地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜的工頻磁場(chǎng)特性分析*

黃磊李晨陳庭記李雪張瑞永吳述關(guān)

地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜的工頻磁場(chǎng)特性分析*

黃磊1李晨2陳庭記2李雪2張瑞永3吳述關(guān)3

（1.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，210096，南京；2.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司，210019，南京；3.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司，210036，南京//第一作者，講師）

分析地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)的220 V高壓電纜對(duì)地鐵電力、通信與信號(hào)等設(shè)備的工頻磁場(chǎng)影響。首先，采用有限元法建立地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)的220 V高壓電纜及隧道結(jié)構(gòu)的二維仿真模型，分析電纜正常工作和發(fā)生故障運(yùn)行時(shí)的磁場(chǎng)分布，以及對(duì)通信線路、直流牽引供電線路、鋼軌等產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形及影響；然后，提出相應(yīng)的工頻磁場(chǎng)削弱方法，并進(jìn)行二維有限元仿真分析。結(jié)果表明，采用隧道電纜排列和屏蔽設(shè)計(jì)可有效地減少工頻磁場(chǎng)對(duì)公共地鐵隧道的干擾。為了驗(yàn)證分析結(jié)果的正確性，對(duì)實(shí)際隧道內(nèi)220 V電纜的磁場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果一致。

地鐵隧道；高壓電纜；工頻磁場(chǎng)；電磁屏蔽；有限元法

First-author′s addressSchool of Electrical Engineering，Southeast University，210096，Nanjing，China

近年來(lái)，城市核心區(qū)高壓輸電線路要求以電纜型式敷設(shè)，導(dǎo)致城市地下電力通道建設(shè)規(guī)模迅速增長(zhǎng)，使得高壓電力電纜建設(shè)面臨著選線難、成本高、周期長(zhǎng)的困難。另外，部分城市存在過(guò)江或過(guò)海敷設(shè)電纜的要求，使得單個(gè)通道建設(shè)成本高達(dá)數(shù)億或者數(shù)十億元人民幣，且江、河、湖、海等地質(zhì)情況復(fù)雜，通道建設(shè)存在相當(dāng)多不確定因素，建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)很高。

因此，利用市政公用隧道敷設(shè)高壓電纜在世界范圍內(nèi)已經(jīng)被廣泛采用，尤其是隨地鐵隧道敷設(shè)過(guò)江、過(guò)海高壓電纜得到廣泛關(guān)注［1-2］。隨著我國(guó)近年來(lái)城市軌道交通大規(guī)模地規(guī)劃與建設(shè)，利用地鐵隧道內(nèi)富余空間敷設(shè)高壓電纜已顯示出具有廣闊的發(fā)展前景。

然而，地鐵交通與高壓輸電分屬于不同的公共服務(wù)領(lǐng)域，地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜除了需滿足各自的安全要求外，還需滿足兩者相互影響帶來(lái)的其他安全要求。混合敷設(shè)隧道的安全要求比專用隧道的安全要求更加苛刻。由于高壓電纜敷設(shè)在狹小的地鐵隧道空間里，當(dāng)高壓電纜正常工作時(shí),會(huì)在周圍空間產(chǎn)生工頻電磁場(chǎng)［3］。尤其是磁場(chǎng)可以在其他物體(包括人體)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這可能會(huì)對(duì)地鐵設(shè)備及乘客造成不同程度的干擾和危害［4-5］。特別是當(dāng)高壓電纜發(fā)生短路故障時(shí),短路電流可能達(dá)到數(shù)萬(wàn)A，如此強(qiáng)的交變電流會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度很高的交變磁場(chǎng),可能會(huì)導(dǎo)致各種設(shè)備故障的發(fā)生。

目前，對(duì)于輸電架空線路的電磁干擾研究較多，且已經(jīng)建立了相對(duì)完善的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)［6-8］，但對(duì)地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜可能造成對(duì)地鐵設(shè)備的電磁干擾研究較少。因此，本文針對(duì)地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜的工頻電磁特性開(kāi)展研究。以南京某地鐵過(guò)江隧道為例，分析隨地鐵隧道敷設(shè)的高壓電纜對(duì)地鐵通信線路和供電系統(tǒng)的影響，并通過(guò)實(shí)際電纜隧道內(nèi)的電磁場(chǎng)測(cè)量，驗(yàn)證分析結(jié)果的正確性。根據(jù)研究結(jié)果，提出隨地鐵隧道敷設(shè)的高壓電纜會(huì)產(chǎn)生的安全問(wèn)題及其解決方向，為今后地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜提供理論依據(jù)。

