强激光与粒子束
2023, 35(2): 023005
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075004
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123011
强激光与粒子束
2020, 32(10): 105002
强激光与粒子束
2020, 32(5): 059001
西安交通大学 电气工程学院, 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 瞬态电磁环境与应用国家级国际联合研究中心, 西安 710049
设计了一种差分开关振荡器,能够产生中心频率300 MHz的差分衰减振荡信号,并研制了基于差分开关振荡器和螺旋天线的辐射系统。首先将相同中心频率的差分开关振荡器与单端开关振荡器对比,表明差分开关振荡器的耐压和输出电压是单端开关振荡器的两倍;然后介绍了差分开关振荡器的设计方案,对其阻抗特性和静电场分布进行了分析,仿真了其瞬态工作过程;之后根据差分开关振荡器的输出形式,研制了一种差分注入的螺旋天线,作为系统的辐射天线;最后介绍了该差分型辐射系统在不同辐射距离,不同充气气压下的实验结果,并与单端型辐射系统进行了对比。结果表明,该辐射系统能够产生中心频率300 MHz,百分比带宽约20%的高功率宽带电磁脉冲,最大辐射场强约18 kV/m,有效电势约110 kV,场强与单端型辐射系统相比近似提高了1倍。
高功率宽带电磁脉冲 差分开关振荡器 差分螺旋天线 高场强 high power mesoband EMP differential switched oscillator differential helical antenna high electric field intensity 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070008
1 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
2 全球能源互联网研究院有限公司, 北京 102200
3 国网江苏省电气有限公司信息通信分公司, 南京 210024
随着电网智能化和整体规模的提高,现代电力系统越来越容易受到高空电磁脉冲的威胁,一旦关键环节故障将有可能导致连锁反应,造成大面积停电。而针对不同的电力设备,其效应模式和威胁等级也有所不同,需要进行分类和分级研究。根据电力设备在电磁脉冲作用下的不同效应模式,将其分为SCADA系统与继电保护设备,变压器、互感器等线圈类设备,线路与设备避雷器与其他设备,并分析了其效应机理。然后考虑高空电磁脉冲威胁下电力设备存在多种效应等级,介绍了不同效应分类方法以及多等级效应评估模型。最后综合考虑易损性和重要性以及系统间的级联影响,分别梳理总结了在E1和E3作用下电力系统的故障链模式。
电力设备 高空电磁脉冲 效应模式 多等级分类 electric equipment electromagnetic pulse effect model multistate classification 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070007
1 俄罗斯科学院 联合高温研究所, 莫斯科 125412
2 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
在系统运行与不运行状态下,线路绝缘子因高压脉冲而产生闪络和损伤现象的研究结果显示,脉冲干扰和系统工作电压的共同作用将对电力系统带来灾难性的威胁。而在电力系统中,高压变压器是非常重要并且昂贵的设备。本文给出了一些针对变压器在脉冲干扰和系统工作电压共同作用时的试验方法。
脉冲干扰 工作电压 联合作用 高压变压器 pulse disturbance operating voltage joint action high-voltage transformers 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070006
针对瞬态电磁场辐照多导体电缆问题,首先介绍了一种用于计算架空及埋地线缆瞬态响应的高效时域宏模型。该模型基于传输线理论,利用广义特征线法和SPICE求解器中集成的模拟行为建模库,在时域内实现建模过程中涉及的频率相关参数和卷积计算。该方法适用性广泛,可同时用于架空及埋地线缆的场线耦合建模仿真;与现有时域有限差分法相比,不需要对时间和空间进行离散,以及对频率相关参数进行矢量匹配或数值逆傅里叶变换,因此可简化建模步骤,提高建模及仿真计算的效率;该宏模型计算效率不受线缆长度限制,适用于研究多导体长距离线缆。其次,在时域和频域分别研究了高空电磁脉冲(HEMP)的环境及特点。最后,利用算例验证了所提宏模型计算架空及埋地线缆响应的有效性,并利用该方法分别研究了架空地线对三相输电线路瞬态响应的影响以及埋地电力电缆金属护套在端接线性及非线性保护器件时对HEMP的瞬态响应。结果表明,宏模型法可在时域内高效地计算入射场耦合架空输电线及埋地电力电缆的瞬态响应,特别是对于带有非线性器件的长多导体线缆。
时域宏模型 模拟行为建模 架空及埋地线缆 高空电磁脉冲 瞬态响应 time-domain macromodel analog behavioral modeling overhead and buried lines high altitude electromagnetic pulse transient responses 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070003
西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 瞬态电磁环境与应用国际联合研究中心, 西安 710049
高空电磁脉冲的早期分量幅值高、频谱宽、分布范围广,是高空核爆的电磁效应的重要组成部分。分析了国内外高空电磁脉冲早期分量仿真计算法的研究进展,并选取基于高频近似并考虑电子与电磁场自洽作用的EXEMP算法进行详细介绍,通过数值计算结果总结了高空电磁脉冲的时域波形和空间分布随场源当量、爆高等参数变化的规律,与IEC标准约定的波形时域和空间特征一致。针对HEMP计算中部分参数的不确定性,分析参数取值偏差和波动对电磁脉冲计算结果的影响,使用多项式混沌方法联合Sobol全局敏感度指标对其进行不确定量化,得到电磁脉冲关键值可能分布的上下界、分布的概率密度等信息,分析各参数在特定取值范围内对电磁脉冲特征参数的影响及联合影响。
高空电磁脉冲 电磁场计算 不确定性 不确定量化 HEMP electromagnetic simulation uncertainty uncertainty quantification 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070002