利用FEKO对雷电辐射磁场进行仿真计算研究

为有效计算雷电在空间辐射的电磁场情况,根据雷电回击电磁场的传播特性,提出一种仿真计算方法。该方法基于电磁场分析计算软件FEKO,采用外围配置matlab软件来强制其循环的手段,计算得到雷电在空间中辐射的磁场值。通过与数值积分方法得到的结果进行对比分析,证明此仿真计算方法是正确的。同时,利用此方法讨论了雷电回击速度、回击起始高度和观测点距离对雷电空间辐射磁场的影响。     

雷电电磁场研究

在雷电防护中,一般需要了解精确的雷电电磁场,因此,雷电电磁场的研究具有重要的现实意义。文章在假设大地为理想导体的情况下,从Maxwell方程组出发对雷电电磁场的空间分布进行计算和分析,并最终推导出雷电流周围的电磁场表达式,为进一步对雷电防护提供理论基础。     

均匀带电圆环在空间任意点电势分布的计算

利用MATLAB数值计算和图形处理功能,研究均匀带电圆环在空间任意点的电势分布,计算出轴线上的电势与电磁学中的结论进行比较.结果表明:利用MATLAB获得的结果是可靠的.该结论对研究电磁场的分布提供了一种可行的方法,对研究与静电放电有关的电磁场的特性有积极的指导意义.     

袖珍云闪电磁仿真特性研究

袖珍云闪(CIDs:compact intracloud discharges)是一种特殊的云闪现象,与常规云闪放电相比有很多特殊性:辐射双极性脉冲并通常单独出现、电场持续时间短、高频辐射强等。通过对袖珍云闪放电模型的建立,根据麦克斯韦方程组推导了CIDs辐射电磁场的计算公式,仿真计算了袖珍云闪的电磁场波形;并与实测波形进行了对比分析。分析结果显示,经该模型计算的袖珍云闪的电磁场波形与实测结果有较好的一致性;并讨论了在放电过程中,放电位置、放电通道长度以及通道的倾斜角度对其电磁场波形特征的影响。     

高频无极环形放电离子源理论的研究——(1)场分布和等离子体特征参数

高频无极环形气体放电空间的电磁场分布是研究高频无极环形气体放电离子源—系列物理、技术问题的最基本的前提.本文给出了电磁场分布表达式和等离子体特征参数,并进一步给出了有关量的计算公式.     

雷电辐射电磁场下高压铁塔瞬态电磁散射特性

为了准确分析雷电辐射电磁场对电力设备的影响,该文基于Heidler函数的雷电流近似数值模型,推导了水平理想导体地面上雷电电磁场的近似计算公式。运用时域积分方程方法分析了雷电辐射电磁场下铁塔的电磁散射特性。结果表明,铁塔表面感应电流幅值与雷击点和铁塔的距离有关,与雷击点和铁塔的方位角无关。     

雷电电磁场对通信电源线的影响

雷电电磁场对通信局站中的电信设备的危害,主要是通过电源线耦合到电信终端设备。要对其危害进行有效的防护,首先要研究雷电电磁场对通信电源线的耦合机理。文章运用电磁场理论和传输线方程,推导出了大地为均匀非理想导体时,雷电电磁场对通信线的感应电流和感应电压的表达式。     

雷电辐射场对地下通信电缆的影响

本文分析间接雷击对埋放塑料外护层电缆的影响.其分析方法是利用电偶极子场对间接雷击的电磁场进行分析,从而得到此时电缆金属护套和芯线问的感应电压.本文主要分析步骤为:建立雷电流模式分析雷电流产生的电磁场,建立塑料外护层电缆—大地间等效电路和在雷电流场作用下的传输线方程,然后得到埋地电缆护芯间感应电压表达式,最后通过计算进行数值分析.     

半空间辐射问题的傅立叶变换求解

文章通过求解二维和三维的半空间辐射问题,阐述了傅里叶变换在电磁场数值计算中的应用.半空间辐射问题是一种电磁场边值问题,可用电磁场边值关系描述.首先采用直角坐标系,建立半空间辐射问题的亥姆霍兹方程,然后把电磁场分量和源按照本征函数展开,用傅里叶变换方法以及电磁场边值关系确定其展开系数,从而求出电磁场的各个分量,最后经傅里...     

基于FDTD的振幅频谱法定位精度评估

为提高单站雷电定位系统的探测范围及定位精度,利用时域有限差分法对数百千米内雷电辐射电磁场的传播特征进行分析,分别计算了传输线模型(TL)、电流线性衰减的传输线模型(MTLL)、电流指数衰减的传输线模型(MTLE)3种回击模型在有限导电情况时,不同距离处雷电通道的垂直电场与磁场的分布。利用数值计算得到雷电电磁场波形,定量评估了振幅频谱法适用的探测范围及定位精度。结果表明:对于TL、MTLL和MTLE 3种模型,振幅频谱法定位相对误差小于10%的范围应分别为19~43km,17~46km和9~38km;对于距离测站小于9km或大于46km的雷电辐射源,3种回击模型得到的振幅频谱法定位相对误差均大于10%。因此,雷电源距离测站太近或太远,振幅频谱法均不适用。     

重载流多芯电缆周围的磁场 Ⅰ. 理论模型

多芯电力电缆在低压配电系统中常被用作配电干线，这种重载流电缆周围的极低频磁场可能干扰附近敏感电子设备的正常运行，甚至影响暴露于该场下的人体的健康，为分析这种磁场的分布特性，建立了多芯电缆周围磁场的载流平行螺旋线模型，并推导了周围磁场的简化计算公式，基于所提出的理想模型对电缆周围电磁的特性进行了分析，发现在电缆的半径方向上磁场随距离衰减的速度大于指数衰减速度，在平行于电缆轴线的直线上和在电缆抽轴圆周线上，磁场的幅值和相角都随观测点的位置周期变化，理论计算结果表明，常用规格的多芯电力电缆在载额定电流的情况下，距电缆2m外空间中的磁场已小于有关国际标准的限值。     