1 電磁模型建立

1.1 基本結(jié)構(gòu)

圖1為南京某過(guò)江雙線地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜的基本結(jié)構(gòu)。

圖1 地鐵隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電纜結(jié)構(gòu)圖

由圖1可知，利用雙線地鐵隧道下部空間敷設(shè)高壓電纜不僅可實(shí)施性強(qiáng)，且可節(jié)約大量建設(shè)成本。但由于在地鐵隧道中存在著地鐵交流供電電纜、直流牽引供電系統(tǒng)和通信電纜，他們與高壓電纜之間存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加及干擾，因此，需要對(duì)隨地鐵隧道敷設(shè)的高壓電纜工頻電磁特性及其影響進(jìn)行電磁場(chǎng)分析。

1.2 有限元分析模型

忽略列車及其運(yùn)動(dòng)的影響（不存在運(yùn)動(dòng)物體），采用二維瞬態(tài)有限元建立電磁場(chǎng)模型。根據(jù)麥克斯韋公式，二維瞬態(tài)有限元計(jì)算公式如下：

式中：

▽——矢量微分算子；

式中：

B——磁通密度；

I——導(dǎo)線電流；

r——所分析點(diǎn)距導(dǎo)線的距離。

本文采用二維有限元建立了地鐵隧道的電纜電磁仿真模型。模型及剖分情況如圖2所示。對(duì)于軌道、直流供電線、35 kV電纜、通信線路和交流電纜進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化剖分。

A——磁矢位；

μ——磁導(dǎo)率；

φ——標(biāo)量電位；

σ——電導(dǎo)率；

JS——等效表面電流密度。

對(duì)單獨(dú)電纜的作用，可采用以下公式直接計(jì)算：

圖2 混合敷設(shè)隧道內(nèi)部二維有限元模型及剖分

2 仿真及影響分析

2.1 電磁仿真及磁場(chǎng)分布

考慮敷設(shè)電纜的最大可行性，隧道內(nèi)高壓交流電纜為220 kV電纜，采用2 500 mm2的電纜（見(jiàn)圖3）。其敷設(shè)方式采用單回路垂直排列方式，電纜的正常工作電流為1 470 A，嚴(yán)重故障最大短路電流按照15 kA計(jì)算。地鐵供電線路采用1 500 V直流供電，35 kV交流電纜線的正常工作電流為500 A。

在輸電電纜中，發(fā)生單相短路是最為常見(jiàn)的，而且?guī)е芯€點(diǎn)的單相對(duì)地短路時(shí)，其帶故障運(yùn)行時(shí)間允許最長(zhǎng)可達(dá)到2 h。當(dāng)離軌道最近的電纜發(fā)生單相短路時(shí)是最為嚴(yán)重的故障事故，此時(shí)對(duì)地鐵隧道的影響最為嚴(yán)重。為此，對(duì)正常和發(fā)生單相短路下的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了仿真分析，磁場(chǎng)分布圖如圖4、圖5所示。

圖3 隧道內(nèi)高壓電纜結(jié)構(gòu)圖

圖4 高壓電纜正常供電時(shí)磁場(chǎng)分布

圖5 高壓電纜短路故障時(shí)的磁場(chǎng)分布

從圖4、圖5中可以看出,在電纜正常運(yùn)行時(shí)，位于地鐵隧道空間內(nèi)的磁場(chǎng)基本范圍在10～200 μT，通信線路處的磁場(chǎng)約為10μT。當(dāng)離隧道底部距離大于0.8 m以上時(shí)，磁場(chǎng)基本小于100μT，站臺(tái)、轎廂等主要公共空間位置的磁場(chǎng)均小于100 μT，這符合國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（I CNIRP）規(guī)定的公眾暴露限值為100μT的基本限值。

一旦發(fā)生電纜短路故障，位于地鐵隧道空間內(nèi)的磁場(chǎng)達(dá)到40～800μT，通信線路處的磁場(chǎng)為80 T左右。當(dāng)距隧道底部0.7 m以上時(shí)，磁場(chǎng)小于500 μT，只有當(dāng)距隧道底部4 m以上時(shí)，磁場(chǎng)才減弱到ICNIRP規(guī)定的公眾暴露限值100μT。

基于以上仿真結(jié)果可知，乘客集中的公共空間位于距隧道底部1～3 m的范圍內(nèi)，在發(fā)生電纜短路時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度超出了公共空間內(nèi)磁場(chǎng)的限定值。因此，根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)人體影響和規(guī)定，需要對(duì)隨地鐵敷設(shè)高壓交流電纜采取低頻磁場(chǎng)防護(hù)措施。

