傳輸線磁場分布研究＊

樊友誼 郝曉軍 鄭 星

（中國人民解放軍63880部隊 洛陽 471003）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種家用電器，電子辦公設(shè)備進入到了人們的日常工作生活中，這些電子產(chǎn)品在帶給人們便利的同時，也帶來了電磁污染［1～3］。因為恒定電流周圍會產(chǎn)生磁場，所以傳輸線周圍必定分布著強弱不均的磁場，對附近的生活人們造成一定的影響。本文主要針對無限長直導(dǎo)線、無限長雙導(dǎo)線和螺旋線等三種不同形式的傳輸線進行研究，分別計算了其磁場分布，并就其分布規(guī)律做了比對研究。希望本文的研究能夠?qū)鬏斁€的設(shè)計和使用有一定的幫助。

2 比奧－沙伐定律

恒定電流周圍會產(chǎn)生磁場，根據(jù)電磁學(xué)中的比奧－沙伐定律［4～5］，r′處電流元I′dl′在r點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為

可依據(jù)式（2）計算供電線路周圍產(chǎn)生的磁場。

3 線電流產(chǎn)生的磁場

3.1 無限長直流電源線周圍的場分布

如圖1所示，沿z軸放置的無限長直流電源I，其周圍磁感應(yīng)強度B為

1 無限長直線電流輻射場計算示意圖

圖2 直流雙導(dǎo)線電流輻射場計算示意圖

此即為大家所熟知的安培環(huán)路定律。

3.2 無限長直流雙導(dǎo)線周圍的場分布

如圖2所示，沿z軸放置的無限長直流雙導(dǎo)線，其周圍磁感應(yīng)強度B為

由于雙導(dǎo)線間距d對于距離r來說非常小，因此式（4）中分母d可忽略。即

將上述兩個小節(jié)的內(nèi)容作對比說明，直線電流周圍場分布如圖3［6］所示：

圖3 直線電流輻射場分布示意圖

通過上圖比較可知，通過改變傳輸線相應(yīng)供電線路的電流相位，可以起到改變傳輸線周圍場分布的效果。

3.3 螺旋線周圍的場分布

通過電流的線圈，磁場通常只是集中在線圈里，在線圈外面的磁場很弱。如圖4所示，沿z軸放置的任意電流環(huán)I（螺旋線可視作若干匝電流環(huán)的集合），在軸線某點磁感應(yīng)強度B為

圖4 電流環(huán)輻射場計算示意圖

通過上述三個小節(jié)模型計算可知：

4 結(jié)語

傳輸線周圍的場分布對生活在周圍的人們造成影響。本文針對三種不同形式的傳輸線，無限長直導(dǎo)線、無限長雙導(dǎo)線和螺旋線進行研究，分別計算了其磁場分布，就其分布規(guī)律做了比對研究。

生活在高壓輸電線附近的居民應(yīng)視電磁輻射污染［7］程度采取相應(yīng)措施［8～9］。其實房屋本身的結(jié)構(gòu)對于屏蔽電磁輻射就很有實際意義。為了提高房屋的屏蔽效果，必要時房屋可采用專門的屏蔽頂架，以減少室內(nèi)場強；為了減少強電線引起的電磁污染，還可將輸電線的導(dǎo)線高度適當增加［10］，也可加設(shè)屏蔽等；通過改變傳輸線相應(yīng)供電線路的電流相位，也可以起到改變傳輸線周圍場分布的效果。本文針對傳輸線輻射的研究，希望對傳輸線的設(shè)計和使用有一定的幫助。

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