交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤 張文亮 9787512341340 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張文亮 著

圖書標籤:

• 交流輸電綫路
• 電信綫路
• 電磁耦閤
• 電力係統
• 通信工程
• 電磁兼容
• 乾擾
• 耦閤計算
• 防護
• 綫路設計

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512341340

商品編碼：29294314001

包裝：精裝

齣版時間：2013-06-01

基本信息

書名：交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤

定價：60.00元

作者：張文亮

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2013-06-01

ISBN：9787512341340

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書依據科研成果、實踐經驗及外相關資料，從電磁場基本理論齣發，係統全麵地闡述瞭交流輸電綫路對電信綫路的電磁耦閤機理、數理模型和計算方法、電磁影響限值、保護措施、相關的測量技術等內容。共8章，包括交流輸電綫路時變電流産生的電磁場及感性、阻性、容性耦閤，導綫對地電壓和電流分布，金屬導體的低頻磁屏蔽作用等。

目錄

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作者介紹

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　　張文亮，原中國電力科學研究院院長，現為國傢電網公司總經理助理。於永清，原中國電力科學研究院院長，已退休。陸傢榆，中國電力科學研究院高壓所所長。

文摘

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序言

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《輸電與通信：電磁交織的深度剖析》 引言 在現代能源輸送和信息傳遞的龐大體係中，電力輸電綫路與通信綫路如兩條平行的動脈，橫跨大地，支撐著社會運轉的命脈。然而，這兩條看似獨立的生命綫，卻在物理空間上緊密相連，其間的電磁場相互作用，構成瞭復雜而精密的“電磁耦閤”現象。這種耦閤既是科學研究的深邃領域，也是工程實踐中必須審慎對待的關鍵挑戰。本書旨在深入剖析交流輸電綫路與電信綫路之間的電磁耦閤機製，揭示其産生的原因、影響的程度，以及由此帶來的潛在風險和可行的防護對策。本書將以嚴謹的科學態度，詳實的理論分析，結閤工程實際，為相關領域的科研人員、工程師以及對輸電與通信電磁環境感興趣的讀者提供一本全麵而深入的參考。 第一章：電磁場基礎理論迴顧 在深入探討電磁耦閤之前，我們首先需要迴顧和鞏固電磁場的基本理論。本章將從麥剋斯韋方程組齣發，梳理電磁場的基本概念，包括電場、磁場、電勢、磁勢、電磁波等。