[发明专利]一种脉冲空间感应过电压时域快速计算方法

权利要求书

1.一种脉冲空间感应过电压时域快速计算方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过Barbosa-Pailino方程计算出脉冲信息在目标位置的水平电场参数；通过Rusck方程计算出脉冲信息在目标位置的垂直电场参数；利用Agrawal电场耦合模型对感应过电压进行时域计算；

2)对Agrawal电场耦合模型进行新的换算、假设和推导，形成时域有限差分中值迭代计算方法，并验证计算速度。

2.根据权利要求1所述的脉冲空间感应过电压时域快速计算方法，其特征在于：

步骤2)对Agrawal电场耦合模型进行新的换算、假设和推导，具体为：

201)对步骤1)中利用Agrawal电场耦合模型对感应过电压的时域计算公式进行化简；

202)假设在△x步长下传输线缆的等效阻抗为△Zg，将同空间条件等时间步长的电压与电流相除，将相除后商值近似等于传输线缆阻抗的假设条件，并将电流步长逆电流方向位移半个空间步长，补充至与电流步长相对应；

203)通过边界函数确定传输线缆两端点电压。

3.根据权利要求2所述的脉冲空间感应过电压时域快速计算方法，其特征在于：

201)对步骤1)中利用Agrawal电场耦合模型对感应过电压的时域计算公式进行化简，具体为：

化简得：

其中，A和B为化简量，Δt为时域离散后的时间步长，Δx为时域离散后的空间步长，为时域离散后的空间n点在k时间点的电流，为时域离散后的空间n点在k+1时间点的电流，为时域离散后的空间n点在△k时间差的电流差，为时域离散后的空间n-1点在k时间点的电流，为时域离散后的空间步长△n点在k时间差的电流差，为时域离散后的空间n点在k时间点的电压，为时域离散后的空间n点在k+1时间点的电压，为时域离散后的空间n点在△k时间步长差的电压差，为时域离散后的空间n+1点在k时间点的电压，为时域离散后的空间步长△n在k时间点的电压差，L₀为单位长度传输线缆的电感值，C₀为单位长度传输线缆的电容值，为时域离散后的空间n点在k+1时间点的水平电场分量，为时域离散后的空间n点在k时间点的水平电场分量，k为时域离散后空间点，n为时域离散后时间点，为以水平电场为自变量的化简函数，E_n为化简函数的自变量。

4.根据权利要求2所述的脉冲空间感应过电压时域快速计算方法，其特征在于：步骤202)具体为：

假设在△x步长下传输线缆的等效阻抗为△Zg，将表达式(22)与表达式(23)相除，得：

采用表达式(24)中相除后商值近似约等于传输线缆阻抗的假设条件，并将电流步长逆电流方向位移半个空间步长，补充至与电流步长相对应，即得出表达式：

对上式变换可得：

将和展开整理可得：

204)将电流位移半个步长，由此得出同一时间和空间步长下的n-1，n和n+1三个点的电压值关系，如下：