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考虑关断时间的回线源激发TEM三维时域有限差分正演 被引量:115
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作者 孙怀凤 李貅 +5 位作者 李术才 戚志鹏 王祎鹏 苏茂鑫 薛翊国 刘斌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1049-1064,共16页
从麦克斯韦旋度方程出发可以直接导出瞬变电磁场扩散方程,然而扩散方程不含电场对时间的一阶导数,不能构成显式的时域有限差分方程,借鉴du Fort-Frankel有限差分离散方法引入虚拟位移电流项构建显式时域有限差分方程.对Wang和Hohmann的... 从麦克斯韦旋度方程出发可以直接导出瞬变电磁场扩散方程,然而扩散方程不含电场对时间的一阶导数,不能构成显式的时域有限差分方程,借鉴du Fort-Frankel有限差分离散方法引入虚拟位移电流项构建显式时域有限差分方程.对Wang和Hohmann的经典时域算法进行了两点改进:第一,通过将矩形回线源电流密度加入麦克斯韦方程组的安培环路定理方程,实现回线源瞬变电磁激发源加入;第二,在计算中考虑关断时间.第一点改进使时域有限差分方程考虑了一次场的计算,并且源的计算不再依赖均匀半空间模型响应作为初始条件,使算法能够适应表层电阻率不均匀时的三维复杂模型.由于实际观测中不可能出现阶跃电流的关断形式,第二点改进可以方便设置发射电流下降沿.采用改进的三维时域有限差分正演算法对均匀半空间模型、四类三层模型、均匀半空间中含有低阻块体模型进行了计算并分别与解析解、线性数字滤波解、积分方程解和Wang的三维时域有限差分解进行了对比验证.以H模型为例,采用建立的三维时域有限差分正演算法计算了不同关断时间的斜阶跃脉冲回线源瞬变电磁中心点感应电动势衰减曲线.以实际地质资料为基础,构建包含两层采空区的三维复杂模型,以1μs的极短关断时间进行了复杂模型定回线源瞬变电磁响应计算,并计算了该复杂模型的视电阻率曲线. 展开更多
关键词 瞬变电磁 三维正演 fdtd 关断时间
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等离子体散射FDTD分析的移位算子方法 被引量:44
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作者 葛德彪 吴跃丽 朱湘琴 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期359-362,399,共5页
色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对个电系数写成以jω为自变量的有理分式函数,用/t代替jω,过渡到时域,再引入离散时域移... 色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对个电系数写成以jω为自变量的有理分式函数,用/t代替jω,过渡到时域,再引入离散时域移位算子代替时间微分算子来处理有理分式函数形式的介电系数,进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系。所得结果与Z变换理论的梯形近似结果一致,但与Z变换理论相比较,移位算子方法推导简单,概念简明。文中用移位算子结合FDTD方法分别计算一维等离子体平板的反射系数和二维等离子体柱的远场散射。所得结果与用Z变换理论结合FDTD方法计算的结果相符合。 展开更多
关键词 色散介质 fdtd 介电系数 移位算子 等离子体 远场散射
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变电站空载母线波过程的数值分析 被引量:39
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作者 卢铁兵 崔翔 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期39-42,共4页
讨论了求解多导体传输线 (MTL)的时域有限差分法(FDTD) ,并将其扩展到有分支结构的传输线中。通过实例与Bergeron法进行对比计算 ,表明FDTD法可以计算传输线的波过程。建立了变电站空载母线波过程分析的MTL计算模型 ,并用FDTD法对变电... 讨论了求解多导体传输线 (MTL)的时域有限差分法(FDTD) ,并将其扩展到有分支结构的传输线中。通过实例与Bergeron法进行对比计算 ,表明FDTD法可以计算传输线的波过程。建立了变电站空载母线波过程分析的MTL计算模型 ,并用FDTD法对变电站空载母线加电的波过程进行了数值分析 ,计算结果可用于变电站开关场内二次设备电磁干扰 (EMI)问题的研究。 展开更多
关键词 变电站 波过程 空载母线 数值分析 输电线路
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FDTD算法的网络并行运算实现 被引量:29
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作者 薛正辉 杨仕明 +1 位作者 高本庆 张泽杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1839-1843,共5页