我們將著重強調場源（電流、電荷）與場之間的關係，以及動態電磁場與靜態電場、靜態磁場在本質上的區彆。 1.1 麥剋斯韋方程組：統一電磁現象的基石 高斯定律：描述電荷分布與電場強度之間的關係。 磁場的高斯定律：強調磁單極子的不存在。 法拉第電磁感應定律：闡述變化的磁場如何産生電場。 安培-麥剋斯韋定律：描述電流和變化的電場如何産生磁場。 方程組的微分形式和積分形式，以及它們在不同場景下的應用。 1.2 電場與磁場的基本概念 電荷、電場強度、電位。 電流、磁感應強度、磁矢勢。 電磁勢與電場、磁場之間的轉換關係。 1.3 介質的電磁特性 電導率、介電常數、磁導率。 不同介質（導體、絕緣體、鐵磁體）的電磁響應。 均勻介質與非均勻介質的特性。 1.4 電磁波的傳播 電磁波的産生、傳播形式。 波阻抗、坡印廷矢量。 電磁波在不同介質中的傳播特性。 第二章：交流輸電綫路的電磁特性 交流輸電綫路作為電力傳輸的主乾，其設計、運行參數以及産生的電磁場特性是理解電磁耦閤的基礎。本章將詳細分析交流輸電綫路的結構、運行方式及其産生的電磁場特點。 2.1 交流輸電綫路的基本結構與參數 導綫（材料、截麵積、排列方式）、絕緣子、杆塔。 綫路參數：電阻、電感、電納、電納。 集膚效應與鄰近效應對導綫參數的影響。 2.2 交流輸電綫路的運行機理 穩態運行：相電壓、綫電壓、相電流、綫電流。 暫態過程：閤閘湧流、短路電流、操作過電壓。 三相不平衡運行及其對電磁場的影響。 2.3 交流輸電綫路産生的電磁場 穩態運行産生的穩態電磁場。 運行頻率下的交流電場和磁場分布。 非正弦波形（諧波）對電磁場的影響。 輸電綫路上電磁場強度與距離的關係。 電磁場的極化特性。 2.4 輸電綫路的耦閤效應 綫路本身的相間耦閤。 綫路與大地之間的耦閤。 不同電壓等級綫路之間的相互影響（若存在）。 第三章：電信綫路的電磁特性 電信綫路是信息傳遞的載體，其結構、信號特性以及對外界電磁場的敏感性是分析耦閤影響的關鍵。本章將深入探討電信綫路的類型、信號傳輸原理及其電磁特性。 3.1 電信綫路的類型與結構 對稱電纜（雙絞綫、四芯電纜）：結構、絕緣、屏蔽。 同軸電纜：結構、阻抗匹配、屏蔽性。 光縴通信：原理、優勢、與電磁耦閤的相對獨立性（仍需考慮電磁乾擾對終端設備的影響）。 架空通信綫：結構、杆塔、絕緣。 3.2 電信信號的傳輸原理 模擬信號與數字信號。 信號的頻率、帶寬、幅度、相位。 信號的衰減、失真、噪聲。 信號的傳輸速率與信息容量。 3.3 電信綫路對外界電磁場的敏感性 感應電勢與感應電流的産生。 信號失真與數據錯誤的根源。 共模乾擾與差模乾擾。 屏蔽措施的有效性。 3.4 架空通信綫路的電磁特性 架空通信綫與輸電綫路類似，受外部電磁場影響更大。 其自身參數（電感、電容、電阻）對信號傳輸的影響。 第四章：電磁耦閤的産生機理 本章將核心聚焦於交流輸電綫路與電信綫路之間電磁耦閤的産生機理，通過理論推導和模型分析，闡述耦閤的物理過程。 4.1 互感耦閤 輸電綫路産生的變化的磁場穿過電信綫路的迴路，感應齣電壓。 安培定律與法拉第定律的應用。 互感係數的計算，與導綫間距、長度、排列方式的關係。 三相輸電綫路對電信綫路的磁場耦閤分析。 4.2 互容耦閤 輸電綫路上的高電位引起周圍空間電場分布的變化，該電場作用於電信綫路，産生電荷轉移，形成感應電壓。 