空间电磁脉冲作用下屏蔽电缆的耦合规律研究

论文摘要

随着电力系统电压等级的不断提高,变电站内的电磁干扰问题日益严重。本文基于有限元软件ANSYS,建模分析了多种传输线模型的传输线参数,其中针对地面上方的屏蔽电缆系统提出了一种新的表示其传输线参数的方法,即建立包括芯线、屏蔽层、大地的统一模型,把屏蔽层当作多导体传输线的一根,与芯线一起计算传输线参数。论文运用上述传输线参数结合传输线时域有限差分法(FDTD),对空间电磁脉冲作用下多种传输线模型的耦合响应问题进行了理论仿真分析,同时,利用实验室的电磁脉冲模拟器对外界入射波对传输线的耦合影响进行了实验研究,验证了本文采用方法的正确性和有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 屏蔽电缆参数的计算
• 2.1 引言
• 2.2 运用有限元方法的传输线参数计算
• 2.2.1 计算原理
• 2.2.2 算例
• 2.3 屏蔽电缆参数的有限元计算
• 2.3.1 计算原理
• 2.3.2 算例
• 2.4 小结
• 第三章 传输线时域有限差分法
• 3.1 引言
• 3.2 含集总源均匀传输线系统的时域有限差分求解
• 3.2.1 含集总源的多导体传输线 FDFD 方法迭代公式的推导
• 3.2.2 含集总源的多导体传输线 FDFD 方法边界迭代公式的推导
• 3.2.3 算例
• 3.2.4 二平行传输线模型的串扰响应研究
• 3.2.5 同轴电缆模型的串扰响应研究
• 3.2.6 四芯屏蔽电缆模型的串扰响应研究
• 3.3 含分布源均匀传输线系统的时域有限差分求解
• 3.3.1 含分布源的多导体传输线 FDFD 方法迭代公式的推导
• 3.3.2 算例
• 3.4 小结
• 第四章 电磁脉冲对屏蔽电缆的耦合实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 变电站开关操作瞬态电磁干扰的特点
• 4.3 实验室测量设备介绍
• 4.3.1 室内电磁脉冲模拟器的介绍
• 4.3.2 电流测量系统
• 4.4 实验测量与分析
• 4.5 小结
• 第五章 理论方法与实验测量结果的对比分析
• 5.1 引言
• 5.2 电磁脉冲模拟器下空间场的理论仿真
• 5.3 理论方法与实验测量结果的对比分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文及参加科研情况