架空电力线与地下电信电缆间的互感系数

传输线路之间的互感系数是计算纵电动势和纵电压的重要参量。国际电话电报咨询委员会防护导则给出了含无穷积分的互感系数的基本表达式,虽然"架空–架空"、"地下–地下"的互感系数已经用贝塞尔函数解决,但至今"架空–地下"的互感系数求解尚未解决。为解决这一问题,作者经过理论推导,证明互感系数表达式中的无穷积分可以用已知的聂曼函数和斯特鲁夫函数的互感系数来表示,从而解决了"架空–地下"的互感系数数值计算问题。

水平导线上交变电流产生的电场强度计算方法

输电线路导线上传输工频电流、谐波电流、电晕电流和载波电流时,这些交变电流在周围空间产生交变电磁场,可能会对附近电气设施构成电磁影响,而电磁影响研究的关键之一是电场强度。研究输电线路导线上交变电流在周围空间产生交变电磁场,首先将"单导线–大地"回路产生的交变电磁场作为基本模型,多根导线产生的交变电磁场即为各单根导线产生交变电磁场的合成。基于此,介绍了水平单导线上交变电流产生的电场强度水平分量的计算方法,进而在索末菲尔德(Sommerfeld)水平偶极子场理论基础上,推导了电场强度的垂直分量,采用第2类1阶贝塞尔函数和1阶斯特鲁夫函数来表达索末菲尔德型积分,这既在理论上统一了电场强度水平分量和垂直分量的表示方式,也为数值计算提供了方法,可供工程计算参考。

高斯束展开法的注记之三:辐射阻抗的简化计算

进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中圆形函数的高斯函数展开作为已知结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和n阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的归一化辐射阻抗函数。与特殊函数的直接计算结果相比,这种方法给出了相当一致的结果。

厚金属板与任意方位圆柱线圈间的电磁力计算

针对一个交流电激励的圆柱线圈倾斜放置于金属板上方时,它们之间的电磁作用力无法以传统方法进行解析计算的问题,引入高阶矢量势求解该问题,并采用矢量分析和Struve函数化简,可得到适用于任意方位圆柱线圈的二重积分表达式。所得结果表明任意方位圆柱线圈至多受到两个方向力的作用。在线圈轴垂直或平行于导电板的特殊情形,表达式可进一步简化为单重积分,而线圈将只受垂直力的作用。随后以数值算例对给出公式的有效性进行验证。数值结果表明,对于线圈轴的某个倾角,垂直力分量周期均值可以为零,而水平力分量周期均值将在某个倾角处达到最大值。当线圈通以直流电时,仅当金属板的磁导率与空气磁导率一致时线圈才不受电磁力的作用。