有限长有损线路一端开路时传输线方程的解析解

通常使用传输线方程来分析输电线路上的电磁暂态过程。文章讨论了在线路一端开路、另外一端施加阶跃直流电压时传输线方程的解析解,讨论中考虑线路电阻。文章利用了2种方法：基于分离变量法求解偏微分方程、基于留数法进行拉普拉斯反变换。研究所得解析解是以三角函数表示的级数,各次谐波为驻波,可转换为前、反行波形式。2种技术路线截然不同的方法得出完全相同的公式。     

传输线时域响应格林函数分析法与数值拉普拉斯反变换方法的对比研究

为了更真实地反映传输线终端响应,本文推导了一种通过求解传输线网络节点导纳方程求解终端响应的格林函数法。为验证该方法的正确性与实用性,将其与数值拉普拉斯反变换法(NILT)求解传输线终端响应方法进行了对比,分别用上述两种方法对无损终端匹配及有损终端不匹配传输线瞬态电压响应进行了仿真。经对比看出,格林函数方法仿真结果与实际终端响应的吻合度非常好,误差较小,波形稳定;而数值拉普拉斯反变换的方法,在零点附近有很大的冲击及微弱振荡,在仿真结果后期有明显的衰减,中期的误差近似呈正弦变化,后期误差明显增大,难以反映实际终端响应。所以格林函数法更适用于传输线的时域终端响应分析,比NILT方法更具优势。     

ESD辐射场的计算及对传输线的耦合研究

为分析静电放电的辐射场及其对传输线与负载终端的影响,采用了一种基于脉冲函数的静电放电电流波形解析表达式计算了静电放电电磁脉冲辐射场并给出了近场和远场波形。结果表明放电电场包括由初始电荷引起的静电场和由放电电流引起的辐射场,在放电电极附近,静电场远大于辐射场,但静电场随空间距离衰减得很快,在远区场主要由放电电流引起的辐射场。利用传输线理论建立静电放电场对电长导线的耦合计算模型得出了静电放电辐射场在线上的感应电压和感应电流计算方程。     

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。     

一种新的BMM-ESD电流解析式计算方法

为进一步发展BMM-ESP电流的电路建模求解法,分析了静电放电测试环境在实际放电测试过程中的寄生参量并建立了一个9元件ESD电路模型,求得了电流在复频域的表达式,进而通过拉普拉斯反变换解得了BMM-ESD电流时域解析式。计算验证了实测BMM-ESD电流复频域表达式极点分布的规律:共6个极点都位于复频域的左半平面,含2对共轭复数和2个实数,从而概括出BMM-ESD电流时域解析式的一般形式。算例表明,电流解析式符合IEC规定,吻合实测波形,尤其能够有效描述实际ESD波形中常见的非标准现象:位于第1峰值与第2峰值间的寄生振荡。     

基于传输线充电技术的高功率电磁脉冲源

为研究高功率电磁脉冲的产生,本文以高阻抗输出的Tesla变压器型高功率脉冲驱动源为充电装置,应用传输线充电技术实现高功率亚ns电磁脉冲的调节,阻抗渐变传输线和同轴波导转换双脊喇叭天线实现亚ns电磁脉冲的有效辐射.研制完成的辐射试验装置能够输出重复频率100 Hz,最大场强距离积294 KV,频谱分布在0.4～1.0 GHz的高功率电磁脉冲.     

电力系统架空多导体传输线的高频耦合电流计算模型

架空传输线作为电力系统中的重要组成部分,其在瞬态电磁场或激励源作用下（例如高空电磁脉冲）通常能够耦合出高幅值过电流,将作为强电磁干扰的耦合路径对电力系统造成严重干扰。现有建模方法中,经典传输线理论在处理非电小尺寸横截面线路的高频耦合问题时存在较大误差;全波数值算法（例如矩量法）依赖于网格剖分的计算过程使得其在处理长线情况时存在效率问题。此外,电力系统中往往线缆数量通常较多,且地面均考虑为实际有耗情况。为解决上述问题,本文提出了一种能够计算电力系统架空传输线高频耦合电流的渐近模型。基于计算效率较高的渐近理论,引入反射与散射过程对高阶模式分量进行量化,并针对任意线路数量、任意参数地面及不同激励情况,推导了其统一的电流表达式。最后利用全波数值仿真以及天线辐照实验验证了模型的有效性和可靠性。本文计算模型能够快速计算高频耦合电流,为线路防护以及电磁效应研究提供理论基础与数据支撑。     