2.2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其影響分析

除了磁場(chǎng)對(duì)直接暴露于磁場(chǎng)中的人體產(chǎn)生影響之外，對(duì)于通信線路、直流牽引供電線路及地鐵軌道也將產(chǎn)生影響，其主要的影響和危害是高壓交變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在與其平行敷設(shè)的通信線路和供電線路及軌道中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。平行線路越長(zhǎng)、距離越近，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到一定程度時(shí)，勢(shì)必對(duì)通信線路和供電線路及軌道電位造成干擾和影響。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可表示為：

式中：

l——導(dǎo)體長(zhǎng)度；

Sf——導(dǎo)體截面積；

Ω——導(dǎo)體截面積。

高壓電纜正常帶載工作時(shí)和發(fā)生單相短路故障時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖6和圖7所示。

對(duì)于通信線路，正常通信導(dǎo)線上的縱向電動(dòng)勢(shì)容許值為有效值（60 V）。電纜心線上的縱向電動(dòng)勢(shì)容許值為電纜直流試驗(yàn)電壓的60%，或交流試驗(yàn)電壓的85%。對(duì)于市內(nèi)通信線路的試驗(yàn)?zāi)蛪褐禐?00 V，因此，其縱向電動(dòng)勢(shì)限制為300 V。由圖6可知，正常狀態(tài)時(shí)在通信線路上存在有效值8 V/km的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在軌道列車供電端和直流供電線上也存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由圖7可知，當(dāng)高壓電纜發(fā)生單相短路故障時(shí)，通信線路上存在有效值100 V/km的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此，隨地鐵隧道敷設(shè)高壓電纜，如果共同敷設(shè)縱向距離超過(guò)2.5 km，其影響不可忽略，必須采取防護(hù)措施。

圖6 高壓電纜正常工作時(shí)縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

圖7 高壓電纜單相短路故障時(shí)縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

對(duì)于直流供電線路，當(dāng)高壓電纜正常運(yùn)行時(shí)，在直流供電線與軌道間（列車供電端）會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疊加交流電動(dòng)勢(shì)，造成±30 V/km的交流電壓波動(dòng)。當(dāng)高壓電纜發(fā)生短路故障時(shí)，電機(jī)直流側(cè)的波動(dòng)更為明顯，波動(dòng)范圍更大。地鐵供電系統(tǒng)要求其直流電壓波動(dòng)范圍為±300 V，而高壓電纜發(fā)生短路故障時(shí)，其電壓波動(dòng)為±400 V/km。因此，當(dāng)機(jī)車行駛離接地點(diǎn)超出750 m，直流供電電壓的波動(dòng)超出其允許范圍。實(shí)際運(yùn)行中列車離接地點(diǎn)最大距離可達(dá)3 km以上，因此，直流側(cè)縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)超出規(guī)定值，必造成列車輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，形成電機(jī)的振動(dòng)，影響電機(jī)壽命和列車平穩(wěn)度，必須采取措施降低直流供電線路的縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

對(duì)于軌道電位，由于高壓電纜造成軌道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，軌道電位將發(fā)生變化（尤其是在地鐵過(guò)江、過(guò)海段無(wú)法實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)良好接地，只能在端部站點(diǎn)接地），許多和軌道接地連接的弱電設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性會(huì)受影響，同時(shí)也影響人身安全。

3 減少工頻磁場(chǎng)干擾的方法

對(duì)于隧道內(nèi)敷設(shè)電纜產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)問(wèn)題，最直接的方式是增大通信線路、直流牽引供電線路、走行軌等與電纜線的距離，但這將改變?cè)兴淼赖脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，這顯然是不可行的?？尚械姆绞绞歉淖児╇娋€路的排列方式和增加屏蔽層。

高壓電纜有3種主要排列方式:正三角排列、等腰直角三角排列和平行排列。理論上采用正三角排列時(shí)周圍磁場(chǎng)最小，因?yàn)榘凑桥帕衅淙鄮缀螌?duì)稱性最好,使電纜外部場(chǎng)點(diǎn)到三相之間的距離差最小，形成的磁場(chǎng)疊加而趨于平衡。因此，首先對(duì)正三角排列的電纜磁場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，圖8是按照正三角排列時(shí)的磁場(chǎng)仿真分布圖。

