MATLAB高压线接近距离仪设计仿真(2)
国电使用的频率是50Hz，其相应的波长长达6000km。我们知道一个带电导体，只有当它的长度和波长可以相比拟时，才会有电磁辐射。如果要把电力线路比作“天线”的话，可以预料，无论设计的“发射天线”结构有多么庞大，“天线”的尺寸相对于波长而言，都是微乎其微的。由电动力学理论可知，在场源距离远小于波长的近场区内，表征电磁波传输能量密度流大小和方向的坡印亭矢量为零，近区场可以看成感应场，在这里不存在电磁辐射[1]。
1.1.2 工频强电磁场的危害
虽然高压线和变电站周围的电磁场属于近区场，没有电磁辐射，但是并不意着高压线周围的强电磁场对人体没有伤害。现有的科学研究证据表明，长期暴露于低强度（大于0.3~0.4μT）的工频磁场对健康有不利影响。流行病学调查表明大于0.3~0.4μT的工频磁场暴露可导致特定类型（急性淋巴细胞性）的儿童白血病发病率增高；WHO 癌症研究机构（IARC，2002及2007）及WHO 电磁场专题工作组（2005）根据流行病学调查研究结果，将高压线、变电站等极低频磁场定义为人类2B 类致癌物[13]。
长期以来，关于工频电磁场对中枢神经系统有无影响的问题，各国学者一直有着不同的看法。国内外许多关于高压、超高压输电线和变电站的劳动卫生学调查报告指出神经衰弱和记忆力减退是工频电磁场作业人员最常见的症状，但缺乏客观检查结果。目前认为工频电磁场对中枢神经的作用主要由电场引起，这一观点可在动物实验中得到佐证。
1.1.3 选题的意义
由以上的分析可以看出，高压线周围的强电磁场对人体健康有害，准确测量出高压线的距离，指导高压线附近的活动，对建筑物设计和工程车辆施工等有很重要的意义。
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的结构
要准确测量出高压线的距离，首先要了解高压线周围电磁场的特性，由于磁场与高压线中的电负荷有关，通电与否和不同用电时段对磁场大小影响较大，而电场大小主要受电压影响，故通过采集电场信号来测距。
本设计中，通过传感器采集到电场信号，对采集到的信号经过运算放大器的放大变换，然后进行相应处理，利用相应的公式求出距离。
本文共七章内容，第一章为引言，主要介绍选题的背景和意义、国内外研究现状等；第二章阐述了高压线周围电场的特性；第三章给出了测距仪的测距原理，对高压线的模型和电场理论计算公式进行了简化；第四章用MATLAB对测距原理进行了验证仿真；第五章分模块介绍了测距仪的硬件电路设计，重点探讨了电场探头的选用；第吹冰章对测距原理进行了软件上的调试；第七章对本文的研究做了全面的总结，给出了测距仪的设计综述和不足之处，并设想了下一步的研究工作。
2 高压线电场分析
2.1 电准静态场
实际中常常碰到这样的情况，电磁场虽然随时间变化但变化很缓慢，此时麦克斯韦方程组中的 或 可以忽略，这样一种随时间缓慢变化的电磁场称为准静态电磁场。
根据忽略 或 的不同，准静态电磁场分作电准静态场和磁准静态场两类。它们的特点是：都属于时变电磁场但却具有静态场的一些性质。
在麦克斯韦方程中忽略电磁感应项 时，或者说时变电磁场中各处感应电场 远小于库伦电场 ，电场呈现无旋时
（2-1）
这样的电磁场称为电准静态场（记做EQS）。此时，电场可按静态场处理，电准静态场的微分形式的基本方程组是