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有限时域差分法对GIS局部放电传播的分析 被引量:49
1
作者 李信 李成榕 +2 位作者 李亚莎 王伟 李海亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第17期150-155,共6页
用特高频法测量GIS局部放电所面临的困难是无法标定出视在放电量,并且也无法确定何种因素影响特高频传感器输出信号的强弱。针对上述问题,利用同轴波导模拟GIS腔体结构,并应用有限时域差分法对局部放电辐射的电磁波在波导内传播情况进... 用特高频法测量GIS局部放电所面临的困难是无法标定出视在放电量,并且也无法确定何种因素影响特高频传感器输出信号的强弱。针对上述问题,利用同轴波导模拟GIS腔体结构,并应用有限时域差分法对局部放电辐射的电磁波在波导内传播情况进行仿真。通过仿真数据分析,找出对特高频信号能量产生影响的多种因素,如:放电位置,波导尺寸,放电电流幅值和放电源的脉冲形状。从而阐明了特高频输出信号能量与原始放电脉冲的关系,为进一步探讨GIS放电量特高频标定打下基础。 展开更多
关键词 高电压技术 局部放电 气体绝缘组合电器 有限时域差分法 特高频
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一种节省内存的降维时域有限差分法及其在散射计算中的应用 被引量:9
2
作者 莫锦军 刘少斌 +1 位作者 袁乃昌 张光甫 《微波学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期45-49,共5页
介绍一种节省内存的降维时域有限差分方法 (R FDTD) ,该方法理论上可节省约 33%的场分量存贮量。本文首次把R FDTD用于散射计算 ,提出了一种更为简单直观的新的导体处理方法 ,并阐明R FDTD中连接边界、吸收边界和近 远场变换的实现方法... 介绍一种节省内存的降维时域有限差分方法 (R FDTD) ,该方法理论上可节省约 33%的场分量存贮量。本文首次把R FDTD用于散射计算 ,提出了一种更为简单直观的新的导体处理方法 ,并阐明R FDTD中连接边界、吸收边界和近 远场变换的实现方法。以TE波入射时二维柱体散射为例的计算结果表明 ,R FDTD在节省约33%内存的基础上 。 展开更多
关键词 时域有限差分法 目标散射 导体模拟 场分量存贮量
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二维介质PBG结构色散特性的时域有限差分法分析 被引量:6
3
作者 包秀龙 章文勋 +1 位作者 郑龙根 李乐伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第3期236-240,共5页
采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝... 采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝对宽度增大,相对宽度相当. 展开更多
关键词 介质柱 PBG结构 光子带隙结构 色散特性 时域有限差分法 带阻频响特性 电磁波
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时域有限差分法在GIS局部放电检测中的应用 被引量:6
4
作者 陈文会 李忠 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2005年第4期51-54,80,共5页
时域有限差分法是一种十分有效的电磁场数值计算方法,本文借助时域有限差分法对GIS同轴波导结构内部发生局部放电时所激发的电磁波的传播特性进行仿真,分析了影响电磁波传播的因素,利用超高频局部放电检测方法对GIS实验段局部放电进行实... 时域有限差分法是一种十分有效的电磁场数值计算方法,本文借助时域有限差分法对GIS同轴波导结构内部发生局部放电时所激发的电磁波的传播特性进行仿真,分析了影响电磁波传播的因素,利用超高频局部放电检测方法对GIS实验段局部放电进行实测,仿真结果和实验结果基本一致,为超高频局部放电检测结果提供了理论支持,进一步论证了超高频局部放电检测方法的正确性和可行性,可以应用于现场实际测量。 展开更多
关键词 时域有限差分法 气体绝缘的组合开关 局部放电 检测 超高频
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二维时域有限差分法对接地板宽度有限的共面波导的特性参数分析 被引量:1
5
作者 莫小梅 孙玲玲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期61-65,共5页
本文利用二维时域有限差分 (FDTD)法分析接地板宽度有限的共面波导 (FGCPW )在高达 1THz频段内的频变特性。将计算结果与三维FDTD法分析结果相比较发现 ,其一致性较好 ,且大大提高了仿真的效率 ,通过比较接地板宽度对FGCPW的色散和衰减... 本文利用二维时域有限差分 (FDTD)法分析接地板宽度有限的共面波导 (FGCPW )在高达 1THz频段内的频变特性。将计算结果与三维FDTD法分析结果相比较发现 ,其一致性较好 ,且大大提高了仿真的效率 ,通过比较接地板宽度对FGCPW的色散和衰减特性的影响 ,说明设计共面波导的关键在于对几何尺寸参数的正确选择。 展开更多
关键词 时域有限差分法 共面波导 色散 衰减特性 FDTD
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时域有限差分法中提高局部区域空间分辨率的技术