本文提出了FDTD方法在微机互连构成的机群 (COW)并行计算系统上以消息传递方式执行的一种实现方案 .组成了验证性的机群并行计算系统 ,以一维和三维典型算例验证了算法的可行性、正确性和高效性 ,为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问... 本文提出了FDTD方法在微机互连构成的机群 (COW)并行计算系统上以消息传递方式执行的一种实现方案 .组成了验证性的机群并行计算系统 ,以一维和三维典型算例验证了算法的可行性、正确性和高效性 ,为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问题数值模拟计算提供了一条有效的途径 。 展开更多
关键词 时域有限差分法 机群系统 并行虚拟机 并行计算 fdtd
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高压电缆附件局部放电超高频检测与分析 被引量:41
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作者 唐炬 李伟 +2 位作者 杨浩 张晓星 魏钢 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1571-1577,共7页
为保障XLPE电力系统安全运行,开展高压系统附件局部放电(PD)检测研究,建立了110kV交联聚乙烯电缆接头的数学物理模型并利用时域有限差分法对其内部产生的PD超高频(UHF)电磁波的传播特性进行数值仿真。研究检测位置和金属护套以及半导电... 为保障XLPE电力系统安全运行,开展高压系统附件局部放电(PD)检测研究,建立了110kV交联聚乙烯电缆接头的数学物理模型并利用时域有限差分法对其内部产生的PD超高频(UHF)电磁波的传播特性进行数值仿真。研究检测位置和金属护套以及半导电层等4种因素对UHF信号波形畸变和能量衰减的影响,并通过实验室电缆接头PD实测验证的仿真结果表明:金属护套和半导电层对UHF信号波头和频率有较大的衰减作用,在-20dB衰减条件下,UHF传感器距离接头的理论值应<3m,且上限频率≤500MHz。 展开更多
关键词 电缆附件 局部放电 超高频 时域有限差分法 金属护套 半导电层
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GIS中电磁波传播特性的仿真研究 被引量:35
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作者 刘君华 王江 +4 位作者 钱勇 段大鹏 黄成军 曾奕 江秀臣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期139-142,共4页
为研究UHF信号在GIS中的传播特性,采用时域有限差分法进行了仿真建模和计算。GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频(UHF)电磁波信号,UHF法是通过对局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测,获得局部放电信号的有关信息以实现对设备... 为研究UHF信号在GIS中的传播特性,采用时域有限差分法进行了仿真建模和计算。GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频(UHF)电磁波信号,UHF法是通过对局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测,获得局部放电信号的有关信息以实现对设备的绝缘状态诊断和评估。UHF法抗干扰能力较强、灵敏度高。仿真结果表明,UHF信号在GIS内传播时呈现明显的时延特性,有利于局放源的定位;UHF信号的强弱和检测点与局放源的夹角Φ有关,Φ=0°和180°时信号的能量最大;局放脉冲越陡,在GIS腔体中激励的高次模波分量越大。 展开更多
关键词 GIS 局部放电 fdtd 电磁波 时延特性 高次模
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电磁学计算方法的比较 被引量:12
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作者 胡来平 刘占军 《现代电子技术》 2003年第10期75-78,共4页
介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态 ,对几种富有代表性的算法做了介绍 ,并比较了各自的优势和不足 ,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。
关键词 电磁学 计算方法 矩量法 有限元法 时域有限差分方法 复射线方法
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电磁脉冲对目标腔体的孔缝耦合效应数值研究 被引量:26
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作者 刘顺坤 傅君眉 +2 位作者 周辉 陈雨生 祝敏 《电波科学学报》 EI CSCD 1999年第2期202-206,共5页
利用时域有限差分(FD-TD)方法研究了超宽带电磁脉冲(UWB)、快上升前沿电磁脉冲(FREMP)、核电磁脉冲(NEMP)对目标腔体的孔缝耦合效应。研究表明:对于较小尺寸的目标腔体,在孔缝尺寸也较小的情况下,FREM... 利用时域有限差分(FD-TD)方法研究了超宽带电磁脉冲(UWB)、快上升前沿电磁脉冲(FREMP)、核电磁脉冲(NEMP)对目标腔体的孔缝耦合效应。研究表明:对于较小尺寸的目标腔体,在孔缝尺寸也较小的情况下,FREMP和UWB相对于NEMP更容易通过腔体上的孔缝耦合进入目标腔体,而且更容易引起孔腔共振。 展开更多
