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面向高压设备数字孪生的虚拟传感器设计与应用技术
1
作者 路永鑫 魏云冰 +1 位作者 袁建生 桑仲庆 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期72-82,共11页
针对高压设备数字孪生的模型构建、信息交互、动态仿真等需求,对虚拟传感器的设计与应用技术进行了分析,虚拟传感器是具有传感器行为的计算机仿真系统,能够基于功能、结构和服务要求对复杂数字孪生系统进行解耦,降低工程应用的复杂性。... 针对高压设备数字孪生的模型构建、信息交互、动态仿真等需求,对虚拟传感器的设计与应用技术进行了分析,虚拟传感器是具有传感器行为的计算机仿真系统,能够基于功能、结构和服务要求对复杂数字孪生系统进行解耦,降低工程应用的复杂性。文中提出虚拟传感器在高压设备数字孪生工程应用上的设计要求,给出了观测虚拟传感器、参量计算虚拟传感器和预测告警传感器的设计方法及其应用方式。研究结果表明:虚拟传感器具备组件化、服务化、易重构、可进化等优点,可作为数字孪生单元级功能组件的设计手段,解决目前工程应用中数据获取和融合困难、仿真预测算法耦合复杂等问题,支撑设备状态全面感知、趋势精准预测、风险提前预警和设备全寿命精益管理等应用。 展开更多
关键词 高压设备 数字孪生 虚拟传感器 联合观测 微服务 仿真预测
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特高压直流输电线路屏蔽环三维有限元电场计算方法与策略 被引量：12
2
作者 袁建生 鞠勇 +1 位作者 邹军 陆家榆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期7-13,共7页
论述了大空间中计算小电极表面电场强度的方法;阐述了计算结果绝对数值的低准确性与不可靠性,及获得相对结果的必要性与工程实用性;给出了一种"新""旧"结构场强比较策略,以利用电场数值计算提供有价值的实用结果,... 论述了大空间中计算小电极表面电场强度的方法;阐述了计算结果绝对数值的低准确性与不可靠性,及获得相对结果的必要性与工程实用性;给出了一种"新""旧"结构场强比较策略,以利用电场数值计算提供有价值的实用结果,解决实际工程问题。针对特高压直流输电试验线路电压等级提升需要,采用获得相对结果的策略,利用ANSYS软件与边界条件修正方法,对管母线和耐张塔处屏蔽环的电场进行计算,给出了可以满足电压提升要求的屏蔽环结构。 展开更多
关键词 输电线路 屏蔽环 三维电场 有限元
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同塔双回输电线相线排列方式与其电磁干扰的关系 被引量：7
3
作者 袁建生 陈洪波 宗伟 《中国电力》 CSCD 北大核心 2002年第9期56-58,共3页
为降低同塔双回输电线对其附近通信线或信号线的容性和感性耦合电磁干扰影响,需要正确排列各相导线的位置,对于双回线架设在同一杆塔两侧,且三相导线竖直放置的情况,相导线排列方式应为中间同相,上下反相,如A1B1C1与C2B2A2。通过理论分... 为降低同塔双回输电线对其附近通信线或信号线的容性和感性耦合电磁干扰影响,需要正确排列各相导线的位置,对于双回线架设在同一杆塔两侧,且三相导线竖直放置的情况,相导线排列方式应为中间同相,上下反相,如A1B1C1与C2B2A2。通过理论分析与实例计算论证了这一结论。 展开更多
关键词 同塔双回输电线 相线排列方式 电磁干扰 架空输电线
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青藏铁路青海段沿线饮用水源卫生学调查 被引量：4
4
作者 袁建生 符春晓 +6 位作者 阎海珠 张金环 曹海兰 葛华 刘双德 龙启萍 郭学斌 《环境与健康杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期319-322,共4页
目的了解青藏铁路青海段沿线饮用水源水质卫生状况。方法2002年7月—2004年12月,在青藏铁路一期工程的柴达木盆地内陆水系、青海湖内陆水系、湟水河上游水系设采样点23处。在二期工程的格尔木河、楚玛尔河、沱沱河、通天河水系设采样点1... 目的了解青藏铁路青海段沿线饮用水源水质卫生状况。方法2002年7月—2004年12月,在青藏铁路一期工程的柴达木盆地内陆水系、青海湖内陆水系、湟水河上游水系设采样点23处。在二期工程的格尔木河、楚玛尔河、沱沱河、通天河水系设采样点14处,按照《生活饮用水卫生规范》(2001)开展水源地卫生学调查并对感官性状和一般化学指标(17项)、毒理学指标(10项)、微生物指标(2项)、放射性指标(2项)进行水质分析,同时还分析了水中7种主要阴阳离子和氨氮、亚硝酸盐氮。