买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

摘要：本发明公开了一种均压环表面及其周围空间三维电场强度的计算方法，包括：S1在均压环内部设置环形模拟电荷，并在均压环表面设置电位匹配点和校验点；S2求解环形模拟电荷、匹配点和校验点的三维坐标；S3求解环形模拟电荷电位系数和电场强度系数的计算表达式；S4建立环形模拟电荷方程组，求解环形模拟电荷的电荷量；S5校验环形模拟电荷的模拟精度；S6求解均压环表面及其周围空间三维电场强度。本发明提供的均压环表面及其周围空间三维电场强度的计算方法，利用环形模拟电荷获取均压环表面及其周围空间三维电场强度，具有模拟精度高、运算量少的特点。

主权项：1.一种均压环表面及其周围空间三维电场强度的计算方法，其特征在于，包括：S1在均压环内部设置环形模拟电荷，并在均压环表面设置电位匹配点和校验点；S2求解环形模拟电荷、匹配点和校验点的三维坐标，具体包括：a.求解环形模拟电荷的坐标：在均压环内部均匀布置m个环形模拟电荷，则每个环形模拟电荷的圆心坐标表示为： 式中：xi-o、yi-o、zi-o分别为第i个环形模拟电荷圆心的x轴、y轴、z轴坐标，i＝1,2,L,m，R为均压环环径大小，D为均压环管径大小；每个环形模拟电荷分为若干段无穷小的环形电荷，每一段无穷小的环形电荷设为一个点电荷，环形模拟电荷上任意一点围绕z轴的运动轨迹为一个圆，则均压环内部m个环形模拟电荷上相同位置的第j个点到坐标原点的距离rij相同，于是第i个环形模拟电荷上第j段无穷小环形电荷的坐标xi-j,yi-j,zi-j用式2和式3表示为： 由此可得： 式中：r为环形模拟电荷的半径，R2-D2+r×cosαj2＝rij2，对于第i个环形模拟电荷，αj为此环形模拟电荷上第j段无穷小的环形电荷到此电荷圆心的连线与圆心到坐标原点连线的反方向所构成的夹角；b.求解匹配点的坐标：由于布置在均压环外侧表面和内侧表面的匹配点正对环形模拟电荷布置，则匹配点的数量等于均压环内部环形模拟电荷数量的2倍，为2m个，均压环外侧表面匹配点的坐标表示为： 式中：a＝1,2,L,m；均压环内侧表面匹配点的坐标表示为： 式中：a＝m+1,m+2,L,2m；c.求解校验点的坐标：校验点布置在两个相邻的匹配点中间，则校验点的数量等于匹配点的数量，为2m，均压环外侧表面校验点的坐标表示为： 式中：b＝1,2,L,m；均压环内侧表面校验点的坐标表示为： 式中：b＝m+1,m+2,L,2m；式中，m均为环形模拟电荷的个数；S3求解环形模拟电荷电位系数和电场强度系数的计算表达式，具体包括：设qi为第i个环形模拟电荷的总电荷量，则该环形模拟电荷的电荷密度为： 每个环形模拟电荷被分为若干段无穷小的环形电荷，则对于一段无穷小的环形电荷：dqi＝qi-j＝ρi×r×dαj9 式中：qi-j表示第i个环形模拟电荷上第j段无穷小的环形电荷的电荷量；每一段无穷小的环形电荷假设为一个点电荷，则点电荷dqi在空间中任意一点nx,y,z处产生的电势为： dφn＝dpn,i×qi13因此， 式中：pn,i-j表示第i个环形模拟电荷上第j段无穷小的环形电荷对空间中任意一点n的电位系数；对每一个环形电荷积分，则电位系数为： 由式15得出空间中任意一点的电场强度系数为： 式中，ε为介电常数；S4建立环形模拟电荷方程组，求解环形模拟电荷的电荷量，具体包括：设m个环形模拟电荷的电荷量分别为q1,q2,L,qm，由于在均压环表面匹配点的电位已知，则环形模拟电荷q1,q2,L,qm在匹配点的电位叠加就是已知的，从而形成环形模拟电荷方程组： 式中：Pa,ia＝1,2,L,m；i＝1,2,L,m为匹配点的电位系数；通过求解式19的方程组，得到一组环形模拟电荷的电荷量S5校验环形模拟电荷的模拟精度，具体包括：在均压环表面布置2m个校验点，其电位计算如下式： 式中：pb,i为第i个环形模拟电荷在第b个校验点引起的电位系数，b＝1,2,L,2m，i＝1,2,L,m；相对误差为： 式中：分别为计算所得的校验点的电位和边界条件给出的电位；相对误差r不超过2％；如果模拟精度达不到要求，则需调整环形模拟电荷的位置及个数重新计算，直到达到模拟精度要求为止；S6求解均压环表面及其周围空间三维电场强度，具体包括：设场域内任意一点nx,y,z，其三维电场强度计算公式为： 式中，Exn、Eyn、Ezn分别为环形模拟电荷在计算点产生的电场的x分量、y分量、z分量，En为计算点的合成场强。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古超高压供电局 一种均压环表面及其周围空间三维电场强度的计算方法