关键词 时域有限差分 电磁脉冲 耦合 孔腔共振 目标腔体
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GIS中局部放电电磁波的模式特性 被引量:33
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作者 刘君华 姚明 +3 位作者 黄成军 段大鹏 钱勇 江秀臣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1654-1660,共7页
超高频法(UHF)通过检测GIS中局部放电(简称局放)时产生的超高频电磁波信号实现局放检测,具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在GIS现场在线监测中得到了广泛的应用和关注。为进一步研究GIS中局放产生的电磁波特性,从局放源的激励特性出发... 超高频法(UHF)通过检测GIS中局部放电(简称局放)时产生的超高频电磁波信号实现局放检测,具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在GIS现场在线监测中得到了广泛的应用和关注。为进一步研究GIS中局放产生的电磁波特性,从局放源的激励特性出发,采用时域有限差分法(FDTD)进行仿真计算分析,着重研究了GIS中局放激励的电磁波模式分布特性以及各模式分量与局放源之间的关系。研究结果表明,GIS中局放激励的电磁波各高次模式中TE11(0°)、TE21(0°)、TE31(0°)模式分量为相应模波的主导分量,电磁波信号在φ为0°和180°处最强,且电磁波各模式分量的大小与局放脉冲波形、局放源位置、局放通道长度等因素之间具有一定的关系特性。 展开更多
关键词 GIS 局部放电 超高频 龟磁波 模式 时域有限差分法
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大带隙的二维各向异性椭圆介质柱光子晶体 被引量:24
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作者 庄飞 何赛灵 +1 位作者 何江平 冯尚申 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期355-361,共7页
用平面波展开方法及时域有限差分法计算了各向异性介质材料碲形成的椭圆柱光子晶体的带隙结构 .计算表明 ,选取适当的椭圆长短轴以及晶格常数可以形成约 0 .0 5 1ωe(ωe=2πc Ly,Ly 为沿长轴的晶格常数 )的大带隙 ,而且在高能区域也出... 用平面波展开方法及时域有限差分法计算了各向异性介质材料碲形成的椭圆柱光子晶体的带隙结构 .计算表明 ,选取适当的椭圆长短轴以及晶格常数可以形成约 0 .0 5 1ωe(ωe=2πc Ly,Ly 为沿长轴的晶格常数 )的大带隙 ,而且在高能区域也出现了一个小的禁带 .分析表明 ,该光子晶体大禁带对工艺上可能引起的轴长及晶格常数的偏离具有很好的稳定性 . 展开更多
关键词 光子晶体 各向异性 平面波展开方法 时域有限差分法 带隙结构 晶格常数
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地质雷达探测地下管线分类判别方法研究 被引量:32
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作者 姚显春 闫茂 +1 位作者 吕高 李宁 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2018年第4期1740-1747,共8页
随着城市化建设步伐加快,如何快速准确地确定地下管线的埋设情况及管道材质种类成为工程地质勘探重要的研究课题.本文通过时域有限差分法(FDTD),对地质雷达探测地下管线的成像进行正演模拟,分析了介电常数影响下金属管线与非金属管线的... 随着城市化建设步伐加快,如何快速准确地确定地下管线的埋设情况及管道材质种类成为工程地质勘探重要的研究课题.本文通过时域有限差分法(FDTD),对地质雷达探测地下管线的成像进行正演模拟,分析了介电常数影响下金属管线与非金属管线的成像特征.在此基础上,进一步分析了地层与不同介电常数管线分界处的波幅特征,研究了不同介电常数情况下管-土分界面的波幅规律.在相同埋藏条件下,把不同目标体(管道)分界点的波幅与特定材质管道(介电常数为1)分界点的波幅A1的比值定义为相对波幅.根据相对波幅大小,可以分类判别地下管线材质,对于金属管线而言,相对波幅大于1.5,而对于非金属管线,相对波幅小于1.据此,提出了地质雷达探测地下管线时对金属材料与非金属材料地下管线进行分类判别的一种方法,并通过现场试验验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 探地雷达 时域有限差分法 管线成像 波幅分析
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基于MOSFET的固体开关技术实验研究 被引量:28
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作者 赵军平 章林文 李劲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1481-1484,共4页
