未来挑战的、极具前瞻性的专业著作。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书时，我还有些担心它会不会过于学术化，毕竟“电磁耦合”这个主题本身就容易让人联想到艰涩的麦克斯韦方程组。然而，这本书的表现完全超出了我的预期。它在保持科学严谨性的同时，更注重工程实践的指导意义。作者似乎深谙工程师的需求——我们需要的是能解决实际问题的“武器”，而不是纯粹的理论“艺术品”。书中对不同气候条件下（比如冰雪覆盖或雨雾天气）耦合系数变化的讨论非常细致，这一点在我国北方和南方地区的应用中具有极高的参考价值。更重要的是，它提供了一套系统的评估流程，从现场勘测到仿真建模，再到最终的防护措施设计，每一步都给出了详细的参数建议和注意事项。这本书的价值在于，它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是教会你“怎么办”，这对于提升项目质量和避免潜在的电磁兼容性风险至关重要。