一维光栅结构中电场分布的计算分析

光栅中的电场分布对光栅的激光损伤阈值具有重要影响,为此提出了一种计算一维光栅结构中电场分布的方法,该方法对于任意深度和占空比的光栅,均能计算得到光栅内外的电场分布.采用解析方法推导得到了计算公式,由于矩阵中元素值太小而无法求逆矩阵,应用基于增强透射矩阵的耦合波理论, 并对其计算过程进行了改进,改进方法能够直接计算得到单层光栅的电场分布.进一步将该方法运用到多层光栅结构中,能够计算光栅和介质多层薄膜混合结构的电场分布.计算结果表明,采用该方法能够直接分析计算介质反射光栅内的电场分布,不仅可以获得精确解,而且可以大大降低计算量.     

35 kV电流互感器电场分析

采用路、场两种方法对35?kV电流互感器电场分布进行定性和定量的研究，分析其法兰附近发生电晕放电的原因.由于35?kV电流互感器一次线圈呈U型结构，导致其电场呈三维空间分布，而且计算区域中具有多层介质和复杂的结构.为更真实反映全场域电场分布，在外绝缘等值电路分析基础上，采用有限元法，应用ANSYS商用软件包对35?kV电流互感器进行三维电场数值计算和绝缘的分析研究.通过对35?kV电流互感器内外电场分布的分析及改进方案的产品研究、试验，证明电场研究的正确性和改进方案的可行性.     

126 kV真空断路器灭弧室电场数值分析

为了解真空灭弧室电场分布情况,并找出灭弧室设计的关键部位,基于电场数值分析理论,采用有限元法对126kV真空断路器灭弧室内部静电场进行了仿真计算.考虑灭弧室内部主屏蔽罩结构对电场分布的影响,分析了加伞群后电场分布的变化情况,并给出了灭弧室内动静触头表面处的电场强度值.通过对不同触头开距情况下的电场进行计算,获得了在不同情况下的灭弧室电场分布情况,给出了不同开距下的电场强度最大值,为触头结构的优化分析、真空断路器的触头设计及真空灭弧室的优化设计提供了理论依据.     

550kV电容式电压互感器的均压设计

为改善550kV电容式电压互感器（CVT）电场均匀度,采用有限元分析方法（FEM）对含多重介质的轴对称无界场域电场进行数值模拟.建立了不同绝缘结构的电场计算模型,通过数值仿真计算得出电场分布,得到全场域绝缘性能的影响因素.通过对不同伞群结构以及有无均压环时全场域的电场对比分析,认为产品设计中设置合理的均压环是改善场均匀度的有效方法,并提供了均压环最佳位置及结构的参考尺寸,为550kV电容式电压互感器绝缘结构设计提供了数值基础.     

电场作用下裂缝介质单相渗流数值模拟

建立了电场作用下裂缝介质单相流体渗流的数学模型,设计了3个不同张开度的裂缝介质模型,采用有限元方法,通过数值模拟研究了电场强度、压力梯度及裂缝张开度对渗流速度的影响.结果表明:(1) 在一定条件下电场能有效地提高裂缝介质的渗流速度,电场强度越大,裂缝介质中渗流速度越大,在张开度为5×10~(-5)m的裂缝介质中,电场强度为450 V/m时,渗流速度可提高8.2倍;(2) 有、无电场作用时渗流速度之比随压力梯度增大呈指数衰减规律变化,压力梯度越小,电场对裂缝介质的渗流速度影响越大;(3) 在张开度小、渗透率低的裂缝介质中,电场对渗流速度的影响大.     

极性反转下换流变压器内部电场分析

采用ANSYS电磁场分析软件,利用含电磁性能参数（电容系数、电导率）的暂态电场有限元分析方法,分析了换流变压器内部暂态电场分布规律．研究了不同激励下端部电场的分布以及极性反转时换流变压器油纸复合绝缘电场的分布．重点分析了换流变压器在直流极性反转电压作用下,绝缘介质电阻率对电场分布的影响．     

10 kV开关柜套管内壁沿面场强计算及结构优化

针对开关柜穿墙套管面临的绝缘问题,提出了一种套管结构的优化方法.以无屏蔽结构的10 kV开关柜穿墙套管为研究对象,建立了有限元模型并提取了套管内壁的沿面电场分布.讨论了不同优化方法对套管沿面场强分布的影响,确定了将限位板端部变为斜面的优化方法,并基于电场计算结果确立了穿墙套管结构的最优参数.结果表明:在限位板端部增加沿...     