 采用两只1kVMOSFET器件及驱动模块和高带宽光纤收发对,研究了固体开关技术中的触发信号高压隔离、功率MOSFET器件栅极驱动及MOSFET串并联使用等关键技术。单器件开关获得了1kV,13A,4MHz重复频率的脉冲串输出。两器件并联开关获得了130...  采用两只1kVMOSFET器件及驱动模块和高带宽光纤收发对,研究了固体开关技术中的触发信号高压隔离、功率MOSFET器件栅极驱动及MOSFET串并联使用等关键技术。单器件开关获得了1kV,13A,4MHz重复频率的脉冲串输出。两器件并联开关获得了130A,2MHz的输出。两器件串联开关获得了1 6kV,2MHz重复频率脉冲串输出。 展开更多
关键词 fdtd MHz重复频率 MOSFET 固体开关
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电磁脉冲对半导体器件的电流模式破坏 被引量:23
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作者 余稳 蔡新华 +1 位作者 黄文华 刘国治 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期355-358,共4页
利用时域有限差分(FDTD)方法,对电磁脉冲引起半导体器件的毁坏过程进行了数值模拟,得到了无负载半导体pn结器件在快前沿(ns量级)电磁脉冲作用下的瞬态行为。
关键词 电磁脉冲 半导体器件 电流模式 时域有限差分
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FDTD中微带线激励源设置的新方法 被引量:16
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作者 尹家贤 谭怀英 刘克成 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第2期204-207,共4页
FDTD已广泛应用于微带问题的计算中 ,本文提出了一种新的微带线馈电激励设置方式 ,同以往的激励设置方法不同 ,它不仅能计算 Gaussian脉冲激励也能计算正弦波激励 ,计算过程中 ,源平面无需切换成吸收边界 ,场区的划分使反射场自然从总... FDTD已广泛应用于微带问题的计算中 ,本文提出了一种新的微带线馈电激励设置方式 ,同以往的激励设置方法不同 ,它不仅能计算 Gaussian脉冲激励也能计算正弦波激励 ,计算过程中 ,源平面无需切换成吸收边界 ,场区的划分使反射场自然从总场区分离出来。 展开更多
关键词 fdtd 微带天线 激励源
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二维正方各向异性碲圆柱光子晶体完全禁带中缺陷模的FDTD计算分析和设计 被引量:19
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作者 庄飞 肖三水 +1 位作者 何江平 何赛灵 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期2167-2172,共6页
用FDTD方法计算了二维正方晶胞各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模 .为了得到TE ,TM模式在完全禁带中具有相同共振频率的缺陷模 ,对中心点缺陷半径Rd 以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn 做了一系列微调 .计算表明 ,TM模对于Rn 的变化... 用FDTD方法计算了二维正方晶胞各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模 .为了得到TE ,TM模式在完全禁带中具有相同共振频率的缺陷模 ,对中心点缺陷半径Rd 以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn 做了一系列微调 .计算表明 ,TM模对于Rn 的变化不敏感 ,而TE模随着Rn 的改变出现了明显的规则的移动趋势 .通过计算分析 ,发现对应于f=0 .4的背景 (R =0 .35 6 8a) ,当Rd=0 .5 5a ,Rn=0 .2 6a时在完全禁带中TE和TM的缺陷模具有相同的共振频率ω0 =0 .2 4 6 6ωe(其中ωe=2πc a ,a为晶格常数 ) 展开更多
关键词 碲圆柱 完全禁带 fdtd 计算分析 设计 时域有限差分法 光子晶体 缺陷模 各向异性 二维正方晶胞
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电磁场时域数值技术新进展 被引量:6
16
作者 高本庆 刘波 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期401-406,共6页
近年来 ,电磁场时域数值技术成为研究热点 ,在理论研究上取得长足的进步 ,应用范围也迅速扩大 ,地位日益提升 .对近来国际上较有影响的 ,具有代表性的多种电磁场时域数值算法的原理、特点及应用的简要情况 ,尤其是最新进展加以总结和评... 近年来 ,电磁场时域数值技术成为研究热点 ,在理论研究上取得长足的进步 ,应用范围也迅速扩大 ,地位日益提升 .对近来国际上较有影响的 ,具有代表性的多种电磁场时域数值算法的原理、特点及应用的简要情况 ,尤其是最新进展加以总结和评述 。 展开更多
关键词 时域数值技术 时域有限差分法 传输线矩阵法 时域积分方程法 时域有限元法 多分辨率时域技术 时域伪谱算法
