高频电场分布计算技术:考虑介电常数时间特性
2025-02-07 14:06
No.1337424246665912320
技术概要
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本技术领域涉及一种高频电场分布计算方法及相应设备,特别考虑了介电常数的时间特性。该方法通过连续小波变换处理激励信号,以获取激励信号的小波量图,进而实现高频电场分布的精确计算。
背景技术
电介质的带电物质会在电场作用下产生应变,会在电介质的端面产生与电极极性相反的电荷,这种现象叫做电介质极化,介电常数用于描述物质在电场作用下电极化的能力,即介电极化的强度和电场的关系。各类电介质的介电常数数值不尽相同,同时介电常数与温度、电源频率的关系也不一致。这是因为不同材料的微观极化种类不完全相同。常见的极化种类包括了电子式极化、离子式极化和偶极子极化,同时还有夹层极化与空间极化等等。其中,偶极子极化是非弹性的,所需的时间也较长,因此极性电介质的相对介电常数与电源频率关系很大,当频率较高时,偶极子来不及转动,其相对介电常数会减小。 在电力系统运行中,设备会遭受各种的电压冲击,包括雷电冲击电压,快速暂态过电压等等,这些电压波形的等效频率高达几兆甚至几十兆赫兹,在此频率范围内,就需要考虑介电常数随着时间的变化关系。通常来说,随着电源频率的升高,介电常数会随之减小。传统电磁仿真中往往忽略了材料内部转向极化建立时间,按照介电常数恒定进行计算,但是在雷电冲击电压下或者VFTO电压作用下不可以直接忽略材料的极化建立时间,容易导致计算电场无法反应真实的电场强度与分布;同时对于非周期性电源信号,缺乏有效的分解手段,往往采用傅里叶近似替代实际频率,也导致电场仿真时造成计算误差,无法真实反映实际情况。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
张民  马飞越  蔡旭  牛勃  邓军波  赵景禹  蒋棹骏  张建国  倪辉  孙尚鹏
技术所属: 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院  国网宁夏电力有限公司  西安交通大学
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