结果一期工程枯水期氮化合物、毒理学指标均合格,放射性、感官化学指标合格率为95.65%(22/23),微生物指标合格率为91.30%(21/23)鸦丰水期毒理学、放射性指标均合格,感官化学指标合格率为95.65%(22/23),氮化合物和微生物指标合格率分别为86.96%(20/23)、91.30%(21/23),较枯水期合格率有所下降。超标项目有总硬度、氯化物、总大肠菌群、总α放射性、亚硝酸盐氮。二期工程毒理学、放射性指标、氮化合物均合格,微生物指标枯、丰水期合格率分别为92.86%(13/14)、100%(14/14)。感官化学指标枯、丰水期合格率分别为50.00%(7/14)、35.71%(5/14)。超标项目有总硬度、铁、锰、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、耗氧量、钠、总大肠菌群。通天河、格尔木河、柴达木内陆河、青海湖内陆河、湟水河上游水质为重碳酸盐型,沱沱河、楚玛尔河水质为氯化物型。结论按照《农村实施“生活饮用水卫生标准”准则》,青藏铁路青海段一期工程沿线23个水源水采样点中,91.3%(21/23)达到一级水源;二级水源为8.7%(2/23);无三级和超三级水源。二期工程14个采样点中,一级水源为28.57%(4/14),二级水源为21.43%(3/14),三级水源为7.14%(1/14),超三级水源为42.86%(6/14),超三级水源中有4个采样点因矿化物严重超标不可作为人群饮用水源。 展开更多
关键词 水 卫生调查 青藏铁路
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计算三维涡流场的三分量边界元法 被引量：5
5
作者 袁建生 宗伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期27-29,共3页
提出一种计算三维线性涡流场的三分量边界元算法。该算法采用在导体表面上虚设的磁荷和电流密度为求解变量，仅需求解３个分量：虚设磁荷标量和电流密度矢量的２个分量。相对于一般的四分量法（即采用１个标量和１个三分量矢量为求解变... 提出一种计算三维线性涡流场的三分量边界元算法。该算法采用在导体表面上虚设的磁荷和电流密度为求解变量，仅需求解３个分量：虚设磁荷标量和电流密度矢量的２个分量。相对于一般的四分量法（即采用１个标量和１个三分量矢量为求解变量的算法），该三分量法可以节省约４０％的计算机内存和５０％的计算时间。 展开更多
关键词 三维涡流 边界元法 虚设场源法 计算
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水中放射性总α、总β与溶解性总固体关系的分析 被引量：5
6
作者 袁建生 龙启萍 《中国辐射卫生》 北大核心 2006年第3期285-286,共2页
关键词 溶解性总固体 水源水质 放射性总α 青藏铁路沿线 放射性活度 监测调查 关性分析 碳酸根
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一个高性能的二维静电场分析软件包SEF2D 被引量：4
7
作者 袁建生 崔翔 +1 位作者 费增尧 邵汉光 《华北电力学院学报》 北大核心 1990年第3期1-9,共9页
基于有限元方法,作者研制出一个高性能二维静电场分析软件包SEF_2D。该软件包不仅具有很高的计算精度,并具有很强的前后处理功能,适用于各种电器设备中静电场的分析与计算。该软件包面向用户,面向电器工程设计人员,经过短时间培训用户... 基于有限元方法,作者研制出一个高性能二维静电场分析软件包SEF_2D。该软件包不仅具有很高的计算精度,并具有很强的前后处理功能,适用于各种电器设备中静电场的分析与计算。该软件包面向用户,面向电器工程设计人员,经过短时间培训用户即可熟练使用。文中给出三个应用实例。 展开更多
关键词 静电场 软件包 变压器 CAD
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三维边界元网格自动剖分 被引量：1
8
作者 袁建生 《华北电力学院学报》 北大核心 1989年第1期59-65,共7页
本文提出了两种边界元网格自动剖分新方法:表面展开法和投影法;介绍了一种通用三维边界元三角形网格自动剖分软件 MESHBEM。实践表明,表面展开法和投影法是边界元网格自动剖分的两种有效算法,特别是投影法,它适用于任意形状的单值曲面,... 本文提出了两种边界元网格自动剖分新方法:表面展开法和投影法;介绍了一种通用三维边界元三角形网格自动剖分软件 MESHBEM。实践表明,表面展开法和投影法是边界元网格自动剖分的两种有效算法,特别是投影法,它适用于任意形状的单值曲面,并能得到较理想的剖分网格。MESHBEM 是一种性能较强的边界元软件包前处理程序。 展开更多
关键词 边界元 三维 网格剖分 软件设计
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应用互补变分原理计算大型变压器的短路电抗——兼论恒定磁场的T-Ω方法
9
