Berechnung von elektromagnetischen Wellen mit einem Finite Differenzen- verfahren

摘要

Durch Schalthandlungen in Hochspannungsnetzen kommt es zur Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen. Die sich dadurch aufbauenden Spannungen beanspruchen das Netz in ganz anderer Weise als die quasistationären oder stationären Spannungen. Aus diesem Grunde ist es interessant, die tran-sienten Felder an Leitungsübergängen oder anderen Inhomogenitäten mit Hilfe von numerischen Berechnungsverfahren näher zu untersuchen. Daher wird im folgenden ein Verfahren zur Bestimmung der Feldstärken verwendet, das die Simulation der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen mit Hilfe der Maxwellschen Gleichungen im Zeitbereich unter Verwendung der Methode der Finiten Differenzen erlaubt. Dieses Verfahren wurde bereits 1966 von K. S. Yee vorgeschlagen . Es ermöglicht die Lösung eines kombinierten Rand- und Anfangswertproblems und hat zudem den Vorteil, daß sich keine unphysikalischen Moden ausbilden . Das Verfahren von Yee, das karthesische Koordinaten benutzt, wird im folgenden auf zylindrische Koordinaten übertragen.