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基于有限元法和模拟电荷法的高压输电线路工频电场研究
1
作者 何大海 袁春元 孙成贤 《现代工程科技》 2024年第12期25-28,共4页
为更好地研究高压输电线路工频电场效应在不同气象条件下的变化规律,运用有限元法和模拟电荷法,结合高压输电线下工频电场相关理论知识,在高压输电线路下,分析车辆对人体的电击效应。首先,对人体的暂态电击电流峰值、暂态放电能量和稳... 为更好地研究高压输电线路工频电场效应在不同气象条件下的变化规律,运用有限元法和模拟电荷法,结合高压输电线下工频电场相关理论知识,在高压输电线路下,分析车辆对人体的电击效应。首先,对人体的暂态电击电流峰值、暂态放电能量和稳态电击电流进行精确计算。其次,应用有限元法,仿真和分析小型车对人体所产生的暂态电击电流峰值以及暂态放电能量,并比较最终仿真结果。结果表明:理论计算值与仿真分析值之间存在10%左右的误差,当人所处的电场强度为5~10kV/m,且接触小型车时,由于该场强没有超出人体的疼痛阈值,人体仅仅出现触电感觉,不会危及人体生命安全。高压输电线路工频电场场强低于人体疼痛阈值,安全可靠,并不会对人体造成生命危险。该研究成果能够为相关人员提供有益的借鉴和参考。 展开更多
关键词 有限元法 模拟电荷法 高压输电线路 工频电场
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粒子群优化模拟电荷法在HGIS工频电场计算中的应用 被引量：2
2
作者 李永明 汪小莞 +2 位作者 杨勃 于金刚 徐禄文 《电测与仪表》 北大核心 2023年第1期139-145,共7页
近年来,复合型气体绝缘组合开关设备(HGIS)以其造价适中、占地面积小、运行安全可靠等优点,在我国超高压变电站的建设中得到越来越多的应用。研究分析HGIS配电装置区的工频电场分布规律,对智能变电站的设计与建设、电磁环境评估以及消... 近年来,复合型气体绝缘组合开关设备(HGIS)以其造价适中、占地面积小、运行安全可靠等优点,在我国超高压变电站的建设中得到越来越多的应用。研究分析HGIS配电装置区的工频电场分布规律,对智能变电站的设计与建设、电磁环境评估以及消除民众对电磁辐射问题的不必要担忧等方面具有重要意义。鉴于传统模拟电荷法(CSM)布点和校验环节过于繁琐,难以应对复杂场景。提出将粒子群优化算法(PSO)和传统模拟电荷法结合,形成粒子群优化模拟电荷法(PSO-CSM)。并将其应用到500 kV HGIS配电装置区工频电场的计算中,研究分析配电装置区内各主要设备对工频电场的影响以及整个配电装置区工频电场的分布状况,并提出变电站工频电场防护的相关建议和改进措施。 展开更多
关键词 HGIS 模拟电荷法 粒子群优化法 工频电场 简化模型
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基于模拟电荷法对500 kV输电线路跨越民房时导线高度的计算 被引量：29
3
作者 谢辉春 张建功 +3 位作者 张小武 张广洲 邬雄 万保权 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期34-37,共4页
500 kV输电线路跨越民房时,民房处电场畸变成为制约输电线路对地高度的重要因素。文章采用模拟电荷法计算了不同排列方式的500 kV输电线路跨越不同高度民房时的电场,给出了满足4 kV/m控制限值的导线对地最低高度。结果表明,不同塔型下... 500 kV输电线路跨越民房时,民房处电场畸变成为制约输电线路对地高度的重要因素。文章采用模拟电荷法计算了不同排列方式的500 kV输电线路跨越不同高度民房时的电场,给出了满足4 kV/m控制限值的导线对地最低高度。结果表明,不同塔型下导线对地最低高度的变化与楼层高度的变化基本一致。上述结果为线路设计和了解输电线路跨越民房时的电场分布提供了参考数据。 展开更多
关键词 500KV输电线路 模拟电荷法(CSM) 畸变电场 民房 导线高度
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基于3D模拟电荷法的变电站工频电场计算 被引量：14
4
作者 杜志叶 干喆渊 +3 位作者 阮江军 阮祥勇 文武 杜卫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2587-2593,共7页