6
作者 王长清 祝西里 《北京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期65-70,共6页
本文提出了一种在电磁场计算的时域有限差分法中使用非均匀网格空间的技术。用此方法只需把需要提高空间分辨率的局部区域的计算网格成倍地细分,而不必把全部计算空间均改用相同的网格,从而可以大大节省存储空间和计算时间。在二维空间... 本文提出了一种在电磁场计算的时域有限差分法中使用非均匀网格空间的技术。用此方法只需把需要提高空间分辨率的局部区域的计算网格成倍地细分,而不必把全部计算空间均改用相同的网格,从而可以大大节省存储空间和计算时间。在二维空间通过计算实例证实了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 时域有限差分法 局部空间 细分网格
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一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法
7
作者 王建永 赵长青 张敏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期17-19,共3页
相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠... 相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。 展开更多
关键词 时域有限差分法(R-FDTD) 一般正交曲线坐标系(GOC) 存储量
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平面光波导光场分布的有限时域差分法计算 被引量:5
8
作者 陈海燕 黄小莉 刘永智 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期214-217,共4页
用有限时域差分法计算了简单三层对称平面光波导中的光场 ,得到了任意截面上光场的分布 .这一方法的优点在于它能完全模拟波导中光场的时域特性 ,使波导中的光传播完全可视化 ,模拟横向传播 ,提取光在波导中的传输模式 ,也可用于有源波... 用有限时域差分法计算了简单三层对称平面光波导中的光场 ,得到了任意截面上光场的分布 .这一方法的优点在于它能完全模拟波导中光场的时域特性 ,使波导中的光传播完全可视化 ,模拟横向传播 ,提取光在波导中的传输模式 ,也可用于有源波导的计算如光波导放大器 .有限时域差分法直接求解依赖时间的麦克斯韦旋度方程 ,利用二阶精度的中心差分近似 ,把旋度方程中的微分符直接转换为差分形式 .每一步计算都无须作矩阵求逆运算 ,因此 ,比其他数值计算方法更有效。 展开更多
关键词 平面光波导 有限时域差分法 边界条件 光场分布 数值模拟 处理
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时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应 被引量:2
9
作者 许锋 洪伟 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期85-88,共4页
由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算... 由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近,然后用获得的Pade有理逼近式计算宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线,同时计算速度可加快十多倍。 展开更多
关键词 时域有限差分法 PADE逼近 雷达散射截面 介质柱 频率响应
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瞬态脉冲照射下一维时域散射与逆散射的有限差分法数值模拟
10
作者 李莉 《电波科学学报》 EI CSCD 1989年第1期37-44,共8页
本文介绍了从微分方程入手,研究时域一维电磁场正、逆散射问题的一种数值方法:有限差分法。得出了正、逆问题求解的一般递推公式。给出了正散射模拟的实例和具有代表性的介电系数剖面(不连续剖面、连续剖面)重建的结果。在散射信息无噪... 本文介绍了从微分方程入手,研究时域一维电磁场正、逆散射问题的一种数值方法:有限差分法。得出了正、逆问题求解的一般递推公式。给出了正散射模拟的实例和具有代表性的介电系数剖面(不连续剖面、连续剖面)重建的结果。在散射信息无噪声的条件下,所得的重建结果经与用其它方法所得的结果相比较,有限差分法具有简单、精确的优点。 展开更多
关键词 一维时域 散射 逆散射 有限差分法
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基于时域有限差分法的开关柜表面TEV分布特性的研究 被引量:11
11
作者 余英 李锐鹏 +3 位作者 黄超 张炜 张龙 杨宇琦 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2015年第4期45-51,共7页
采用时域有限差分法(FDTD),建立了与实际高压开关柜尺寸比例为1∶1的精确模型,以场分布图的形式表现局部放电电磁波在开关柜复杂内部结构条件下的传播过程,并通过对比内部电气组件前后的信号特征,分析组件对电磁信号的衰减和畸变作用,... 采用时域有限差分法(FDTD),建立了与实际高压开关柜尺寸比例为1∶1的精确模型,以场分布图的形式表现局部放电电磁波在开关柜复杂内部结构条件下的传播过程,并通过对比内部电气组件前后的信号特征,分析组件对电磁信号的衰减和畸变作用,从而实现对典型开关柜外表面测量点的TEV分布特性的仿真研究。结果表明:测量点靠近开关柜表面的缝隙处时可以获得较大的TEV幅值,TEV幅值随测量点与局部放电源之间距离的增大而减小。该精确仿真模型比传统的简化仿真模型更能体现出开关柜表面TEV信号的分布特性。 展开更多