高斯定律與電場強度的關係。 互容係數的計算，與導綫間距、絕緣介質、大地電導率的關係。 輸電綫路的電場對電信綫路的電場耦閤分析。 4.3 共同阻抗耦閤 當輸電綫路與電信綫路共用同一個接地體或大地作為迴流路徑時，流經該公共阻抗的電流會在兩綫路間産生額外的耦閤電壓。 大地電阻率對共同阻抗耦閤的影響。 接地網的設計與耦閤強度。 4.4 傳播耦閤（輻射與接收） 輸電綫路作為電磁波的輻射源，其産生的電磁波能量傳播並被電信綫路接收。 輸電綫路的輻射強度與電信綫路的接收靈敏度。 遠場耦閤與近場耦閤的區彆。 4.5 耦閤係數的定義與計算 電壓耦閤係數、電流耦閤係數。 在不同頻率下耦閤係數的變化。 耦閤強度的量化評估。 第五章：電磁耦閤的影響與危害 電磁耦閤並非總是帶來負麵影響，但在許多情況下，它會嚴重乾擾電信綫路的正常運行，甚至對設備和人員安全構成威脅。本章將詳細分析電磁耦閤的各種影響和潛在危害。 5.1 對電信信號的乾擾 感應電壓和電流産生的噪聲，降低信號信噪比。 信號失真，包括幅度失真、相位失真、瞬態響應失真。 數據傳輸錯誤率升高，通信質量下降。 對語音通信、數據傳輸、視頻傳輸等的影響。 5.2 對電信設備的影響 感應電壓可能損壞敏感電子元件。 過電壓可能導緻設備絕緣擊穿。 長時間的電磁應力可能加速設備老化。 通信終端設備（如電話、調製解調器）的正常工作受到影響。 5.3 對電力係統運行的影響 電信綫路的故障（如短路）可能通過耦閤影響輸電綫路。 某些頻率下的強耦閤可能導緻輸電綫路保護裝置的誤動或拒動。 5.4 電磁兼容性（EMC）問題 輸電係統與通信係統之間的電磁兼容性問題。 國傢和行業相關的電磁兼容性標準。 5.5 安全隱患 在強耦閤區域，人體接觸電信綫路時可能承受危險電壓。 火災風險（極少見，但存在於極端情況下）。 第六章：電磁耦閤的計算與仿真方法 精確計算和仿真電磁耦閤的強度和分布是設計和優化解決方案的前提。本章將介紹常用的計算和仿真方法。 6.1 解析計算方法 基於場論的解析解，適用於簡單幾何模型。 行波理論在傳輸綫耦閤分析中的應用。 集總參數模型和分布參數模型的選擇。 6.2 數值計算方法 有限元法（FEM）：適用於復雜幾何和非均勻介質。 邊界元法（BEM）：適用於求解邊界問題，常用於輻射和散射問題。 有限差分時域法（FDTD）：適用於求解瞬態電磁場問題。 矩量法（MoM）：適用於計算散射和輻射問題。 6.3 耦閤模型構建 建立輸電綫路和電信綫路的三維模型。 定義材料屬性和邊界條件。 考慮大地模型。 6.4 仿真軟件介紹 常用的電磁場仿真軟件及其功能（如COMSOL, HFSS, CST等）。 仿真參數設置與結果後處理。 6.5 仿真結果的驗證 與解析解、實測數據的對比。 網格密度、求解精度對仿真結果的影響。 第七章：電磁耦閤的防護與抑製技術 有效的防護和抑製技術是減小電磁耦閤危害，保障輸電和通信係統正常運行的關鍵。本章將介紹多種行之有效的技術手段。 7.1 綫路布局與選址優化 增加輸電綫路與電信綫路之間的安全距離。 閤理規劃綫路走嚮，避開敏感區域。 考慮綫路的垂直和水平間距。 7.2 屏蔽技術 對電信綫路進行屏蔽：金屬屏蔽層、導電塗層。 屏蔽層材料、厚度、連接方式對屏蔽效果的影響。 屏蔽層的接地設計。 7.3 接地技術 優化輸電綫路和電信綫路的接地係統，降低公共阻抗。 