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用CAD技术实现复杂目标FDTD方法几何-电磁建模 被引量:10
17
作者 李明之 刘友健 +1 位作者 王长清 徐承和 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期131-133,共3页
FDTD方法是近年来得到广泛研究和应用的数值方法,具有许多无可比拟的优越性.CAD技术的介入使FDTD方法向实用化方向迈出了一大步.本文介绍如何使用CAD软件,基于复杂目标的设计图、剖面线图等描述方式,生成提供给FDTD计算程序使用的... FDTD方法是近年来得到广泛研究和应用的数值方法,具有许多无可比拟的优越性.CAD技术的介入使FDTD方法向实用化方向迈出了一大步.本文介绍如何使用CAD软件,基于复杂目标的设计图、剖面线图等描述方式,生成提供给FDTD计算程序使用的目标的几何-电磁参量描述文件.本文借助该方法计算了一种飞机在谐振区的RCS. 展开更多
关键词 fdtd CAD 雷达散射截面 电磁散射 复杂目标
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GIS中局部放电与超高频电磁波关系的仿真研究 被引量:22
18
作者 王江 钱勇 +1 位作者 刘君华 江秀臣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期456-459,共4页
GIS内部由于存在各种绝缘缺陷而发生局部放电时,会激发起数百MHz至数GHz的超高频(UHF)电磁波在GIS腔体内传播。笔者根据电磁波在同轴波导中的传播理论,运用有限差分时域(FDTD)算法,对局部放电脉冲波形与其激发UHF电磁波之间的关系进行... GIS内部由于存在各种绝缘缺陷而发生局部放电时,会激发起数百MHz至数GHz的超高频(UHF)电磁波在GIS腔体内传播。笔者根据电磁波在同轴波导中的传播理论,运用有限差分时域(FDTD)算法,对局部放电脉冲波形与其激发UHF电磁波之间的关系进行了仿真分析。首先研究了局部放电量与电磁波电场强度的关系,指出在一定的局放脉冲电流变化率下局放量的变化对电磁波电场强度的影响较小;然后研究了局放脉冲电流变化率与电磁波电场强度的关系,指出在局放量一定时二者近似呈线性关系;最后研究了局放脉冲电流变化率对电磁波中高次模成分的影响,运用变异系数对高次模成分在电磁波中所占比例大小进行分析,指出高次模成分所占比例随局放脉冲电流变化率的增大而增大。 展开更多
关键词 GIS 局部放电 fdtd 变异系数
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南方电网超/特高压输电线路防雷性能评估技术研究进展 被引量:24
19
作者 何俊佳 蔡汉生 +6 位作者 贺恒鑫 贾磊 刘刚 赵贤根 杨瑞 陈杉杉 厉天威 《南方电网技术》 北大核心 2016年第9期1-10,29,共11页
南方电网西电东送主网架雷电活动频繁,地形、气候条件恶劣,雷击故障差异化分布特征显著,实施有效防护面临的挑战巨大。本文介绍了近年来南方电网在超/特高压输电线路防雷性能评估技术方面的研究进展。调研总结了南方电网的雷电活动和超... 南方电网西电东送主网架雷电活动频繁,地形、气候条件恶劣,雷击故障差异化分布特征显著,实施有效防护面临的挑战巨大。本文介绍了近年来南方电网在超/特高压输电线路防雷性能评估技术方面的研究进展。调研总结了南方电网的雷电活动和超/特高压输电线路防雷运行情况,分析得出了其雷击跳闸的原因。研究建立了雷云电场下UHVDC线路电晕空间电荷分布的数值仿真模型,试验获得了大尺寸分裂导线正极性上行先导的起始条件。研究建立了基于时域有限差分(FDTD)的复杂导体系统冲击响应的数值计算模型,通过开展模型线路瞬态响应实测,验证了模型的准确性。研发出输电线路防雷分析软件系统LPTL,开展了典型输电线路防雷性能评估结果与运行经验的对比研究,验证了软件的工程适用性。未来应坚持开展直流线路雷电绕击机理的基础研究,不断修正完善LPTL,为输电线路防雷设计和改造升级提供有效手段。 展开更多
关键词 超/特高压线路 雷击跳闸 运行经验 电晕空间电荷 雷电上行先导 时域有限差分 雷电冲击响应 防雷性能
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端接非线性负载的非均匀传输线瞬态分析 被引量:14
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作者 齐磊 卢铁兵 崔翔 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第2期153-156,共4页
在均匀多导体传输线的时域有限差分法 (FDTD)基础上 ,对非均匀多导体传输线及端接非线性负载的情况进行了分析。结果表明 :对于非均匀多导体传输线 ,采用FDTD法进行瞬态分析极为方便 ,并且可以处理端接非线性负载的情况 ;同时 ,还可获... 在均匀多导体传输线的时域有限差分法 (FDTD)基础上 ,对非均匀多导体传输线及端接非线性负载的情况进行了分析。结果表明 :对于非均匀多导体传输线 ,采用FDTD法进行瞬态分析极为方便 ,并且可以处理端接非线性负载的情况 ;同时 ,还可获得线上各点的电压、电流波过程。通过实例验证了所提出的FDTD算法的有效性 。 展开更多
关键词 非线性负载 多导体传输线 非均匀传输线 fdtd 时域有限差分法 瞬态分析
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