GIS套管对平面电磁波耦合特性的仿真分析

变电站放电产生的电磁波进入GIS设备内部,严重干扰了局部放电特高频(ultra-high-frequency,UHF)检测。研究干扰电磁波进入设备的传播特性对于抗干扰技术的提升意义重大,但是目前尚无此方面的研究工作报道。套管是外部电磁波干扰进入设备的主要通道之一,利用时域有限差分方法仿真分析了电磁波经过套管进入GIS设备的传播特性。首先,建立了252 kV套管与GIS腔体仿真模型,在模型侧面设置了平面电磁波源,在GIS内部设置了电场强度点探针;其次,计算了电磁波传播过程中仿真空间内各点的场强及其动态变化,展示了电磁波进入套管与GIS的动态画面;最后,分析了进入GIS内部的电磁波信号的强度、频谱分布特征及其与外部平面电磁波源极化方向的关系。仿真结果表明:套管中心的导杆在电磁波耦合过程中起到了主要作用,当平面波电场方向平行于导杆时GIS内部电磁波干扰信号最强,谐振电磁波的波长大于等于导杆长度的2倍。研究结果对于查找与排除UHF干扰源具有重要的指导意义。