采用良好的接地材料和結構，減小接地電阻。 接地網的設計與計算。 7.4 耦閤補償技術 在電信綫路中串聯或並聯補償元件（如電感、電容）來抵消感應電壓。 有源補償技術。 7.5 綫路參數調整 調整電信綫路的結構和參數，降低其對外界電磁場的敏感性（例如，使用屏蔽電纜）。 在輸電綫路設計中考慮其電磁輻射特性。 7.6 濾波技術 在電信綫路的終端設備上安裝濾波器，濾除耦閤引入的乾擾頻率。 濾波器類型及其設計。 7.7 絕緣加強 提高電信綫路的絕緣水平，抵抗感應高電壓。 防雷擊和操作過電壓措施。 7.8 信號處理技術 在接收端采用先進的信號處理算法，如自適應濾波、均衡等，來恢復受乾擾的信號。 7.9 規範與標準 遵循相關的國傢和國際標準，指導綫路設計和運行。 第八章：工程實踐案例分析 理論聯係實際，通過具體的工程案例分析，進一步理解電磁耦閤的實際錶現和防護效果。本章將選取不同類型的輸電與通信綫路組閤，分析其耦閤情況和采取的防護措施。 8.1 高壓輸電綫路與架空通信綫路的耦閤案例 案例背景：某地區高壓輸電綫路與附近架空通信綫路的電磁乾擾情況。 實測數據分析：感應電壓、噪聲水平。 防護措施：增加距離、安裝屏蔽、改進接地。 效果評估。 8.2 變電站附近通信綫路的電磁兼容問題 案例背景：變電站設備産生的強電磁場對周邊通信設施的影響。 耦閤機理分析：高壓設備、開關操作等。 防護措施：屏蔽、選擇低耦閤的通信綫路。 案例中的挑戰與解決方案。 8.3 地下電纜與埋地通信電纜的耦閤 案例背景：地下輸電電纜和通信電纜之間的電磁耦閤。 耦閤的特點：與架空綫路有所不同。 防護措施：埋設深度、屏蔽材料、土壤電導率的影響。 8.4 城市密集區域的耦閤問題 案例背景：在城市環境下，輸電綫路和通信綫路密集，耦閤效應加劇。 挑戰：空間限製、多重耦閤源。 綜閤性防護策略。 第九章：發展趨勢與未來展望 電磁耦閤的研究是一個持續演進的領域，隨著技術的發展，新的問題和解決方案將不斷湧現。本章將探討該領域的發展趨勢和未來的研究方嚮。 9.1 新型輸電與通信技術的電磁耦閤 特高壓輸電技術帶來的電磁場變化。 5G通信、物聯網等新興技術與電力基礎設施的電磁兼容。 柔性輸電技術（FACTS）和直流輸電（HVDC）的電磁耦閤特性。 9.2 智能化電磁環境監測與預警 利用傳感器網絡實時監測電磁環境。 大數據分析與人工智能在電磁耦閤預測中的應用。 智能防護係統的發展。 9.3 綠色與可持續電磁環境 降低電磁輻射對環境和生物的影響。 設計低電磁輻射的輸電和通信設備。 9.4 電磁耦閤理論的深化 非綫性介質中的電磁耦閤。 更精確的電磁場耦閤模型。 多物理場耦閤分析（電磁-熱-力）。 9.5 標準化與國際閤作 推動國際間電磁兼容標準的統一。 加強跨學科、跨領域的閤作研究。 結論 交流輸電綫路與電信綫路之間的電磁耦閤是電力工程和通信工程領域一個不可忽視的重要課題。理解耦閤的機理，準確評估其影響，並采取有效的防護措施，對於保障現代社會兩大關鍵基礎設施的穩定、可靠和安全運行至關重要。本書係統地梳理瞭電磁耦閤的基礎理論、計算方法、防護技術和工程實踐，旨在為相關領域的研究和實踐提供堅實的理論基礎和技術指導。隨著科技的不斷進步，對電磁耦閤的認識也將日益深化，相關技術也將持續創新，以應對未來更加復雜的電磁環境挑戰。 （全書完）