作者 袁建生 陈遒忠 +2 位作者 李文平 崔翔 邵汉光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第5期1-8,共8页
本文首次应用互补变分原理的上下界方法高精度计算了大型变压器的短路电抗。并改进了恒定磁场的T-Ω方法,讨论了多介质场域复杂问题中T和Ω的选取、介质交界面及场域外边界面上边界条件的处理方法,以克服用互补Lagrange泛函求解短路电... 本文首次应用互补变分原理的上下界方法高精度计算了大型变压器的短路电抗。并改进了恒定磁场的T-Ω方法,讨论了多介质场域复杂问题中T和Ω的选取、介质交界面及场域外边界面上边界条件的处理方法,以克服用互补Lagrange泛函求解短路电抗上界的困难。对五种类型的大型变压器的短路电抗进行了计算,其计算值与实测值比较,相对误差在2％左右。 展开更多
关键词 变压器 短路电抗 计算
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自适应有限元软件技术与电场计算
10
作者 袁建生 宗伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期10-12,共3页
介绍了自适应有限元软件技术和几种误差判据方法。该技术是一种智能化软件技术，靠软件自身根据场域中的场量分布细分有限元网络，可大大提高有限元软件的计算精度，增强软件的自动化程度。
关键词 电场计算 有限元法 自适应软件 加速器
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统一边界积分方程和统一边界元方程
11
作者 袁建生 谢羲 邵汉光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第2期10-24,共15页
利用泛函分析和广义正则方程得到一个统一算子方程,能够描述几乎一切物理学科的所有边值问题。例如电动力学、固体力学、流体力学、热力学等物理学科的边值问题。从该统一算子方程得到一个统一边界积分方程。对该积分方程进行离散得到... 利用泛函分析和广义正则方程得到一个统一算子方程,能够描述几乎一切物理学科的所有边值问题。例如电动力学、固体力学、流体力学、热力学等物理学科的边值问题。从该统一算子方程得到一个统一边界积分方程。对该积分方程进行离散得到一个统一边界元方程。统一边界积分方程和统一边界元方程能够代表几乎一切物理学科中所有边值问题的边界积分方程和边界元方程。统一方程理论是系统地研究边界元理论以及利用边界元分析各种物理系统的强有力工具,是开发数值计算专家系统不可缺少的理论基础。本文附录给出了电动力学、固体力学、流体力学和热力学中一些边值问题的详细实例,用以具体说明统一理论的广泛适用性。 展开更多
关键词 边界积分方程 边界元方程 电磁场
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±800kV特高压直流线路采用5分裂导线的电磁环境特性分析 被引量：33
12
作者 施春华 朱普轩 +2 位作者 蒋剑 邹军 袁建生 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期666-671,共6页
为了提高特高压直流输电线路的输送容量、优化线路周围的电磁环境、压缩输电线路走廊宽度,一般采用分裂导线。采用逐次镜像法、有限元、BPA和CISPR的经验公式等方法计算5×LGJ-1120/50和6×LGJ-900/40导线方案的导线表面电场强... 为了提高特高压直流输电线路的输送容量、优化线路周围的电磁环境、压缩输电线路走廊宽度,一般采用分裂导线。采用逐次镜像法、有限元、BPA和CISPR的经验公式等方法计算5×LGJ-1120/50和6×LGJ-900/40导线方案的导线表面电场强度、地面离子流密度、可听噪声以及无线电干扰等电磁环境与电气参数,并计算电阻损耗和输电线路年费用以比较5×LGJ-1120/50和6×LGJ-900/40两种导线方案的优缺点。计算结果表明:在导线总截面大致相当的情况下,两种导线方案均能满足电磁环境限值要求,同时5×LGJ-1120/50导线方案的电阻损耗和年费用更小,其在输电线路建设投资以及运行成本等方面具有较强经济优势。 展开更多
关键词 特高压直流 电磁环境 合成场强 离子流密度 可听噪声 无线电干扰 分裂导线 电晕损耗 电阻损耗
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统一广义双侧消去法与架空线路-地下电缆混合输电系统故障电流分布的计算 被引量：30
13
作者 邹军 袁建生 +1 位作者 周宇坤 马信山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期112-115,共4页