高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法(charge simulation method,CSM)对某变电站户外区域离地1.5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分... 高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法(charge simulation method,CSM)对某变电站户外区域离地1.5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分布。采用ANSYS前、后处理模块实现实体建模和计算云图的3D渲染;通过对一条1000kV特高压输电线路走廊内工频电场的计算,验证了3DCSM方法的正确性。对一个实际的110kV变电站的工频电场进行建模仿真,电场强度的数值分布规律同理论分析基本符合;在工作走廊上计算值同实测结果变化趋势一致,在电气设备不太密集的区域,计算值与实测值之间误差<10%。该方法可以用来求解大模型开域场问题。 展开更多
关键词 3D模拟电荷法(CSM) 前处理 变电站 工作走廊 工频电场 线电荷单元
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基于模拟电荷法的变电站工频电场仿真分析 被引量：12
5
作者 徐禄文 罗鹏 +2 位作者 邹岸新 李永明 付志红 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第7期27-31,共5页
随着供电需求的增大,超高压变电站越来越接近公众活动区域,变电站站内的电场分布情况也显得越来越重要。本文提出改进的模拟电荷法,推导了带电体周围的工频电场计算公式。通过对500k V变电站进行模型建立及简化,编程计算出站内离地1.5m... 随着供电需求的增大,超高压变电站越来越接近公众活动区域,变电站站内的电场分布情况也显得越来越重要。本文提出改进的模拟电荷法,推导了带电体周围的工频电场计算公式。通过对500k V变电站进行模型建立及简化,编程计算出站内离地1.5m处的工频电场强度;采用CDEGS软件对重庆某500k V变电站进行仿真计算,将仿真结果和实测值与本文算法的计算结果进行对比,验证了本文算法的正确性与有效性。最后选取该变电站内三条路径,计算分析该处工频电场强度的分布情况,为深入研究变电站的工频电场分布提供参考。 展开更多
关键词 变电站 工频电场 模拟电荷法 仿真分析 CDEGS
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采用优化模拟电荷法的三维电场计算 被引量：20
6
作者 刘晓明 王尔智 +1 位作者 曹云东 洪福贤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期14-17,55,共5页
主要研究了采用遗传算法(GA)与模拟电荷法(CSM)相结合进行电器三维电场的数值计算，在对传统CSM方法深入研究及分析的基础上，采用GA作为优化方法对模拟电荷量及其几何位置进行优化求解，达到以较少的模拟电荷进行较高精度三维电场的数... 主要研究了采用遗传算法(GA)与模拟电荷法(CSM)相结合进行电器三维电场的数值计算，在对传统CSM方法深入研究及分析的基础上，采用GA作为优化方法对模拟电荷量及其几何位置进行优化求解，达到以较少的模拟电荷进行较高精度三维电场的数值求解，并运用此原理对球-板电极、球棒-板电极结构及冲击发生器的三维电场进行实例计算，证实其可行性及实用性。 展开更多
关键词 遗传算法 模拟电荷法 电场 数值分析
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采用响应面法-几何特征模拟电荷法的电场数值求解及精度验证 被引量：11
7
作者 吴其 刘晓明 +1 位作者 邹积岩 杨田 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2060-2066,共7页
为解决模拟电荷法（charge simulation method,CSM）前处理调整工作烦冗的不足,提升高压电器电场数值计算的精度和效率,提出采用响应面法（response surface methodology,RSM）和几何特征模拟电荷法（geometric feature charge simulati... 为解决模拟电荷法（charge simulation method,CSM）前处理调整工作烦冗的不足,提升高压电器电场数值计算的精度和效率,提出采用响应面法（response surface methodology,RSM）和几何特征模拟电荷法（geometric feature charge simulation method,GFCSM）相结合的方法对高压电器进行电场数值计算。以典型电极、40.5 kV真空断路器灭弧室（vacuum interrupter,VI）和550 kV SF6断路器灭弧室作为研究对象,应用RSM-GFCSM方法求出整个场域的电场分布,研究结果表明：对球/球典型电极进行电场数值求解时,采用RSM-GFCSM方法计算所得的电场强度最大值为4.32 V/cm,同CSM相比更接近理论值;采用CSM和RSM-GFCSM方法对真空和六氟化硫断路器灭弧室分别进行电场数值求解时,通过比对电场计算误差值可以看出,RSM-GFCSM计算精度高,计算工作量小,为多重介质、复杂电器结构开域电场数值仿真模拟提供了新方法。 展开更多