圖8 電纜正三角形排放正常供電時(shí)磁場(chǎng)分布

從圖8可以看出，在高壓電纜正常工作時(shí)，位于地鐵隧道空間內(nèi)的磁均大小范圍是1.5～40μT，通信線路處的磁場(chǎng)大小約為4μT。采用三角排列可有效降低高壓電纜正常工作時(shí)的工頻磁場(chǎng)影響。

表1 3種高壓電纜排列上方沿豎直線的磁場(chǎng)分布μT

此外，為了對(duì)比3種電纜排布方式下的磁場(chǎng)分布情況，通過(guò)仿真獲得3種分布情況下的高壓電纜正常和短路故障時(shí)上方隧道空間沿同一豎直線的磁場(chǎng)分布，其結(jié)果如表1所列。

由表1可以看出，盡管三角形排列方式對(duì)高壓電纜短路情況下優(yōu)勢(shì)不大，但整體來(lái)看，無(wú)論是在正常工作或者是最嚴(yán)重的單相短路（最靠近地鐵隧道位置的電纜單相短路）時(shí)，其高壓電纜在地鐵隧道內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度均是3種排列方式中最小的。

對(duì)于高壓電纜短路故障形成的工頻磁場(chǎng)最為有效的減少方法是屏蔽。屏蔽方式可采用隧道結(jié)構(gòu)屏蔽或電纜外裝屏蔽盒。外裝屏蔽盒會(huì)降低電纜的散熱調(diào)節(jié)，同時(shí)會(huì)在屏蔽材料內(nèi)產(chǎn)生渦流、增大溫升，這勢(shì)必會(huì)影響電纜的載流量。對(duì)于結(jié)構(gòu)屏蔽，可考慮在隧道電纜溝和地鐵軌道間直接敷設(shè)金屬屏蔽層。金屬屏蔽主要方式包括采用導(dǎo)磁性能材料（如鋼）改變磁路和采用導(dǎo)電性能材料（如鋁）形成渦流來(lái)抵消原磁場(chǎng)。

由于屏蔽層靠近磁場(chǎng)源，采用導(dǎo)電材料屏蔽損耗較大，發(fā)熱嚴(yán)重，效率和穩(wěn)定性均會(huì)降低，因此，本文采用導(dǎo)電性小的不銹鋼作為屏蔽層材料。圖9、圖10為增設(shè)3～5 mm不銹鋼板后的高壓電纜單相短路時(shí)磁場(chǎng)分布云圖和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

圖10 增加屏蔽層后高壓電纜短路故障縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

由圖9、圖10可知，由于屏蔽層的作用，隧道空間內(nèi)的磁感應(yīng)大大減少，其磁感應(yīng)強(qiáng)度均小于100 μT的安全規(guī)定值，達(dá)到了人體安全要求；同時(shí)，直流供電線路縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也大為減少，為未加屏蔽層時(shí)的10%；若達(dá)300 V的波動(dòng)限定值，需要列車運(yùn)行離開(kāi)接地點(diǎn)7 km以上，但目前地鐵站間距一般在3 km左右，因此，采用最常用的站點(diǎn)接地情況下，直流供電線路電壓波動(dòng)遠(yuǎn)小于限定值要求。

4 隧道內(nèi)實(shí)測(cè)分析

為驗(yàn)證以上對(duì)地鐵內(nèi)敷設(shè)高壓電纜分析的正確性，在南京市某一敷沒(méi)有220 kV電纜的地鐵隧道進(jìn)行了磁場(chǎng)測(cè)量，并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。該高壓電纜為雙母線雙邊垂直布線，相間距為50 cm，具體布線結(jié)構(gòu)和測(cè)點(diǎn)分布如圖11所示。

圖11 隧道內(nèi)高壓電纜排布和測(cè)點(diǎn)分布

采用有限元法建立隧道內(nèi)電纜的電磁場(chǎng)二維模型，設(shè)定雙向回路電流均為1 470 A時(shí)，其磁場(chǎng)分布云圖如圖12所示。

圖12 實(shí)測(cè)隧道內(nèi)電磁場(chǎng)分布云圖

采用磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x器PMM8053A完成了隧道內(nèi)各點(diǎn)工頻電磁場(chǎng)測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果和仿真結(jié)果對(duì)比如表2所示。

表2 隧道內(nèi)工頻電磁場(chǎng)實(shí)測(cè)平均值與仿真值對(duì)比

從表2和圖12中可以看出，磁場(chǎng)分布與測(cè)量值基本吻合，從側(cè)面驗(yàn)證了對(duì)于隨地鐵敷設(shè)高壓電纜的磁場(chǎng)分布計(jì)算結(jié)果。在每根高壓電纜周圍具有屏蔽金屬，電纜外部電場(chǎng)很小，幾乎接近于零，地鐵隧道內(nèi)的電場(chǎng)主要產(chǎn)出于直流供電線路和地鐵軌道，此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度很小，不會(huì)對(duì)人體造成任何影響，主要影響為工頻磁場(chǎng)的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