确定非均匀传输线网络时域灵敏度的伴随网络法

基于模量分析、特征值灵敏度和数值逆拉普拉斯变换技术,提出采用伴随网络法计算含有耦合均匀与非均匀传输线网络的时域灵敏度。通过求解原网络方程和伴随方程,可一次计算出任意输出对网络元件以及传输线电气参数的灵敏度,与扰动法相比效率更高。通过仿真实例与采用扰动法的计算结果进行比较,验证了所提方法和公式的正确性。     

基于半小波变换的电力系统故障信号处理的新方法

提出了半小波函数及其相应的半小波变换。因半小波函数具有很好的时域特性,故以半小波分析检测故障信号特征的速度要比常规小波变换快一倍;利用半小波变换对电力系统某些故障信号进行了分析,并与其他小波变换进行了比较。其结果证明了半小波变换方法是一种非常有效的方法,因而,在提高电力系统的运行水平和供电质量方面,具有明显的社会经济效益。     

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.     

1000 kV特高压输电线路的电磁环境

输送相同功率时,对采用1000 kV特高压输电和5回500 kV输电所需线路走廊及其电磁环境作了对比分析,分析结果说明：1 000 kV特高压输电较5回500 kV输电所需的线路走廊可节省98~111 m;工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响范围也大为减小。     

电磁脉冲模拟器下架空线缆响应的实验研究

实验研究架空线缆的电磁脉冲(EMP)响应。利用有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器产生的电磁环境,分别开展了架空线缆的响应实验,有界波模拟器下进行了4.6m长、0.5m高的单、多根短线缆响应实验,辐射波模拟器下进行了40m长、3.3m高的长线缆响应实验。实验测试了线缆在端接不同负载时端点处的电流响应,并与基于Agrawal模型的计算结果进行了对比。结果显示,两种实验环境下的测量和计算结果吻合较好。这表明,有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器均可以开展线缆的EMP响应实验研究,并且实验结果也验证了运用Agrawal模型预测分析线缆EMP响应的有效性。     

传输线高压脉冲发生器的设计与实现

高压脉冲技术已广泛的应用于现代科学技术和工业中。文章针对传统的脉冲高压发生器体大笨重,系统复杂,难于携带的缺点,指出螺旋形带状传输线脉冲高压发生器具有脉冲上升时间快、脉宽等特点,并根据传输线原理,指出其传输线高压脉冲发生器是通过触发间隙(电级间隙)放电产生高压脉冲波,分析提出了其应用优点:体积小,操作方便,脉冲上升速度较快,幅值较高,产生波形稳定,抗干扰能力强。     

加装耦合地线输电线路的耐雷水平计算方法

推导了加装耦合地线输电线路的耐雷水平计算方法。该方法在导线上耦合电压分量的计算中，取消了过去其它方法常采用的避雷线和耦合地线电位相同且均等于塔顶电位的假设，使输电线路耐雷水平的计算更加精确。计算结果表明，采用假设计算得到的耐雷水平比不采用假设计算得到的耐雷水平约偏高7～13％。     

新型电磁耦合DC/AC电能传输电路的设计与实现

从电磁感应原理出发，仿照同步机电磁耦合机理，提出一种静止的电磁型DC/AC电能传输方式。同时给出该原理的数学推导和新型逆变电路的工作原理。通过对电路模型进行仿真分析，验证了理论的正确性和可行性。最后总结预测了该原理作为一种新型逆变技术的应用前景。对换流输电领域开展研究具有一定的参考价值。     

用宽带模拟量光纤传输系统测量脉冲电磁场

介绍了一种在强电磁场环境中用于传输脉冲信号的宽带模拟量光纤传输系统。通过采用场效应管做前级放大与光电器件的非线性预校正,且提高级间RC耦合时间常数。该系统动态范围大,非线性失真小,带宽达到1 Hz~150 MHz,调整输入电路并配合天线能测量脉冲磁场或脉冲电场。给出了脉冲电磁场测量的耦合电路和测试实例。测试结果表明该系统很适用于宽带脉冲电磁场的测量。