地下直埋有限长导体感应电场强度和互阻抗的计算

通过对地场广义Sommerfeld积分（GSI）的积分核采用多重复镜像等效,导出了准静场条件下地下直埋有限长导体感应电场强度和互阻抗的解析计算公式。公式推导过程中,先将地场GSI的远谱分量提出,再对中近谱分量采用矩阵束方法（Matrix pencil method）精确逼近。计算结果表明,该公式有相当好的计算精度,适用于地下直埋导体的感性耦合分析和电磁暂态计算。     

广义索末菲积分快速算法及架空导线与地下导线间互阻抗的计算

提出一种基于离散复镜像法的广义索末菲积分（GSI）快速计算方法。该方法将GSI表示为离散复镜像近似值和积分校正项之和,其中离散复镜像近似值采用Prony方法得到解析式求出;积分校正项以原积分与逼近积分核之差作为校正积分核,采用自适应积分法求出,架空电力线路与地下通信电缆互阻抗的数值计算结果表明,该方法比常规数值积分方法计算效率可提高20倍以上。     

广义Sommerfeld积分矩函数方法及其在接地网参数计算中的应用

随着接地网面积的不断增大,接地网计算工作量不断增大,水平分层土壤中接地网特性快速计算方法具有重要意义。采用复积分路径的方法实现了水平方向距离大于垂直方向距离情况下格林函数的计算,该方法将贝塞尔函数振荡因子转变成指数函数衰减因子;同时,对于有限区间的高振荡积分,采用了解析的矩函数方法进行计算,所得结果具有较高的计算精度和效率。数值算例结果表明了大型水平接地网接地参数计算中该方法的正确性和高效性。该方法不涉及积分核函数的复指数拟合过程,计算方案简洁,可应用于实际地网的设计和参数分析中。     

计算RWG基函数阻抗矩阵的混合积分方法

电磁散射与辐射问题通常采用电场积分方程(EFIE)结合矩量法(MoM)求解,而基函数是决定矩量法精度和效率的重要因素。RWG(rao-wilton-gisson)矢量基函数广泛应用于EFIE矩量法的求解,其中基于RWG基函数阻抗矩阵的计算是求解的关键。计算阻抗矩阵的方法有多种,本文提出一种更为精确和有效的方法,该方法对于积分中非奇异积分项采用9点积分、奇异项采用势积分计算的混合方法,提高了计算精度并消除了被积函数的奇异性。通过实例计算证明这种方法是可行的。     

分层土壤接地格林函数的多精度多分辨率计算

广域系统电磁兼容问题研究采用的大地模型具有分层多和参数差异大的特点,传统数值方法求解接地格林函数时面临严重的数值奇异问题。结合理论推导和数值计算提出格林函数的多精度多分辨率求解方案:利用多精度计算库GMP直接求解积分核函数,从而有效避免一般方法求解失败的问题,并结合解析解验证方法的有效性;提出多分辨率计算方法实现格林函数积分核函数的全积分域复镜像重构,并推导计算误差上限的理论公式,证明多精度多分辨率方法的准确性。最后,针对某分层大地模型,采用多精度多分辨率法求解地表电位分布,并与改进高阶复镜像法进行性能对比,全面验证该文方法的先进性。     

涡流无损检测中的广义索末菲尔德积分快速计算

广义索末菲尔德(Sommerfeld)积分的快速准确计算是涡流无损检测数值仿真的重要研究内容之一。对于积分核中含有2个贝塞尔(Bessel)函数乘积的广义Sommerfeld积分,给出一种高效准确的数值算法。通过将原积分核中远谱渐近分量抽出,广义Sommerfeld积分核可表示为具有快速收敛的积分核和渐近积分核2项之和的形式。对于渐近积分核部分,推导了其闭式指数积分表达式;对于快速收敛积分核部分,确定了数值积分的积分上限和对应的积分误差限。数值算例表明,与直接采用数值积分的算法相比,在同等计算精度情况下,该文的方法可提高计算效率10~100倍,该快速算法可应用于了涡流无损检测数值仿真中。     

架空电力线与地下电信电缆间的互感系数

传输线路之间的互感系数是计算纵电动势和纵电压的重要参量。国际电话电报咨询委员会防护导则给出了含无穷积分的互感系数的基本表达式，虽然“架空–架空”、“地下–地下”的互感系数已经用贝塞尔函数解决，但至今“架空–地下”的互感系数求解尚未解决。为解决这一问题，作者经过理论推导，证明互感系数表达式中的无穷积分可以用已知的聂曼函数和斯特鲁夫函数的互感系数来表示，从而解决了“架空–地下”的互感系数数值计算问题。     

三维探伤涡流场的研究与线圈阻抗的计算

本文研究了均匀半空间导体内含有任意形状三维缺陷时放置式线圈阻抗增量的数值模型，提出了一种计算阻抗增量的“半解析体积分方程法”。它包括本文首次导出的不含微分项和积分项的均匀半空间导体并矢格林函数解析式，缺陷区域的剖分方法，离散方程组的系数矩阵和右端向量的计算，非对称复系数方程组的求解以及阻抗增量计算等。用ＴＥＡＭＷｏｒｋｓｈｏｐ问题１５作为验证模型，对比结果表明，计算值和测量值吻合良好。     

