基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法与流程

技术特征：

1.基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)建立坐标；

(2)根据线路参数构建架空线路模型，获得架空线路的电报方程；

(3)拟合测量得到的非均匀水平电场的场强幅值，生成场强幅值与距离x的函数表达式；

(4)代入架空线路的电报方程，获得非均匀波入射下的线缆响应。

2.如权利要求1所述的基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：在x轴上选取x₁～x_k的k个节点：所述x₁～x_k的k个节点范围内存在无线缆时，对应的场强幅值为E₁～E_k。

3.如权利要求1所述的基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，所述步骤(2)包括，地面设置长为L、高为h、首端负载Z₁、末端负载为Z_L的架空导线，根据Agrawal频域电报方程得到如下式所示的架空线路电报方程：

$\begin{array}{c}\frac{{\mathrm{dV}}^s\left(x\right)}{\mathrm{dx}}+Z^{\′}\left(s\right)I\left(x\right)=E_x\left(x\right)\\ \frac{\mathrm{dI}\left(x\right)}{\mathrm{dx}}+Y^{\′}\left(s\right)V^s\left(x\right)=0\end{array}---\left(1\right)$

其中，x为线缆上距离首端的距离；

边界条件为:

$\begin{array}{c}{V}^s\left(0\right)=-Z_{1}I\left(0\right)+{\∫}_0^h{E}_z^{\mathrm{inc}}(0,z)\mathrm{dz}\\ V^s\left(L\right)=Z_{L}I\left(L\right)+{\∫}_0^h{E}_z^{\mathrm{inc}}(L,z)\mathrm{dz}\end{array}---\left(2\right)$

4.如权利要求3所述的基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，解联立式(1)和式(2)得通解，其通解形式由方程的激励源Ex决定；其中，所述Ex为沿线分布的非均匀水平电场，V^s为沿线的散射电压，I为沿线电流，Z’和Y’为分布阻抗，Z₁和Z_L分别为线缆首末端的负载，z为垂直方向坐标，为外界电场的垂直分量。

5.如权利要求1所述的基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，所述步骤(3)中，用一组正交基函数拟合不同位置处的E_x(x)场强幅值按照傅里叶级数形式，其表达式为：

$E_x\left(x\right)=a_0+\underset{n=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}[a_n\cos \left(\mathrm{nwx}\right)+b_n\sin \left(\mathrm{nwx}\right)]---\left(3\right)$

式(3)中，w和n皆为拟合得到的参数，分别代表三角函数的基波和谐波次数；x为不 同位置；

设$C_n=\frac{a_n-{\mathrm{jb}}_n}{2},C_{-n}=\frac{a_n+j{b}_n}{2}---\left(4\right)$

拟合后为：

$E_x\left(x\right)=\underset{n=-k}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{C}_n{e}^{\mathrm{jnwx}}---\left(5\right)$

其中，a₀～a_n，b₁～b_n，C_-n～C_n皆为待定系数；j指虚部常数，k为谐波次数n的上限。

6.如权利要求1所述的基于不均匀激励电场的架空线路场线耦合建模方法，其特征在于，所述步骤(4)中，依次将n个向量作为激励源带入架空线路电报方程，得到每个向量的时域响应，将n个响应进行叠加。