【电场】基于模拟电荷法计算输电线路铁塔周围电场分布附matlab代码

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1 内容介绍

为了提高模拟电荷法计算电场的精度并降低其计算复杂度,采用黄金分割法对模拟电荷法进行优化,提出了一种精度高且易实现的模拟电荷设置方法.应用该模拟电荷法计算了直流输电线路导线表面电场,采用"化曲为直"法绘制了电场线轨迹.在此基础上,基于通量线法对比分析了分裂导线表面最大场强在不同取值方法下求解合成电场和离子流密度时带来的计算结果差异.结果表明:此优化模拟电荷法计算电场精度高,并能随导线参数的变化灵活调整模拟电荷的设置;"化曲为直"法绘制电场线轨迹,可避免地面电场水平分量为0时微分方程结果不收敛的问题;用分裂子导线表面最大场强的平均值与其中最大值所得合成电场和离子流密度的最大值分别相差10%和30%以上,前者所得结果与实测值更为吻合.研究结果可为输电线路的设计及运维提供理论参考.

2 仿真代码

function [Line] = getLine(l,Bizai,Yingli,meps,y,H,D,U)

% 此处显示有关此函数的摘要

%   此处显示详细说明

x=0:l/2;

z=(Bizai/1000*x.^2-Bizai/1000*x*l)/2/Yingli;

lastIndex=1;x_start=[];z_start=[];x_end=[];z_end=[];

for a=2:size(x,2)

    k2=(z(a)-z(a-1))/(x(a)-x(a-1));

    k1=(z(lastIndex+1)-z(lastIndex))/(x(lastIndex+1)-x(lastIndex));

    dk=abs(k2-k1);

    if dk>meps;

        x_start=[x_start;x(lastIndex)];

        x_end=[x_end;x(a)];

        z_start=[z_start;z(lastIndex)];

        z_end=[z_end;z(a)];

        lastIndex=a;

    end

end

startX=[-x_start(end:-1:1);x_start];

endX=[-x_end(end:-1:1);x_end];

startZ=[z_start(end:-1:1);z_start];

endZ=[z_end(end:-1:1);z_end];

tempLine=[startX,y*ones(length(startX),1),H+startZ,endX,y*ones(length(startX),1),H+endZ,D/2*ones(length(startX),1)];

Line=[tempLine,sqrt((tempLine(:,6)-tempLine(:,3)).^2+(tempLine(:,5)-tempLine(:,2)).^2+ ...

    (tempLine(:,4)-tempLine(:,1)).^2),ones(size(tempLine,1),1)*U];

end

3 运行结果

4 参考文献

[1]邹岸新, 徐禄文, 伏进,等. 基于模拟电荷法的起伏地面架空输电线路的工频电场计算方法:, 2014.

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