評分☆☆☆☆☆

這本《交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤》我讀完後，最大的感受就是其學術深度和嚴謹性。作者張文亮在書中對電磁耦閤的原理進行瞭非常詳盡的推導和分析，從麥剋斯韋方程組齣發，層層遞進，將復雜的物理現象化繁為簡，又能在關鍵步驟給齣清晰的數學錶述。我尤其欣賞書中對於不同耦閤機製的分類和辨析，比如靜電耦閤、電磁感應耦閤等，每一類都進行瞭深入的理論闡述，並結閤實際工程案例進行說明。書中引用的參考文獻也非常廣泛，涵蓋瞭國內外該領域的經典著作和最新研究成果，這為讀者提供瞭進一步深入學習的良好基礎。同時，書中對於耦閤的計算方法和仿真工具的介紹也十分到位，對於像我這樣需要進行工程設計和分析的讀者來說，具有極高的實用價值。雖然有些章節的數學推導需要一定的基礎知識纔能完全理解，但這正是學術專著的魅力所在，它能夠引導讀者不斷挑戰自己的認知邊界。總的來說，這是一本能夠讓你在理解電磁耦閤方麵實現質的飛躍的優秀著作，對於從事電力、通信工程以及相關領域研究的專業人士來說，是不可多得的參考書。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤》這本書時，首先被其結構清晰、邏輯嚴謹的編排所吸引。作者張文亮似乎非常擅長將復雜的問題分解成易於理解的模塊，然後再逐步構建起完整的理論體係。書中並非枯燥的理論堆砌，而是將理論知識與實際應用緊密結閤。例如，在分析輸電綫路對電信綫路的乾擾時，書中詳細闡述瞭各種乾擾模式，並提供瞭相應的防護措施和減弱耦閤的工程建議。我特彆留意瞭其中關於電磁兼容性（EMC）的章節，它不僅僅是理論上的描述，更包含瞭大量的工程實踐經驗和技術要點。書中對不同類型綫路的參數選擇、布局設計等都提齣瞭切實可行的指導。即使是對電磁耦閤概念不太熟悉的讀者，通過閱讀這本書，也能對這個問題有一個係統且深入的認識。不得不說，書中對案例的選取和分析也非常有代錶性，能夠幫助讀者將抽象的理論概念與具體的工程場景聯係起來，從而更好地掌握知識。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，閱讀《交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤》的過程，對我來說是一次充滿挑戰但也收獲頗豐的旅程。張文亮在書中展現瞭其深厚的專業功底，尤其是在電磁場理論及其在電力通信交叉領域應用的把握上。我發現書中對於一些關鍵概念的解釋，例如“耦閤係數”、“互感”、“互容”等，都非常透徹，並且在不同章節中反復運用，加深瞭我的理解。書中不僅僅停留在定性的描述，而是通過大量的數學公式和圖錶，將電磁耦閤的定量分析展現得淋灕盡緻。對於我這樣希望深入理解耦閤機理並進行定量計算的讀者來說，這些內容是極其寶貴的。書中還提到瞭許多前沿的研究方嚮和待解決的問題，這激發瞭我進一步探索的興趣。雖然有時候需要反復閱讀和思考纔能完全消化某些內容，但這正是學習的樂趣所在。這本書讓我對輸電綫路和電信綫路之間的相互影響有瞭全新的認識，也為我解決實際工程問題提供瞭理論指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我必須說，是為真正想要理解電磁耦閤精髓的讀者準備的。張文亮在《交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤》中，並沒有迴避問題的復雜性，而是迎難而上，逐一攻剋。我從書中學習到瞭許多關於電磁屏蔽、接地技術以及電磁兼容設計的原理和方法，這些都直接關係到通信信號的質量和輸電綫路的安全運行。書中對瞬態耦閤效應的分析，以及如何應對雷擊、短路等引發的瞬態電磁乾擾，更是讓我眼前一亮。我發現在實際工程中，很多看似小的問題，其根源都可能與電磁耦閤有關。這本書就像一把鑰匙，為我打開瞭理解這些現象的大門。它讓我明白，在設計和運行電力和通信係統時，不能孤立地看待它們，而是要充分考慮它們之間的相互影響。通過這本書，我對電磁耦閤的理解不再停留在錶麵，而是上升到瞭能夠指導實踐的層麵，這對我個人的職業發展有著重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

《交流輸電綫路與電信綫路的電磁耦閤》這本書給我留下瞭深刻的印象，其內容之豐富、分析之深入，足以稱得上是一部力作。作者張文亮對於電磁耦閤現象的理解和闡釋，可以說是多維度、多層次的。我尤其欣賞書中在探討耦閤效應時，並沒有局限於單一的理論模型，而是結閤瞭多種模型和仿真方法，力求全麵地反映實際情況。書中對不同地理環境、不同綫路結構下的耦閤特性進行瞭詳細的對比分析，這對於理解影響耦閤強度的關鍵因素非常有幫助。閱讀過程中，我感覺自己仿佛置身於一個實驗室，親眼見證瞭電磁場是如何在兩條不同的綫路之間産生相互作用的。書中提供的計算公式和模型，對於我後續進行相關的研究和項目開發，無疑是一份寶貴的財富。雖然這本書的專業性較強，但作者在保證嚴謹性的同時，也盡量讓內容更具可讀性，這對於任何希望深入瞭解該領域的讀者來說，都是一個巨大的福音。