采用二維有限元建立了敷設(shè)有高壓電纜的地鐵隧道內(nèi)電磁場(chǎng)二維模型，對(duì)電纜所產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)進(jìn)行了評(píng)估，并通過(guò)隧道內(nèi)實(shí)際感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。計(jì)算和分析結(jié)果顯示：

（1）正常工作時(shí)，隧道內(nèi)空間磁場(chǎng)符合公眾場(chǎng)合磁場(chǎng)暴露限值要求；當(dāng)時(shí)當(dāng)高壓電纜發(fā)生短路故障時(shí)，乘客集中的公共空間未滿足ICNIRP規(guī)定的公眾暴露限值小于100μT的要求。

（2）工頻磁場(chǎng)在通信線路、直流供電線路和軌道上產(chǎn)生縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)隧道長(zhǎng)度超過(guò)一定值后將影響地鐵通信，引發(fā)牽引電機(jī)振動(dòng)、軌道電位變化等問(wèn)題，尤其是發(fā)生短路故障時(shí)，共同敷設(shè)的縱向距離一旦超過(guò)2.5 km，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將會(huì)超出通信線路相關(guān)限定值。當(dāng)列車離開(kāi)接地點(diǎn)超過(guò)0.75 km時(shí)，供電線路感應(yīng)電壓波動(dòng)超出了相關(guān)限定值。

（3）通過(guò)改變電纜線的排布方式可減少高壓電纜正常工作時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，通過(guò)增設(shè)屏蔽層可大幅減少正常和故障下的工頻磁場(chǎng)干擾。此時(shí)，公共空間磁場(chǎng)、通信線路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、直流供電線路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均可達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求。

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華中首條現(xiàn)代有軌電車線路投入運(yùn)營(yíng)

7月28日，華中首條現(xiàn)代有軌電車線路——湖北省武漢市有軌電車T1線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。T1線全長(zhǎng)17 km，單程用時(shí)52 min，預(yù)計(jì)日均客流量為1.0萬(wàn)～1.2萬(wàn)人次。T1線設(shè)站23座，平均站距690 m，車輛車長(zhǎng)37 m，每列車為4節(jié)編組，最大載客量為360人，票價(jià)2元。乘客可使用武漢通、銀聯(lián)卡閃付、現(xiàn)金支付等3種方式購(gòu)票，其中刷武漢通、銀聯(lián)卡均享9折優(yōu)惠。據(jù)了解，T1線沿線有36個(gè)平交路口，目前有一半的路口可以實(shí)現(xiàn)通行信號(hào)方面的“絕對(duì)優(yōu)先”。對(duì)其他路口，武漢公交部門將與公安交管部門溝通，結(jié)合3個(gè)月的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，協(xié)調(diào)讓有軌電車享受“路權(quán)優(yōu)先”。

（摘自2017年8月1日《中國(guó)交通報(bào)》，記者楊麗芳、方慶報(bào)道）

Analysis of High-voltage Cable Power Frequency Magnetic Filed Performance in Subway Tunnel

HUANG Lei，LI Chen，CHEN Tingji，LI Xue，ZHANG Ruiyong，WU Shuguan

The influence of magnetic field caused by 220kV high-voltage cable in subway tunnel over metro power，communications and signaling devices is analyzed.Firstly，a 2D simulation model of 220kV high-voltage cable and the tunnel structure is established by using finite element method(FEM)，the magnetic field distributions under normal condition and fault condition，the influence of 220kV high-voltage cable on communication lines，on DC traction current supply system and subway track are analyzed.Secondly，corresponding methods to weaken the power frequency magnetic field are proposed，a 2D finite element simulation analysis is conducted. All the results show that the power frequency magnetic field disturbances are obviously reduced by using cable array in tunnel and the shielding design methods.Lastly，to verify the correctness of the analytic results，a practical 220kV cable tunnel is measured，the data obtained are consistent with that of the simulation.

subway tunnel；high-voltage cable；power frequency magnetic filed；electro-magnetic shield；finite element method

U228.2：U231

10.16037/j.1007-869x.2017.08.015

2015-10-11）

*國(guó)家電網(wǎng)江蘇電力公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目（J2015053）