关键词 几何特征模拟电荷法 真空灭弧室 SF6断路器灭弧室 电场 响应面法
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应用模拟电荷法在线检测劣质绝缘子的研究 被引量：8
8
作者 杨帆 何为 +1 位作者 姚德贵 李家祥 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期24-25,42,共3页
根据输电线路绝缘子串的标准电压分布采用模拟电荷法计算绝缘子附近的标准电场分布 ,再依次算出绝缘子串内有一片劣质绝缘子在不同位置时的电场分布情况并求出两次电场分布的差值。由现场实测电场值与标准值比较所得差值曲线即可判别是... 根据输电线路绝缘子串的标准电压分布采用模拟电荷法计算绝缘子附近的标准电场分布 ,再依次算出绝缘子串内有一片劣质绝缘子在不同位置时的电场分布情况并求出两次电场分布的差值。由现场实测电场值与标准值比较所得差值曲线即可判别是否存在劣质绝缘子。 展开更多
关键词 输电线路 模拟电荷法 在线检测 劣质绝缘子 绝缘子串
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模拟电荷法计算特高压架空线路3维工频电场 被引量：92
9
作者 彭迎 阮江军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期69-73,77,共6页
为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计... 为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计算线电荷单元的电位系数,并叠加得到总体电位系数矩阵,从而可解得各节点的线电荷),然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场。结果表明,地面上1m处平面内场强分布受弧垂影响很大,3维模型比2维模型更全面、准确地反映了这种不均匀分布状况;各相导线表面场强最大值在杆塔附近均有微弱变化,但并不显著;地面上1m处场强在杆塔附近增大,但在远离杆塔的区域基本不受杆塔影响。 展开更多
关键词 模拟电荷法(CSM) 线电荷单元 特高压架空线 3维工频电场计算 悬链线
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用模拟电荷法求解高压输电线附近电磁场 被引量：41
10
作者 杨文翰 吕英华 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期47-50,55,共5页
高压输电线路工作时,导线上的电荷将在空间产生电场,电场能在人和物体上感应出电压,它对周围环境的影响表现在由静电感应产生的电击。文章首先介绍了模拟电荷法的基本原理及其适用场合,然后研究了利用模拟电荷法分析高压线附近放有物体... 高压输电线路工作时,导线上的电荷将在空间产生电场,电场能在人和物体上感应出电压,它对周围环境的影响表现在由静电感应产生的电击。文章首先介绍了模拟电荷法的基本原理及其适用场合,然后研究了利用模拟电荷法分析高压线附近放有物体时的电场,以及物体感应的电压,分析了物体通过人体放电的过程,计算了流过人体的感应电流,估计了高压线对人体的电击影响。 展开更多
关键词 高压输电 模拟电荷法 感应电压 静电放电
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基于模拟电荷法的绝缘子电场非接触式测量法 被引量：10
11
作者 杨帆 李家祥 +1 位作者 姚德贵 何为 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第15期95-99,共5页