关键词 高压开关柜 暂态对地电压 局部放电 时域有限差分法
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一种提高内存使用效率的时域有限差分算法 被引量:5
12
作者 张品 陈亦望 傅强 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期814-819,共6页
证明了即使在无源区域,局部一维时域有限差分法(LOD-FDTD)所给出的电磁场量也不满足零散度关系,推导了该散度关系的具体表达式。基于该非零散度关系和麦克斯韦旋度方程,将LOD-FDTD法与减缩时域有限差分法(R-FDTD)相结合,得到一种新的局... 证明了即使在无源区域,局部一维时域有限差分法(LOD-FDTD)所给出的电磁场量也不满足零散度关系,推导了该散度关系的具体表达式。基于该非零散度关系和麦克斯韦旋度方程,将LOD-FDTD法与减缩时域有限差分法(R-FDTD)相结合,得到一种新的局部一维减缩时域有限差分法(LOD-R-FDTD)。该方法不仅具有LOD-FDTD方法的优势,计算公式简单,消除了CFL稳定条件对时间步长的限制,而且与LOD-FDTD相比平均节约了1/3内存使用量。通过仿真计算与其他方法对比,证明了LOD-R-FDTD方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 时域有限差分方法 局部一维时域有限差分法 减缩时域有限差分法
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一种可用于分析任意介电常数张量的各向异性波导导模的二维时域有限差分模型 被引量:2
13
作者 赵安平 何晓东 +1 位作者 于荣金 王晓光 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第10期880-885,共6页
为分析具有任意介电常数张量的各向异性波导的导模,本文通过把简化的二维时域有限差分(2-DFDTD)法扩展至任意各向异性介质,提出了一种以D、E和H场为基础的统一的简化2-DFDTD模型.利用该模型,研究了简化的复数2... 为分析具有任意介电常数张量的各向异性波导的导模,本文通过把简化的二维时域有限差分(2-DFDTD)法扩展至任意各向异性介质,提出了一种以D、E和H场为基础的统一的简化2-DFDTD模型.利用该模型,研究了简化的复数2-DFDTD方法与实变数2-DFDTD方法之间的关系.文中还讨论了复变数方法和实变数方法的激励技术. 展开更多
关键词 各向异性 波导导模 时域有限差分法
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区域分解时域有限差分方法(DD-FDTD)及其在散射问题中的应用 被引量:10
14
作者 许锋 洪伟 童创明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1642-1645,共4页
本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的... 本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的解 .通过采用这种方法 ,一个复杂的问题可以得到简化 ,从而变得适于求解 ,同时 ,共形网格和精确的信息传递方案的使用 ,大幅度提高了计算精度 .文中 ,用该算法对二维电磁散射问题进行了分析计算 。 展开更多
关键词 区域分解 时域有限差分法 共形网格 散射问题
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一种快速计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分方法 被引量:1
15
作者 许锋 洪伟 丁振宇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1327-1329,共3页
本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法(DD-FDTD).当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网格浪费在散射体之间.文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处... 本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法(DD-FDTD).当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网格浪费在散射体之间.文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处理为各个子域.各柱体间大量的网格被省去,代之以二维时域Green函数将各个子域连接起来.采用近远场变换方法,并将柱体间互偶处理为等效柱面波人射场,从而大大压缩了计算时间.由于二维时域Geen函数含有关于时间的积分,且此积分是一个反常积分,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值,大幅度提高了计算精度.最终.使该方法得以实现。 展开更多