电极覆盖窄空气隙放电过程分析

为深入理解电极介质覆盖窄空气隙放电过程的动力学行为,探索不同外施电场条件下带电粒子行为、覆盖介质特性及间隙尺度对气隙放电的影响,建立了一维自洽流体力学的气体放电模型并进行数学分析,获得了大气压下电极介质覆盖窄空气间隙电场、粒子行为和介质表面电荷积聚过程的时空分布,以及与外施电场之间的对应关系.结果显示,外施电压的幅值、频率的变化对放电电流的幅值以及半个周期内的放电脉冲个数都会产生影响.另外,介质层厚度及介电常数的变化对放电电流的幅值及脉冲个数也会产生影响,但影响不大.     

大耦合孔对速调管谐振腔参数的影响

论述大耦合孔对相对论速调管谐振腔的电场分布和特性参数(包括谐振频率、品质因数、特性阻抗、耦合系数等)影响的简要的理论分析与实验研究,以及相应参数的测试方法,并提出了新的耦合孔结构,解决了大耦合孔对谐振腔谐振频率、耦合系数、径向、圆周方向的电场分布的不良影响,其结果对高功率微波器的设计有重要的参考价值。     

换流变压器内部暂态电场分析

基于同时考虑ε（电容系数）、γ（电导率）的复合介质的暂态电场的数学模型,采用含有参数θ的时间离散方法进行暂态电场计算,并以换流变压器阀侧绕组阀侧绕组端部和套管引出端力分析对象,研究了直流极性反转电压下绝缘介质电阻率比值及电压反转时间对电场分布的影响。     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

SF6断路器开断电场和气流场统一求解的研究

应用ANSYS商用软件包对500 kV单断口高压SF₆断路器内部的电场、流场进行了二维建模与求解的研究.断路器的介质恢复特性决定于开断过程电场和流场的相互作用，由于两者计算区域不同，而且其计算边界条件又有差别，从而导致数值计算时网格生成很难达到完全一致，从而导致计算精度受到直接影响.因此，从解决网格生成入手，进行了其电场、气流场的数值求解研究，得到了断路器内部电场、流场情况分布图，并对结果加以分析，为高压SF₆断路器的绝缘设计提供了理论依据.     

非均匀电介质边缘效应的研究

论述了非均匀电介质中电极边缘电场强度的理论和计算方法,表明如果材料介电常数随着接近电极边缘而增大,非均匀电介质电场强度增益系数会大大低于均匀电介质电场强度的增益系数.非均匀电介质材料影响空间测量特性和电场对称性,以致在非均匀电介质中采用平面电极设计得到电场强度的分布规律类似于均匀电介质非对称装置中电场强度的分布.     

电介质中极化电荷及其电场的分布

本文把电介质在电场中的极化，类比于导体在电场中的感应，讨论了介质中极化电荷及其电场的分布，可供教学时参考.     

Analysis and Numerical Modeling of a 20W Microwave Electrothermal Thruster

The microwave electrothermal thruster (MET) is an electric propulsion device that uses an electromagnetic resonant cavity within which free-floating plasma is ignited and sustained in a propellant gas.The thrust is generated when the heated propellant gas is exhausted out of a gas-dynamic nozzle.For an empty cavity without any perturbing regions—e.g.,dielectric regions or antenna regions—it is fairly straightforward to accurately calculate the cavity's resonant frequency and describe the electric field inte...     

交变电磁场对电容的影响

在静电场中电容器的电容决定于电容器的结构、几何状态、尺寸以及两极板之间材料的介电常数。但是在交变电磁场中,电容器的电容和多种因素有关。本文运用叠加原理,从麦克斯韦方程的积分形式出发推导出在交变电磁场中储藏在电容器中的电场能量,并且指出了决定电容器电容数值的因素。     

电介质对电位移矢量的影响

分析了电位移矢量在一般情况下不仅与自由电荷有关，而且还与极化电荷有关，并给出了电位移矢量仅与自由电荷有关的条件，研究了极化电荷的分布规律。得出在均介质中，只有自由电荷分布的地方才有极化电荷；在电场方向上介质有不均匀性，必有极化电荷出现；在垂直于电场方向上介质有不均匀性，但没有极化电荷出现。