根据模拟电荷法的基本原理和绝缘子片的实际形状,采用环线形离散模拟电荷等效分布在绝缘子表面的束缚电荷,使模拟电荷产生的空间场的边界条件满足绝缘子的束缚电荷产生的空间场。测量绝缘子串附近一定距离范围内的几点(对于110 kV,可只... 根据模拟电荷法的基本原理和绝缘子片的实际形状,采用环线形离散模拟电荷等效分布在绝缘子表面的束缚电荷,使模拟电荷产生的空间场的边界条件满足绝缘子的束缚电荷产生的空间场。测量绝缘子串附近一定距离范围内的几点(对于110 kV,可只测量3点)的电场强度,根据测量点的实际电场强度和采用模拟电荷法建立的等效模型,结合一定的搜索方法,可计算出绝缘子串的实际分布电压值。将绝缘子串的实际电压分布值与国家标准给定的电压分布值相比较,可判断出有无劣质绝缘子片及其位置,从而完成绝缘子的预防性检测,避免电力事故发生。与目前国内的电场测量法相比,这种方法采用程序计算来代替部分测量工作,可以带电检测,测量点少,操作方便,实现了一定距离的非接触式测量,避免测量装置直接与高压绝缘子接触,降低了操作的危险性。 展开更多
关键词 劣质绝缘子 模拟电荷法 遍历 在线监测
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基于模拟电荷法的微间隙场增强因子研究 被引量：7
12
作者 钟久明 刘树林 +2 位作者 王玉婷 韩长端 刘锦涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1003-1008,共6页
运动电极下的微间隙是国际电工委员会推荐安全火花试验装置(IEC-STA)短路火花放电体系的核心组成部分,也是研究装置短路放电特性、揭示短路放电机理的关键性难点.为研究其短路放电特性,运用扫描电镜对其电极进行了扫描分析,重构了最危... 运动电极下的微间隙是国际电工委员会推荐安全火花试验装置(IEC-STA)短路火花放电体系的核心组成部分,也是研究装置短路放电特性、揭示短路放电机理的关键性难点.为研究其短路放电特性,运用扫描电镜对其电极进行了扫描分析,重构了最危险打火情形下的电极表面形貌模型.基于模拟电荷法建立了阴极表面场强的数学模型,并对传统模拟电荷法进行了改进,给出了其参数设置、算法流程及病态矩阵处理方法,并对场增强因子进行了数值计算.数值计算结果表明,对于给定的微凸起高度,场增强因子与微凸起密度并不成简单的单调关系,而是存在使场增强因子最大的微凸起密度;对于给定的微凸起密度,在电极间距较大的情况下,场增强因子随间距成单调递减关系,反之,则随间距的减小而增大.数值计算结果为IEC-STA短路放电特性研究奠定了基础. 展开更多
关键词 微间隙 IEC安全火花试验装置 短路放电 模拟电荷法 场增强因子
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计算染污绝缘子沿面电场分布的部分优化模拟电荷法 被引量：4
13
作者 顾乐观 张建辉 孙才新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第S1期65-71,共7页
本文以复数模拟电荷法和优化模拟电荷法基本原理为基础,提出了计算染污绝缘子表面电场分布的部分优化模拟电荷法,将电场计算及优化技术引入了污闪机理的研究中。
关键词 模拟电荷法 电场 污秽 绝缘子
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计算高压电场的模拟电荷法 被引量：4
14
作者 周黎明 张乔根 邱毓昌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 1996年第6期35-39,共5页
综合分析了影响模拟电荷法(CSM)计算精度的主要因素,介绍了几种改进CSM。
关键词 高压电场 模拟电荷法 计算
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一种新的求解ULSI双介质互连电容的模拟电荷法 被引量：2
15
作者 朱兆旻 肖夏 +2 位作者 阮刚 宋任儒 刘勇 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期208-213,共6页
论述了一种模拟电荷法与镜像格林函数法相结合 ,对模拟电荷用 DFP法进行最优设置的提取双介质 UL SI互连电容参数的基本算法 ,并与其它互连电容模拟软件模拟的结果进行了比较 ,相对偏差小于 10 % 。
关键词 格林函数法 模拟电荷法 双介质互连电容 ULSI 集成电路
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基于MATLAB语言的静电场模拟电荷法分析 被引量：7
16
作者 马向国 顾文琪 《电瓷避雷器》 CAS 2005年第3期41-46,共6页
