基于拉氏反变换的传输线耦合电流半解析解

根据均匀平面波的特点，可将外场激励下传输线沿线激励的电源视为传输线首端等效电源的延迟，该延迟是空间电磁场相对于传输线入射参数的函数。基于Taylor传输线耦合模型，考虑均匀平面波激励下分布激励源的延迟性，推导了以理想大地为回线拉普拉斯域的传输线终端电流的半解析解公式，然后应用拉普拉斯反变换的性质推导出了时域电流的半解析解。终端耦合电流随着传输线参数和空间电磁场入射参数的变化而变化。仿真结果表明该半解析解公式收敛很快，对分析研究电磁场在传输线上的耦合机理和研究影响耦合电流大小的参数有特别意义。     

电气系统中多导体传输线的瞬态电磁响应

连接电气系统的多导体传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应分析是开展电力系统电磁干扰防护工作的基础。本文将复频域形式的BLT(Baum-Liu-Tesche)电流方程分解为电偶极子电磁场等效分布电压源与负载端电压两部分激励产生的响应之和,在此基础上利用拉普拉斯反变换得到了线性多导体传输线的时域终端电压-电流关系式,并将传输线的初始条件等效为线上的分布激励源,计及了由传输线初始状态产生的零输入响应。与数值算法结果的对比验证了所提出的传输线时域终端电压-电流关系式。最后,通过一个交直流供电系统计算例,说明了本文给出的方法可有效地计算外部电磁场与电气系统中多导体传输线的电磁耦合问题。     

高空核爆电磁脉冲激励下架空输配电线路绝缘子闪络情况分析

高空核爆电磁脉冲(HEMP)是核爆炸除核辐射、热辐射、冲击波外的第四种效应,HEMP会在输配电线路上耦合产生过电压,引起线路绝缘子串闪络,直接威胁到电网的安全稳定。该文提出采用电路方法来求解HEMP激励下,多导体传输线网络的暂态感应电压。首先通过求解多导体传输线方程,推导出多导体传输线等效的PI型电路模型及电路参数。其次利用节点电压法及IFFT求解多导体传输线网络节点的暂态感应电压。该方法避免了直接对相互耦合的大规模传输线方程组的求解,从而极大地简化了计算。通过与文献计算结果对比,验证了方法的正确性。最后应用传输线有效耦合长度概念,建立考虑地线影响的输配电线路简化模型,并分析了国内四种电压等级的输配电线路在400km高空核爆炸下,绝缘子闪络的可能性。仿真结果表明,低压配电网易在高空核爆电磁脉冲激励下发生绝缘子串闪络。     

HEMP场激励下交直流高压输电线耦合响应概率分布

应用蒙特卡罗法和传输线耦合响应节点导纳方程,分析了高空核电磁脉冲(HEMP)场激励下交流高压输电线和直流高压输电线耦合响应的分布规律.分析中将电磁波的入射参数,包括极化角、入射角和方位角,作为一组随机变量,并由计算机随机产生.应用瞬态外场激励下多导体传输线节点导纳方程分别分析端接传输线耦合电流和耦合电压响应峰值,并得出...     

变电站电磁脉冲耦合倾斜二次电缆数值分析

为了研究电磁脉冲耦合二次电缆的机理,基于电磁散射理论建立了脉冲场耦合传输线的三维倾斜时间域有限差分(FDTD)数值分析模型,推导出了三角形网格内的电磁场修正方程,进而计算了电磁脉冲激励下理想导体面上倾斜单导体传输线终端负载上的电流响应。结果表明,随着一端负载逐渐增大另一端负载上电流幅值逐渐减小,但反射逐渐增大。用电磁脉冲模拟器进行的实验验证结果表明,传输线终端负载上电流测量结果与计算结果比较符合,证明建立的三维倾斜FDTD数值模型可用于变电站电磁脉冲耦合二次电缆问题的研究。     

含分布源传输线方程的时域求解

变电站内雷击、故障和开关操作引起的瞬态电磁脉冲通过空间耦合作用在二次电缆上产生的感应电压和电流将干扰终端保护、自动装置等设备,感应电压和电流的大小可通过含分布源的传输线方程算出。均匀传输线在频域可方便求解,但非均匀传输线方程,在频域求解会很困难。为此运用时域有限差分法FDTD在时间和一维空间离散求解传输线方程,考虑到外界电磁脉冲对传输线的耦合,将其表示为分布源,从而算出终端负载的响应。计算与频域两种算法的结果吻合,验证了此算法适用于非均匀传输线方程的求解。     

变电站瞬态电磁场耦合二次电缆数值方法研究

提出瞬态电磁场耦合细线问题的三维时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)数值方法的一种改进模型。基于电磁散射理论推导出有限长直细导线终端以及拐角附近的电磁场分量的离散方程。利用改进模型计算电磁脉冲激励下双导体传输线终端负载上的电流电压响应,并进行实验验证。结果表明计算结果与实验结果吻合较好,说明改进的三维FDTD数值模型对研究瞬态场线感应问题是有效的,可用于变电站瞬态电磁场对二次电缆干扰问题的研究。     

基于BLT方程的电磁干扰建模

为了解决场线耦合下传输线负载端响应问题,基于BLT方程建模思想,利用电磁拓扑概念中的管道和节点概念构建了计算的物理模型;利用场线耦合、传输线理论结合叠加原理推导了线上负载干扰的计算方法;利用辐射场空间传播、传输线散射理论结合叠加原理推导了空间场的计算方法;对节点处的电压方程进行合并、整理得到了类似BLT方程的矩阵方程。计算结果表明,该分析方法不仅可计算传输线负载响应,还可计算空间电磁场。与其它论文计算结果的比较证实其模型、推导、计算的正确性。     

电磁注入等效替代辐照理论模型及实现技术

针对高强度辐射场(HIRF)实验室条件下无法构建,单纯辐照法难以有效开展系统级电磁辐射敏感度及安全裕度试验的问题,对电磁注入等效替代辐照理论、方法及实现技术进行了研究。本着有限目标的原则,针对典型互联系统,以设备端口的响应信号相等作为等效依据,建立了注入替代辐照的等效模型和强场条件下注入电压源外推模型,基于Baum-Liu-Tesche(BLT)方程和传输线阻抗分析理论,给出了互联传输线终端响应的计算方法,确定了注入法等效替代辐照法应满足的2个条件,即等效激励源相等和激励源输出阻抗相等,理论推导了注入电压与辐照场强之间的等效对应关系。采用注入耦合模块作为辅助试验设备,实现了互联系统中前向电压信号的提取、干扰信号的注入以及正常传输信号的有效监测;提出的注入与辐照相结合的互联系统电磁辐射效应试验方法,为正确评价互联系统的电磁辐射敏感度与安全裕度提供了切实可行的研究手段和技术支撑。     

架空传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应

利用电磁拓扑学,将电偶极子产生的电磁场与架空传输线的电磁耦合问题进行拓扑分解,推导出用于同时求解传输线瞬态电压响应和空间电场的BLT方程.推导过程中引入电场的分量形式以解决入射场的方向性,考虑了传输线中差模电流和共模电流的辐射,并计及了由传输线初始状态引起的零输入响应.利用本文结果可有效地计算外部电磁场与传输线的耦合问题.