| タイトル |
Simulation and analysis of magnetic fields around High-Voltage power lines using Python for enhanced safety and design insights
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| 日本語タイトル |
Python を使用した高圧送電線周辺の磁界のシミュレーションと解析により安全性と設計の洞察を強化する
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| 著者 |
Bubu PE, Eze VHU, Adie AE, Mustafa MM, Ukagwu KJ, Alamu LK
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| 所属 |
Department of Biomedical Engineering, School of Engineering and Applied Sciences, Kampala International University, Western Campus
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資料区分 |
論文
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| 雑誌名 |
Sci Rep
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文献区分 |
原著論文・短報
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| 発表年 |
2025
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周波数区分 |
商用周波(50/60Hz)
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| 巻/ISSN(号):ページ |
15: 33975
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研究区分 |
ドシメトリ
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| 国 |
Uganda
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PubMed ID |
41028797
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| 論文情報入手日 |
2025-10-16
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DOI |
10.1038/s41598-025-11464-2
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| キーワード |
Electromagnetic modelling; High-Voltage power lines; Magnetic fields; Public health safety; Python simulation.
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| 概要 |
この研究は、ビオ・サバールの法則を用いて磁束密度を厳密に計算し、改良された有限要素モジュールを介して地面と空気の境界条件を強化した、新しいオープンソースのPythonベースのシミュレーションフレームワークを紹介している。地上10 mに設置したアルミニウム導体鋼鉄強化（ACSR）Linnet導体を用いて、平衡三相負荷（132 kV、相あたり100 A）下で、水平、垂直、三角形の3つの一般的な導体構成についてシミュレーションを実施した。水平構成では、ピーク磁束密度が最も高く、導体直下で120 µT、高さ1.5 mで104.2 µTに達し、国際非電離放射線防護委員会（ICNIRP 2020）の公衆ばく露限度100 µT【訳注：原文に忠実に直訳。実際には、ICNIRP（2010）の公衆ばく露に対する参考レベルは50-400 Hzで200 µTである】を超過した。対照的に、三角形の配置は最も均一な電界分布を示し、0-2 mの人体ばく露ゾーン全体でピーク57.6 µT、標準偏差7.3 µTであった。垂直配置はピーク強度は低いものの、横方向の分散が広く、人口密集環境への影響を示唆している。地表と空気の相互作用を考慮すると、建設的干渉により1.5 mにおける局所的な電界強度が28.3%増加し、最悪のばく露シナリオでは安全クリアランスを最大1.2 m削減する必要が生じた。高精度3軸ガウスメータ（± 0.01 µT）を用いて送電線から5 m、10 m、15 mの位置で実地測定を行ったところ、最大相対偏差は0.74%、絶対誤差は6.78*10^(-21) Tから1.53*10^(-7) Tの範囲であり、モデルの予測忠実度が検証された。境界効果を組み込むことで、境界除外モデルと比較して空間予測誤差が15-25%削減された、と著者らは報告している。
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