模拟电荷法是一种应用于静电场数值计算的有效方法。笔者应用模拟电荷法对球一板电极电场进行了计算,并用MATLAB语言编制了计算软件。计算结果表明,模拟电荷法原理简单,方法应用简洁,适用于求解各类电极较为规则和介质类别不多的电场问... 模拟电荷法是一种应用于静电场数值计算的有效方法。笔者应用模拟电荷法对球一板电极电场进行了计算,并用MATLAB语言编制了计算软件。计算结果表明,模拟电荷法原理简单,方法应用简洁,适用于求解各类电极较为规则和介质类别不多的电场问题。在实际计算中,应用MATLAB语言编制计算软件,在计算速度、精度以及图形生成上更加具有快捷、方便的特点。 展开更多
关键词 模拟电荷法 静电场 MATL蛆语言
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基于模拟电荷法分析避雷针/线附近电位分布 被引量：3
17
作者 张云峰 王荣珠 浦仕保 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期55-60,共6页
雷暴云下方地面大气电场强度分布是影响雷电走向的重要因素之一,研究雷暴条件下避雷针/线周围电场分布对建筑物防雷具有重要意义。依据模拟电荷法的原理,建立此方法下避雷针/线周围电位分布的数学模型,并利用半径很小的半球面作为针尖... 雷暴云下方地面大气电场强度分布是影响雷电走向的重要因素之一,研究雷暴条件下避雷针/线周围电场分布对建筑物防雷具有重要意义。依据模拟电荷法的原理,建立此方法下避雷针/线周围电位分布的数学模型,并利用半径很小的半球面作为针尖的替代,来解决避雷针尖端"奇点"的问题,通过仿真作出避雷针/线的等电位面簇的图形。分析结果表明避雷针/线附近大气等电位面分布较空间其他地方密集,对应的电场强度较大。 展开更多
关键词 避雷针 等电位面 模拟电荷法
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用模拟电荷法求解无限大地面上封闭空心金属圆筒的电容 被引量：1
18
作者 张狂 王新 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2007年第4期471-475,479,共6页
简述了模拟电荷法的基本原理,并用金属球壳——无限大理想金属地面模型的解析解和金属平板——无限大理想金属地面模型的渐进解,分别验证了模拟电荷法对于求解这类电容问题的正确性,最后用模拟电荷法求解了封闭空心金属圆筒——无限大... 简述了模拟电荷法的基本原理,并用金属球壳——无限大理想金属地面模型的解析解和金属平板——无限大理想金属地面模型的渐进解,分别验证了模拟电荷法对于求解这类电容问题的正确性,最后用模拟电荷法求解了封闭空心金属圆筒——无限大理想金属地面系统的电容,给出了电容随三个参量变化的曲线族,并对曲线族进行了分析。 展开更多
关键词 模拟电荷法 地--电系统 电容
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模拟电荷法中电荷布置方式对电场计算精度的影响 被引量：1
19
作者 张予 张弓达 《中国水运（下半月）》 2014年第3期149-150,共2页
文中通过介绍模拟电荷法计算输电线路电场问题的基本原理和计算步骤,引入了对该方法中模拟电荷点、匹配点、校核点布置方式与计算精度问题的讨论,应用MATLAB计算环境建立了输电线路电场计算实例,在实例中改变电荷点距离和角度,分析了这... 文中通过介绍模拟电荷法计算输电线路电场问题的基本原理和计算步骤,引入了对该方法中模拟电荷点、匹配点、校核点布置方式与计算精度问题的讨论,应用MATLAB计算环境建立了输电线路电场计算实例,在实例中改变电荷点距离和角度,分析了这两种变量与计算精度的关系。结果表明,模拟电荷点间距越小,计算精度越大,电荷与坐标轴夹角对计算精度影响不大。 展开更多
关键词 模拟电荷法 输电线路 计算精度 电场计算
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用模拟电荷法计算单相水阻器中的电流场
20
作者 胡吕平 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第9期174-176,共3页
水阻器在水电站中遇到故障时作为加载电阻。利用模拟电荷法求解单相水电阻中电流场的边值问题;水电阻按照水电厂中实际使用的结构来计算。推导了有关计算公式,通过上机计算与工业试验结果比较,其相对误差在工程容许范围内,是相当准确的... 水阻器在水电站中遇到故障时作为加载电阻。利用模拟电荷法求解单相水电阻中电流场的边值问题;水电阻按照水电厂中实际使用的结构来计算。推导了有关计算公式,通过上机计算与工业试验结果比较,其相对误差在工程容许范围内,是相当准确的,故此方法可用于单相水电阻的系列设计,以供设计者参考。 展开更多
关键词 水阻器 电流场 模拟电荷法
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