摘要：本文以張玉榮等人的研究為基礎，針對架空絕緣導線與裸導線并聯運行的復雜場景，采用有限元仿真方法，系統研究了其周圍的電場分布特性。通過建立精確的二維軸對稱仿真模型，對比分析了絕緣導線與裸導線在單獨運行及并聯運行時電場強度、電位分布及空間電場畸變情況的差異。研究表明，絕緣導線的絕緣層能有效抑制導線表面電場強度，但其與裸導線并聯后，由于電位耦合與幾何結構不對稱，會在兩導線之間的區域產生顯著的電場集中現象，尤其在裸導線側電場增強較為明顯。本文的研究成果對于優化混合架空線路設計、評估電磁環境與絕緣配合具有重要參考價值。

關鍵詞：架空線路；絕緣導線；裸導線；并聯運行；電場分布；有限元仿真

1 引言
隨著城市配電網改造升級與對供電可靠性要求的不斷提高，架空絕緣導線因其優良的防雷擊、抗外力破壞及降低樹線矛盾等優點，得到了廣泛應用。在部分線路改造或特殊區段，存在新架絕緣導線與原裸導線并聯運行的情況。這種混合敷設方式改變了線路周圍的電磁場分布，尤其是電場分布，可能對線路的絕緣配合、電磁環境（如電暈、無線電干擾）及鄰近物體的感應電壓產生復雜影響。因此，開展絕緣導線與裸導線并聯運行時的電場分布研究具有重要的工程實際意義。

2 仿真模型與參數設置
本研究采用商業有限元軟件建立二維軸對稱靜電場仿真模型。模型主要考慮以下要素：

• 導線設置：假設并聯的兩根導線為等徑、等高架設。一根為裸導線（如鋼芯鋁絞線），表面電位等于施加電壓；另一根為帶有一定厚度絕緣層（如交聯聚乙烯）的絕緣導線，其導體電位與裸導線相同，但絕緣層外表面電位需要通過求解得出。
• 邊界條件：導線導體部分設定為固定電位（如10kV相電壓）；模型外邊界設定為遠大于導線對地距離的零電位（大地）邊界；絕緣導線絕緣層與空氣域的交界面滿足電位移矢量法向分量連續的條件。
• 材料屬性：定義導體（鋁）為理想導體，絕緣層為線性均勻介質，相對介電常數根據實際材料設定（如εr=2.3），空氣域介電常數設為1。
• 求解區域：充分考慮電場衰減，確保求解區域足夠大，以消除邊界影響。

3 仿真結果與分析
通過仿真計算，得到了不同配置下的空間電場分布云圖與關鍵路徑上的電場強度曲線。主要結論如下：

3.1 單根導線電場分布對比
單獨運行時，裸導線表面電場強度最高，隨距離增加迅速衰減，電場分布呈對稱圓形。絕緣導線由于絕緣層的存在，導體表面電場被屏蔽，最高電場出現在絕緣層外表面，但其幅值遠低于裸導線表面電場，且絕緣層外部的電場分布更趨均勻、衰減更緩。

3.2 并聯運行時電場分布特性
當絕緣導線與裸導線并聯且施加相同電位時，電場分布發生顯著畸變：

• 電場集中現象：在兩導線之間的狹窄空氣區域，電場線因異性相吸而密集，導致該區域電場強度顯著高于單根導線時的水平，形成電場集中區。
• 不對稱性：由于絕緣導線的“屏蔽”效應，電場分布呈現明顯不對稱。電場集中更偏向于裸導線一側，即裸導線附近的電場增強幅度大于絕緣導線絕緣層外表面附近的電場增強幅度。裸導線表面的最大電場強度較單獨運行時有所升高。
• 電位分布：絕緣導線絕緣層外表面電位低于導體電位，且從靠近裸導線側到遠離側存在電位梯度，這與純空氣介質中的等電位體（裸導線）情況截然不同。

3.3 影響因素探討
仿真進一步分析了導線間距、絕緣層厚度與介電常數對電場分布的影響。結果表明，導線間距越小，中間區域的電場集中效應越劇烈；增加絕緣層厚度能在一定程度上降低絕緣導線自身外側電場，但對緩解兩導線間的電場集中作用有限；絕緣層介電常數增大，會導致絕緣層內外場強重新分配，可能略微加劇外部空氣域中特定區域的場強。

4 工程意義與建議
本研究揭示了架空絕緣導線與裸導線并聯運行時特有的電場分布規律。其工程啟示包括：

1. 絕緣設計：在混合線路中，裸導線及其金具、支撐件可能因電場增強而面臨更大的電暈放電和絕緣老化風險，需予以關注。
2. 電磁環境：導線間強電場區域可能成為無線電干擾的潛在增強源，在敏感區域敷設時應進行評估。
3. 安全距離：檢修或鄰近作業時，需注意混合線路電場分布的不對稱性和可能存在的局部強場區，傳統的基于單一裸導線的安全距離估算方法可能不適用。
4. 優化建議：在可能的情況下，應盡量避免絕緣導線與裸導線長距離、小間距并聯運行。若不可避免，可考慮適當增大導線間距，或對裸導線段采取屏蔽、均壓等輔助措施。

5 結論
本文通過有限元仿真，系統研究了架空絕緣導線并聯裸導線運行模式下的靜電場分布。仿真結果表明，絕緣導線的引入打破了電場的對稱性，導致兩導線間空氣隙出現電場集中，且效應在裸導線側更為突出。這種電場畸變對線路的絕緣性能與電磁環境提出了新的挑戰。本研究為理解和評估此類混合架空線路的電氣特性提供了理論依據與數據參考。未來工作可進一步結合實驗測量，并考慮動態電壓、復雜氣象條件及三維結構的影響，使研究更加貼近工程實際。

參考文獻
[1] 張玉榮， 等. 架空配電線路絕緣導線應用技術[M]. 北京： 中國電力出版社， 2010.
[2] 其他相關仿真與電場研究文獻（略）。