1. 研究目的与意义(文献综述)
工程中所遇到的大多数问题是,已知给定区域中电荷分布和边界上的电位或电荷分布求解区域中电位或电场分布,对此类静电场的边界问题的求解可归结为在给定区域中的电荷分布和边界条件下,求解满足边界的泊松方程或拉普拉斯方程。
在静电场中,在每一类边界条件下,泊松方程或拉普拉斯方程必定是唯一的,这成为静电场的唯一性定理。对任意的静电场,当空间各点的电荷分布与整个边界上的边界条件已知时,空间各部分的场就唯一地确定了[8]。
常用的计算电磁场问题的方法主要有两大类,第一类是解析法,第二类是数值法。
2. 研究的基本内容与方案
本次课题主要是研究受限空间中无穷远电场的仿真模拟,无穷远边界与受限空间边界下电场分布之间的差异性,学习受限空间中分区块阻性接地模拟无穷远边界电场的原理,并实现仿真复现,同时应探讨接地电阻对区块电位与电流密度的约束关系,研究出所接电阻值的计算方法。
在本论文中主要采用comsolmultiphysics仿真软件进行仿真模拟, comsol multiphysics 是一款高度集成的大型工程模拟软件,提供几何结构创建、网格剖分、物理过程定义、计算求解、数据可视化及处理等功能,可以直观、形象地展示出物理情境及其电场的分布[4],在本课题中采用该软件可以更加清晰显示出在无穷远边界与在受限空间中边界的电场分布的情况。
在开展课题时,先分别研究在无穷远边界与受限空间边界时电场的分布情况,比较两者差异且记录下来,再在受限空间中存在边界的情况下,探讨在边界存在阻性接地时边界上的电位分布,分析阻性接地时接入受限空间边界上电阻的数量并计算出其相应的电阻值,使在受限空间中边界的电位分布与无穷远边界时的电位分布应相同,得出相应的结论。
3. 研究计划与安排
2020年2月24日至3月08日,完成文献翻译,撰写开题报告;
2020年3月09日至3月22日,研究无穷远电场与受迫空间电场分布差异性,比较二者异同点并记录,撰写阶段性报告;
2020年3月23日至4月5日,学习基于分区块阻性接地的无穷远边界电场模拟原理,对该方法实现复现;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] simulation for transientmoisture distribution and effects on the electric field in stable condition:110 kv oil-immersed insulation paper bushing, wang d, zhou l, yang z, et al. ,ieee access, 2019, 7: 162991-163002.
[2] xlpe绝缘直流电缆终端场强分布的仿真分析, 刘禹, 哈尔滨理工大学, 2019
[3] 官方教学案例:《comsol multiphysics低频电磁场案例汇总》,详见网页http://comsol.com/c/96ud。