雷击时建筑物内磁场分布的研究

提出了雷击时室内磁场分布的计算方法,分析了雷击建筑物时在室内产生的磁场的一些特点,比较了不同结构的雷电保护系统对磁场分布的影响．实验结果验证了计算方法的正确性．     

输电线雷击过电压波辐射场模型及数值分析

采用时域有限差分法（FDTD）方法研究了远离雷击通道的雷击输电线产生的辐射场．建立了输电线的数值计算模型,推导出了输电线的FDTD计算格式;对雷电激励源的加入作了详细讨论;最后分别仿真计算了雷击自由空间的单根导线和实际的三相高压输电线后,雷电过电压波沿线传播过程中在输电线周围产生的瞬态辐射场．计算结果表明：线路上的雷电过电压波引起的瞬态辐射场对环境的影响是明显的,瞬态辐射场中的高频分量可能对沿线附近的通讯设施和电气电子设备产生干扰或破坏作用．     

避雷针接闪对通信台站布线及接地系统影响分析

从避雷针保护范围及雷电流分析入手,研究了避雷针引下线周围,通信台站布线及接地系统构成的金属线框,若非闭合其回路上的感应电压大小与雷电流关系,若闭合其回路上的感应电流以及各段电压的变化,计算结果表明:雷电峰值越大,波头时间越短,金属线框距雷击点越近,设备损坏可能性越大;若该金属线框作为通信台站防雷、保护及工作共用接地线,因雷电强电磁感应,使共用接地系统的地线电位无法处处相等,并有达数百至数kV变化,将使通信台站内的设备,特别是逻辑集成电路工作混乱、CPU死机或硬件损害。文中的定量分析结论,可为通信台、雷达站及建筑物电子信息系统的防雷电设计提供参考依据。     

加速电荷辐射原理求解雷击水平导体辐射场

雷击电力和通信线路或建筑物水平金属时,雷击点处或导体弯曲处会辐射出较强电磁场,分析雷击水平导体周围电磁场对于周边物体雷电防护具有重要意义。根据经典电动力学中加速电荷产生辐射场的原理,将雷击水平导体辐射电磁场分成通道产生电磁场和导线产生电磁场两部分,两者因传播速度不同分别建立不同运动电荷辐射场模型。实例以地面上水平导体受雷击及90°直角折弯导线流经雷电流后电磁场作分析,并绘出对应的辐射电场波形。分析结果表明雷击导体附近辐射电场主要由雷击点和弯曲点处电荷加速与减速引起。加速电荷辐射场分析法与偶子极等方法有异曲同工之妙,且更有助于理解雷击处电磁辐射物理机制。     

高杆塔大跨越榆电线路防雷保护

对跨海特高塔大跨越段的耐雷性能进行了研究，提出了高塔大跨越段输电线路雷电屏蔽模型。该模型模拟了雷电先导向下发展的过程，并考虑了上行先导对下行先导的影响，仿真模型中包括了“回头雷击”的情况，即有可能出现的当下行雷电先导已经下降到低于输电线路高度时还发生雷击导线的情况。针对某海上大跨越段输电线路采用规程法、击距法和本文提出的模型分别计算其耐雷性能，并对计算结果进行了分析比较。由于考虑了“回头雷击”的情况，因此该模型适用于各种高度的线路雷电屏蔽性能估算。     

输电线路雷电屏蔽仿真模型

输电线路很容易遭受雷击,而屏蔽失效是线路雷害事故的重要原因,因此应加强对输电线路雷电屏蔽的研究。文中在对已有的输电线路雷电屏蔽模型进行充分了解的基础上,合理考虑了上行先导的引雷作用,采用变步长的方式模拟下行雷电先导的下降,建立了一个新的输电线路雷电屏蔽仿真模型。仿真计算结果表明,该模型与输电线路现场运行经验比较吻合,可用于输电线路的防雷屏蔽设计和评估输电线路的雷电屏蔽性能。     

用直线段电流磁场公式计算水冷磁体磁场

水冷磁体设计,须计算水冷磁体产生的磁场以获得磁体磁场的空间分布,使设计出的磁体满足实验要求.水冷磁体磁场计算在工程上常用的计算方法是椭圆积分法.此方法计算的水冷磁体的磁场均匀度比实际做成的磁体产生的磁场均匀度偏高.原因之一是磁体上的电流路径并不是工程上假设的闭合圆环路径,而是与之等半径的螺旋线状的路径.这是工程理论计算...     

无线通信站点防雷工程设计

从雷击的产生出发，简要介绍了基站引入雷害的主要途径，着重讨论了无线BTS防雷工程的主要措施，以及在移动通信基站工程建设中雷害防护的设计方法和基本参数，并列表说明了GSM基站防雷接地系统的构成。     

滚动窗口局部路径规划在未知环境中的应用

为了实现未知复杂环境下机器人的局部路径规划,提出了一种新的局部路径规划方法,使机器人自主探测周边障碍物情况.通过滚动窗口计算局部目标等途径进行路径规划,从而实现机器人无碰撞到达全局目标点.该方法可以使机器人在未知复杂环境中较快较好地进行路径规划.仿真试验表明该方法具有可行性、有效性和实时性.