求圆柱载流导线周围的电场和对地电容

实例一 静电场——求圆柱载流导线周围的电场和对地电容

对于无限长载流导线实体模型的电场和电容,我们只需建立二维模型、采用能量法进行求解。

求无限长载流导线附近的电场分布,无限长载流导线截面为圆柱形,周围为空气介质,平面位置和尺寸如图8(a)所示,R0 = 100mm,h= 5m,H = 50m。空气的相对电容率为εr =1 ,导线的相对电容率为εr=1。

边界和激励设置:将大地和无限远处作为求解边界。求解区域外围空气(5倍的模型尺寸)设置为截断边界,边界上的电位为0V。导线截面内所有的电位均相等,导线为一等势体,电位设置为100V。

/prep7 !进入前处理

!参数设置

h = 5

R0 = 0.1

D_2 = sqrt(h**2‐R0**2)

U = 100

d = 2*h

b = h‐D_2

pi = atan(1)*4

epsilon = 8.854187817*10**(‐12)

C0 = 2*pi*epsilon/log((d‐(R0+b))/(R0‐b)) !导线对地间的电容

tau = C0*U

!建模

k,1,0,0 !外包空气

circle,1,10*h,,,180

l,1,2

l,1,4

al,all

cyl4,0,h,R0 !电轴

alls

aovlap,all

!物理模型设置

et,1,plane121

mp,perx,1,1

!剖分

lsel,s,radius,,R0

lesize,all,,,20

lsel,s,loc,y,0

lesize,all,,,50,3

lsel,all

lsel,s,loc,x,10*h*1.414/2

lsel,a,loc,x,‐1*10*h*1.414/2

lesize,all,,,50

mshape,1,2d

amesh,all

alls

!定义组件

lsel,s,radius,,R0

asll,s,1

nsla,s,1

cm,cond1,node

alls

lsel,s,loc,y,0

lsel,a,loc,x,10*h*1.414/2

lsel,a,loc,x,‐1*10*h*1.414/2

nsll,s,1

cm,cond2,node

!求解电容

alls

cmatrix,1,'cond',2,0

实例一 静电场——求圆柱载流导线周围的电场和对地电容

对于无限长载流导线实体模型的电场和电容,我们只需建立二维模型、采用能量法进行求解。

求无限长载流导线附近的电场分布,无限长载流导线截面为圆柱形,周围为空气介质,平面位置和尺寸如图8(a)所示,R0 = 100mm,h= 5m,H = 50m。空气的相对电容率为εr =1 ,导线的相对电容率为εr=1。

边界和激励设置:将大地和无限远处作为求解边界。求解区域外围空气(5倍的模型尺寸)设置为截断边界,边界上的电位为0V。导线截面内所有的电位均相等,导线为一等势体,电位设置为100V。

/prep7 !进入前处理

!参数设置

h = 5

R0 = 0.1

D_2 = sqrt(h**2‐R0**2)

U = 100

d = 2*h

b = h‐D_2

pi = atan(1)*4

epsilon = 8.854187817*10**(‐12)

C0 = 2*pi*epsilon/log((d‐(R0+b))/(R0‐b)) !导线对地间的电容

tau = C0*U

!建模

k,1,0,0 !外包空气

circle,1,10*h,,,180

l,1,2

l,1,4

al,all

cyl4,0,h,R0 !电轴

alls

aovlap,all

!物理模型设置

et,1,plane121

mp,perx,1,1

!剖分

lsel,s,radius,,R0

lesize,all,,,20

lsel,s,loc,y,0

lesize,all,,,50,3

lsel,all

lsel,s,loc,x,10*h*1.414/2

lsel,a,loc,x,‐1*10*h*1.414/2

lesize,all,,,50

mshape,1,2d

amesh,all

alls

!定义组件

lsel,s,radius,,R0

asll,s,1

nsla,s,1

cm,cond1,node

alls

lsel,s,loc,y,0

lsel,a,loc,x,10*h*1.414/2

lsel,a,loc,x,‐1*10*h*1.414/2

nsll,s,1

cm,cond2,node

!求解电容

alls

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