关键词 区域分解 时域有限差分法 时域Green函数 多柱体散射 DD-FDTD
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一种新的二维散射场远区时域信号实时获取方法 被引量:1
16
作者 许锋 洪伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2002年第3期254-257,共4页
采用时域有限差分法求解散射问题时 ,时域信号的计算是在散射体近区内进行的 ,计算远区散射场通常有两种办法 ,一种是在频域内进行 ,另一种是在时域内进行 .由于二维时域 Green函数含有关于时间的积分 ,因而相对于三维问题 ,远区时域信... 采用时域有限差分法求解散射问题时 ,时域信号的计算是在散射体近区内进行的 ,计算远区散射场通常有两种办法 ,一种是在频域内进行 ,另一种是在时域内进行 .由于二维时域 Green函数含有关于时间的积分 ,因而相对于三维问题 ,远区时域信号反而更难求解 .文中通过把等效激励源位置进行量化 ,综合排列激励时序 ,从而把所有激励源关于时间的积分转化为一个矩阵向量乘积运算 ,大幅度减少了计算时间 .同时 ,采用半解析的方法 ,精确地算出了其中的反常积分值 .最终 ,实时、快速和精确地获取了二维散射场远区时域信号 . 展开更多
关键词 散射场 远区时域信号 时域有限差分法 时域Green函数 激励源位置量化 反常积分 信号获取方法
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换流变压器阀侧套管局部放电电磁波传播规律的仿真研究 被引量:1
17
作者 邵梦雨 齐波 +4 位作者 郑书生 马闯 刘伟麟 黄辉 李成榕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5398-5408,I0032,共12页
换流变压器阀侧套管的主绝缘一般采用多层金属缠绕且内部填充环氧浸纸结构,其内部电磁波的传播路径以及衰减规律尚不清晰,严重制约了阀侧套管非接触式在线监测技术的发展。目前以射频、特高频法为代表的非接触式局部放电检测方法可通过... 换流变压器阀侧套管的主绝缘一般采用多层金属缠绕且内部填充环氧浸纸结构,其内部电磁波的传播路径以及衰减规律尚不清晰,严重制约了阀侧套管非接触式在线监测技术的发展。目前以射频、特高频法为代表的非接触式局部放电检测方法可通过研究设备内部电磁波的传播衰减规律,从而实现对设备绝缘状态的有效监测。为研究电磁波在阀侧套管内部的传播衰减规律,该文构建实际±800kV换流变压器阀侧套管时域有限差分三维模型,对局放激发的电磁波在阀侧套管内部和外部的传播路径及规律进行仿真分析。结果表明:(1)阀侧套管的外部空间中电磁波的频带范围为1.5~2.5GHz,电磁波首波出现在法兰处,并已结合实验证明此范围;(2)电磁波在阀侧套管内部的传播路径为电容屏间的环氧浸纸和外侧的SF6填充区域,电磁波在电容屏间独立传播,传出电容芯子后相互叠加,频带分布于0.75~2.5GHz;(3)电磁波在阀侧套管外部的时空分布特性具体表现为电磁波的电场强度随着时间和距离增加呈现衰减趋势,具体衰减规律与距离成非线性关系,电磁波经过电容芯子后的衰减范围为14.11~47.47dB/m,在外部空间中的衰减范围为2.74~13.07dB/m。结果可为换流变压器阀侧套管局部放电的监测与诊断提供一定技术基础。 展开更多
关键词 阀侧套管 局部放电 电磁波 时域有限差分法 传播规律
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GIS中局部放电电磁波的模式特性 被引量:33
18
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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高压电缆附件局部放电超高频检测与分析 被引量:42
19
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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开关柜局部放电暂态对地电压的分布特性研究 被引量:40
20
作者 陈庆祺 张伟平 +3 位作者 刘勤锋 马双 刘诣 张鸿平 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期88-93,共6页
暂态对地电压技术在高压开关柜局部放电带电检测中越来越重要,因此需要对如何更好应用TEV技术展开研究。在分析TEV技术原理的基础上,运用时域有限差分法对金属柜体的暂态对地电压进行了仿真分析,并通过开关柜局部放电TEV信号实测对仿真... 暂态对地电压技术在高压开关柜局部放电带电检测中越来越重要,因此需要对如何更好应用TEV技术展开研究。在分析TEV技术原理的基础上,运用时域有限差分法对金属柜体的暂态对地电压进行了仿真分析,并通过开关柜局部放电TEV信号实测对仿真结果验证,两者具有较好的一致性,说明该方法仿真分析开关柜TEV幅值分布特性的可行性。基于上述方法,对典型高压开关柜外表面上布置的42个测试点的TEV信号进行仿真分析,结果表明:TEV幅值随着传感器与放电源之间距离的增大而减小;传感器靠近柜体表面电磁波的不连续处,可获取较大的TEV幅值;独立开关柜之间的相互电磁干扰小。为TEV法在开关柜局部放电带电检测中的更好运用提供了理论依据。 展开更多
关键词 高压开关柜 局部放电 暂态对地电压 时域有限差分法 电磁波
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