为了计算架空线路-地下电缆混合输电系统故障电流的分布,提出了基于线路边界的统一广义双侧消去法。根据线路边界的特点,将混合输电系统划分成若干区间,每个区间内电力线路具有相同的电气结构;在每个区间内应用广义双侧消去法得到线路... 为了计算架空线路-地下电缆混合输电系统故障电流的分布,提出了基于线路边界的统一广义双侧消去法。根据线路边界的特点,将混合输电系统划分成若干区间,每个区间内电力线路具有相同的电气结构;在每个区间内应用广义双侧消去法得到线路电流和边界电流之间的关系;在线路边界处根据电流连续条件列写网络方程,解得整个输电系统电流分布。与常规的广义双侧消去法相比,该文的进展在于:①借助线路边界概念,可分析具有不同电气结构互联的线路系统,同时,故障点的数目和故障形式可以任意;②阐明了统一广义双侧消去法的数学本质是块三对角阵的“追赶法”,给出了广义双侧消去法递推过程的数学解释。数值计算结果证明了该文方法的正确性,该文方法为电力线路电磁环境的分析奠定了基础。 展开更多
关键词 统一广义双侧消去法 架空线路 地下电缆 混合输电系统 故障电流分布 计算
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变电站接地网模拟计算 被引量：118
14
作者 李中新 袁建生 张丽萍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期76-79,共4页
基于复镜象法提出了一种模拟计算变电站接地网的方法，该方法适用于多层大地模型中任意结构接地网的模拟。对于多层媒质模型，若利用经典镜象法求解，则需要设置无穷多个镜象来模拟边界及分层特性；而利用复镜象法，则只需几个镜象即可... 基于复镜象法提出了一种模拟计算变电站接地网的方法，该方法适用于多层大地模型中任意结构接地网的模拟。对于多层媒质模型，若利用经典镜象法求解，则需要设置无穷多个镜象来模拟边界及分层特性；而利用复镜象法，则只需几个镜象即可。复镜象法中镜象的大小和位置一般为复数。复镜象法的计算效率和计算精度远远高于经典镜象法。文中给出了多层大地模型中复镜象法的格林函数和接地网的数值计算技术。基于所介绍的方法开发了变电站接地系统模拟计算软件，并应用该软件分析计算了几种实际接地网系统，得到了满意的结果。 展开更多
关键词 接地电阻 计算 变电站 接地网 复镜象法
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高压电力线路工频电场对人体影响的分析 被引量：25
15
作者 刘元庆 邹军 +3 位作者 张波 袁建生 武臻 野光明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期35-36,55,共3页
采用有限元软件ANSYS计算分析了高压电力线路静电场对人体的影响。比较了 3种不同人体模型在高电场强度下的场强、电场增强因子、电流密度和感应电流等参数 ,虽然不同人体模型的计算结果不同 ,但模型间存在着一些规律性的结论。此外 ,... 采用有限元软件ANSYS计算分析了高压电力线路静电场对人体的影响。比较了 3种不同人体模型在高电场强度下的场强、电场增强因子、电流密度和感应电流等参数 ,虽然不同人体模型的计算结果不同 ,但模型间存在着一些规律性的结论。此外 ,给出了一个非常简单的人体模型 ,计算证明该模型简化合理 ,可用于分析高压电力线路静电感应效应。 展开更多
关键词 高压送电线 有限元 增强因子 感应电流
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多级电磁感应线圈炮的级间耦合特性 被引量：22
16
作者 向红军 赵科义 +1 位作者 李治源 袁建生 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1084-1089,共6页
多级电磁感应线圈炮在发射过程中,前面各级驱动线圈放电产生的磁场和电枢自身感应电流产生的磁场都会耦合进入下一级驱动线圈,对驱动线圈的加速性能产生影响。基于多级感应线圈炮等效电路模型,建立了带有续流二极管的多级感应线圈炮数... 多级电磁感应线圈炮在发射过程中,前面各级驱动线圈放电产生的磁场和电枢自身感应电流产生的磁场都会耦合进入下一级驱动线圈,对驱动线圈的加速性能产生影响。基于多级感应线圈炮等效电路模型,建立了带有续流二极管的多级感应线圈炮数学模型,得到了其推力方程和运动方程。基于电磁感应定律,分析了2种耦合因素作用时下一级驱动线圈中感应电动势和感应电流的变化。基于场路耦合,对多级感应线圈炮进行了仿真,得到了不同情况下的耦合特性。研究结果表明:多级线圈发射中存在耦合效应;根据耦合磁通的不同,后面各级驱动线圈上会产生正向或反向串联的电动势;正向串联电动势有利于线圈炮的加速。 展开更多
关键词 电磁线圈炮 电磁力 耦合 磁通 电动势 感应电流
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高压直流双回输电线路合成电场与离子流的计算 被引量：38
17
作者 田冀焕 邹军 +1 位作者 刘杰 袁建生 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期61-65,70,共6页
