薛 亮, 张 赫, 朱岳岳

(1.上海电力大学, 上海 200090; 2.中铁丰桥桥梁有限公司, 北京 100070)

作为工业生活中的主要生产力,电气设备的运行状态检测、故障判断及维护已成为理论与实践中的重要研究课题。电气设备在传输电缆方面的在线检测研究历史悠久,目前已经投入运行的电缆在线监测系统大多基于传感器[1-2]。清华大学张晓明[3]进行了暂态电场测试传感器的研制,设计研发了暂态电场传感器探头系统,并利用电磁脉冲模拟器装置进行了相关的时域和频域测试。相关的暂态仿真可为绝缘介质的选材、运行状态、故障判断和维护提供必要参考[4-5]。靳希等人[6]针对电力系统机电暂态仿真软件的研究,将电压稳定分析与电磁暂态分析相结合。戚滢滢和张永健[7]对暂态稳定临界切除时间的计算及其在继电保护中的应用进行了研究,为暂态电场总能量的研究提供了启发。由于电磁暂态模式是建立在解微分方程基础上的,求解速度较慢,适用描述的系统也相对较小,因此,这种模式一般不适用于对大型电力系统的研究[8]。本文基于Maxwell暂态电场仿真系统设计脉冲发生电路,搭建了多种暂态电场模型及仿真环境。仿真暂态电场中各电场参数的数值以及变化规律,可为实际工作中电场设备的选材、故障检测、判断和维护提供参考。

1 仿真模型的搭建

本文选用了平行平板、球体以及圆柱体3种模型作为暂态电场发生装置,仿真计算的求解域分别为seawater(海水),glass(玻璃),silicon(硅),diamond(钻石)。……