有限长架空导线与地下导线间互阻抗的计算

通过对地场广义 Sommerfeld积分折射系数和衰减系数的合理近似 ,导出了有限长架空导线与地下导线间互阻抗的解析计算公式。结果表明 ,当计算频率 <几百 k Hz时精度相当好 ,适用于架空电力线路与地下通信电缆感性耦合分析和电磁暂态计算     

架空与埋地线缆系统大地返回阻抗和导纳计算方法

架空导线、埋地电缆、地下金属管线等线缆系统的阻抗和导纳参数是线缆系统内部及系统间过电压防护和电磁兼容性研究的重要参数。该文将大地视为水平分层结构,基于水平方向电偶极子的赫兹矢量方程,利用媒质分界面条件和边界条件,导出大地水平分层时架空与埋地线缆系统大地返回阻抗的递推计算公式,该公式通用性强,适用范围广。此外,还给出了大地任意水平分层时埋地导体系统大地返回导纳的求解方法,以及将大地视为均匀媒质和2层媒质时埋地导体系统大地返回导纳的计算公式。通过与现有文献的计算公式进行对比分析,验证了所提计算方法的正确性和有效性。     

Conductor Impedance Approximations for Deep-Underground Mines

Wagner and Evan's approximation to Carson's equations for overhead conductors has been used to approximate the impedance of conductors buried deep within the earth such as an underground mine environment. While these equations are acceptable for overhead and shallow-buried conductors, superior approximations, retaining the same general form as the Wagner and Evans approximation, may be derived. The derivation of self-and mutual-impedance equations for conductors that are enclosed in a cylindrical dielectric and surrounded by a homogeneous earth of arbitrary permeability is presented. New approximations to modified Bessel functions are presented and used to obtain approximate impedance expressions which show superior error performance. Error performance is graphically presented for self-and mutualimpedance values over a broad range of operating conditions. Emphasis is placed on the effect of nonunity relative permeability.     

架空导线动态载流量的分析及改进算法

架空导线的输送容量在很大程度上受限于导线的温度,即架空导线存在一定的热稳定容量。本文基于IEEE Std 738和CIGRE架空导线载流量的计算方法,研究了导线热平衡方程中散热、发热的影响因素,分析关键因素对散、发热的影响程度。针对传统法将散、发热代入架空导线的稳态热平衡方程直接计算的动态载流量波动剧烈这一问题,提出在其基础上对一段时间的几个时刻所载电流单值加权求解架空导线动态载流量的改进算法。改进算法可极大地减小载流量的波动,导线温度的仿真分析表明导线温度在一个很小的范围内变化,增强了动态增容技术的实际应用性。     

故障电流多点入地接地网接地阻抗数值分析

降低变电站接地网的接地阻抗是保证人身和设备安全的重要措施。基于矩量法和场路结合的思想 ,提出了一种新的接地网工频接地参数计算方法。该方法既考虑了接地导体的电阻和自感 ,又考虑了导体间的互感 ,并可计算故障电流多点入地的大型变电站接地网工频接地参数。计算结果表明 ,对于大型钢材接地网 ,电气设备采用 4条接地引线并接在地网不同位置时 ,接地阻抗降低量 >10 %。     

Choosing the Limits on the Convolution Integral

This short paper offers a convenient method for determining the smallest interval of integration on the convolution integral. Two functions to be convolved are described, analytically, with the aid of step functions. These functions are then substituted into the general form of the convolution integral, and the integrand containing the step functions is interpreted to find the limits. The paper contains a table listing possible combinations of functions to be convolved and the resulting limits on the integral.     

110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的施工与敷设

随着城市建设的发展,城区内的架空输配电线路正逐步改造为地下敷设的电缆线路,而旧城区的敷设路径错综复杂,给电缆工程的施工带来极大困难。本文介绍汕头市热-东线电缆线路工程的施工过程及经验总结。     

Line breaking failure

Overhead power lines occasionally fail structurally (break) and fall to the ground where they can be a significant danger. The causes for line failure are many and represent the safety concern recognized by the National Electrical Safety Code (NESC) and electrical utilities. A rare occurrence of an overhead line breaking failure is used to illustrate the forensic engineering procedure. The theory and experimental evidence serve to prove that when an overhead energized multiconductor line, whether loaded or not, fails due to excessive tensional force, it can produce arcing between the conductors during and after the breaking of the line. The cause of an overhead line breakage cannot be determined solely from arcing evidence found on the conductors in the area of the break.     

新型同心绞导线风阻力系数风洞试验

通过风洞试验测试了圆线同心绞导线、型线同心绞导线和新型同心绞导线在单根、双分裂和四分裂时的风阻力系数。测试结果表明:新型同心绞导线的风阻力系数随风速的增加而减小,与圆心同心绞导线和型线同心绞导线的风阻力系数随风速的变化规律不同;在低风速区,其风阻力系数大于圆线同心绞导线的风阻力系数,而在高风速区则相反;在单根和双分裂时的风阻力系数只有在高风速区时小于型线同心绞导线,而四分裂时的风阻力系数在整个测试风速范围内小于型线同心绞导线。