高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此,文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算,分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响... 高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此,文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算,分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响。结果表明,两回线路上下排布方式的地表合成场强与离子流密度较小;在相同导线尺寸与同等架设高度下,合理排布的双回线路的地表场强与离子流远小于单回线路,且双回线间距越小地表场强与离子流越小;同塔双回线路的电磁环境要优于单回线路。 展开更多
关键词 高压直流(HVDC) 双回输电线路 合成场强 离子流
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复杂地形情况下高压交流输电线路电磁环境特性分析 被引量：24
18
作者 周宏威 左鹏 +1 位作者 邹军 袁建生 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期164-169,共6页
为研究复杂地形高压交流输电线路电磁环境,基于镜像法的思想,提出改进格林函数的模拟电荷法。给出该方法的理论框架和实施步骤,并进行验证;分析不同角度斜坡,不同高度特高压交流输电线路的电磁环境特性。分析结果表明:斜坡对输电线路的... 为研究复杂地形高压交流输电线路电磁环境,基于镜像法的思想,提出改进格林函数的模拟电荷法。给出该方法的理论框架和实施步骤,并进行验证;分析不同角度斜坡,不同高度特高压交流输电线路的电磁环境特性。分析结果表明:斜坡对输电线路的工频电场影响较明显,其影响是先减小后增加;斜坡对输电线路的可听噪声和无线电干扰的影响不明显。由该方法建模所得结果,可为高压交流输电线路在复杂地形架设时,线路设计和电磁环境分析提供参考。 展开更多
关键词 特高压输电线路 复杂地形 模拟电荷法 电磁环境
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采用有限差分求解高压直流输电线路空间离子流场的新方法 被引量：24
19
作者 乔骥 邹军 +1 位作者 袁建生 李本良 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期85-91,共7页
针对高压/特高压直流输电线路空间离子流场及合成电场进行计算,基于P.Sarma Maruvada等人提出的沿电力线弧长坐标求解空间离子浓度的模型,建立变系数微分方程组及其边界条件。对于微分方程组的求解,提出采用有限差分方法,将原微分方程... 针对高压/特高压直流输电线路空间离子流场及合成电场进行计算,基于P.Sarma Maruvada等人提出的沿电力线弧长坐标求解空间离子浓度的模型,建立变系数微分方程组及其边界条件。对于微分方程组的求解,提出采用有限差分方法,将原微分方程组转化为非线性代数方程组进行求解。该方法降低了方程求解难度,提高了计算速度,并适用于单极性和双极性空间离子流场的求解。 展开更多
关键词 高压直流输电线路 空间离子流场 合成电场 有限差分
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不等间距布置导体的接地网优化设计 被引量：24
20
作者 左鹏 魏冲 +1 位作者 邹军 袁建生 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2315-2320,共6页
为达到降低接地网的最大接触电压之目的,研究了接地体数量在一定条件下的接地网最优布置方式。通过分析接地网导体最优分布时相邻导体间距占整个接地网边长的百分比,提出了按照高斯函数分布方式布置接地网导体的方法,即从接地网的边角... 为达到降低接地网的最大接触电压之目的,研究了接地体数量在一定条件下的接地网最优布置方式。通过分析接地网导体最优分布时相邻导体间距占整个接地网边长的百分比,提出了按照高斯函数分布方式布置接地网导体的方法,即从接地网的边角网孔到中心网孔,相邻接地体间距占边长的百分数按照高斯函数分布。与按照指数方式分布的导体不等间距接地网相比,最大接触电压可降低约10%。采用该研究提出的方法,可以在使用较少数量接地体的条件下设计出满足接触电压要求的接地网。按照高斯函数布置接地网的方法是在土壤均匀分布的条件下得到,接地网在多层土壤中的最优布置方式可以按照类似该研究的分析方法得到。 展开更多
关键词 接地网 不等间距 接触电压 接地电阻 高斯函数 数值计算
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