XGSLab 2025是领先的接地软件和电磁分析软件！更先进更精准的电磁仿真解决方案，具有先进的算法支持，更精确高效的电磁场设计、分析工具，友好的用户界面，您的模拟和分析工作将会更加的容易，优化工作流程。完整的虚拟实验室，功能齐全，符合最新标准！
功能特色
一、XGSLab强项点
1、科学：基于电磁场理论，特别是麦克斯韦方程组和索末菲积分
2、EASY：具有直观界面的程序。即使是初学者也很容易。竞争工具的专家用户可以立即使用XGS
3、全球范围：它考虑了国际（IEC）、美国（IEEE）和欧洲（EN）标准
4、验证：自1990年以来，通过与分析案例、已发表的研究、现场测量和类似程序的比较，验证了准确性
5、完成：一个完整的虚拟实验室，用于电力系统、接地、干扰和闪电的电磁模拟
6、高级：基于全波PEEC模型，适用于一般应用，在宽频率范围内，具有任意导体排列和许多土壤模型，包括多层和多区。在频域和时域中可用
7、强大：一个使用并行计算、高级数学库和OpenGL矢量图形的强大代码
8、开放：频率相关的自阻抗和互阻抗可以导出到EMTP®或ATP®进行动态行为研究。布局数据可以从AutoCAD®导入/导出。数字输出可以通过MATLAB®、EXCEL®和GOOGLE EARTH®读取
二、模块与应用
XGS包括以下模块：
GSA（接地系统分析）
GSA_FD（频域接地系统分析）
XGSA_FD（频域系统分析）
XGSA_TD（时间域中的系统分析）
NETS（网络求解器）
SHIELD（闪电护盾）
SHIELD_A（闪电护盾高级版）
GSA、GSA_FD、XGSA_FD和XGSA_TD模块基于电磁场理论，包含以下辅助工具：
SRA（土壤电阻率分析）
SSA（土壤季节性分析）
FFA（快速傅里叶直接/逆分析）（仅限XGSA_TD）
模块GSA_FD、XGSA_FD和XGSA_TD模块的应用领域广泛，因为它们基于PEEC（部分元件等效电路）方法，这是一种适用于通用应用的数值方法，既强大又灵活，是科学方法，但非常适合工程用途。该方法允许分析复杂场景，包括外部参数如电压或电流发生器和阻抗。PEEC方法在全波条件下求解麦克斯韦方程，考虑传播的格林函数、地球反应的索末菲积分、电场和磁场的耶菲门科方程，并通过快速傅里叶变换从频域向时域移动。
这些模块可以从“dxf或dwg”文件导入数据，也能导出数据和结果，生成“dxf或dwg”文件，并与CAD工具实现完全交互。未来将能够从其他流行的CAD或BIM格式导入，实现与其他软件的更完整交互性。
此外，结果还可以导出为“kml”或“kmz”文件，然后在Google Earth®上显示。
NETS模块基于相分法（PCM）和图表理论，集成了用于计算线路、电缆和变压器参数的特定程序。
SHIELD和SHIELD_A模块基于完整的三维几何和图形模型，考虑了闪电屏蔽设计中最广泛采用的方法（滚动球法和埃里克森法）。
可用的计算选项取决于模块和许可配置文件。有关XGS简介的详细信息，建议参阅“价格表”文档。
所有模块集成在“一体化”封装中，提供专业的数值和图形输出，有助于研究任何电磁性能。
XGS实现的所有算法在计算速度方面都非常高效，并已被全球数百个客户验证和测试。
XGS对于工程师来说易于使用，他们不必是该领域专家，而且准确、稳定且快速。
为了提升用户友好性和提高这一强大工具的生产力，已经采取了一切可能的措施。
XGS模块可以根据具体应用分组，具体如下：
电力系统分析模块
接地和接地系统分析模块
用于电磁干扰和场分析的模块
闪电系统分析模块
三、模块
1、接地系统分析
GSA是一个广泛使用且认可的模块，用于低频接地和接地网格计算与设计，包括土壤电阻率分析。
GSA考虑了国际标准（IEC/TS 60479-1：2018）、欧洲标准（EN 50522：2022）和美国标准（IEEE Std 80-2013）。
XGSLab还遵循广泛的国家标准或作准则，例如印度（IS 3043：2018）标准。
GSA基于PEEC静态数值模型和电极的等势条件，能够分析由多种不同电极组成的接地系统（无论形状有限但尺寸有限）的低频性能，形成均匀或多层土壤模型。
2、频域接地系统分析
GSA_FD是一个用于频域接地和接地网格计算与设计的模块，包括土壤电阻率分析，代表了先进接地软件的尖端水平。
GSA_FD基于PEEC全波数值模型，适用于由多种不同电极组成的系统，这些电极形状、大小和类型的导体（实心、空心、多股及涂层或裸露）组成均匀、多层或多区土壤模型，频率范围从直流到约100 MHz。GSA_FD也可以考虑单芯和多芯屏蔽导体。此外，还需考虑GSA_FD能够根据多种模型，特别是在CIGRE TB 781 2019中普遍共识的模型中，考虑土壤参数的频率依赖性。
GSA_FD还允许分析尺寸大于电磁场波长的大电极，具体如下文所述。GSA_FD随后克服了GSA所依赖电极等势条件的所有限制。在等势条件假设下，最大触控电压被广泛低估，可能导致接地系统超额，额外成本损失甚至50%。
实现的模型同时考虑自阻抗和互阻抗。经验表明，即使在功率频率下，相互阻抗也常常不能忽视。少数竞争者考虑自阻抗，极少数竞争者考虑相互阻抗效应，这可能导致计算中出现重大误差。忽视自阻抗效应通常是不可接受的，但忽视互助阻抗可能导致在功率频率计算中误差超过20%。需要注意的是，计算的准确性往往意味着节省开支，因此GSA_FD在接地系统的建造和材料上可以实现显著的成本节约。
GSA_FD还可以计算接地系统或电缆产生的磁场，以及接地系统、电缆与管道或埋地电极之间的电磁干扰（由电阻、电容和感性耦合引起的感应电流和电位）。
在直流条件下，GSA_FD是阴极保护和阳极床分析的好工具，且带有压流系统。
3、频域中的系统分析
XGSA_FD是一个用于分析频域地面和地下系统的模块。
XGSA_FD将GSA_FD应用领域扩展到地面系统。
此外，XGSA_FD基于PEEC全波数值模型，可以在相同导体和相同频率范围的GSA_FD下应用于一般条件。
利用屏蔽导线XGSA_FD模拟气体绝缘系统，如GIS和GIL系统。
XGSA_FD还可以管理架空线和束线导体，并考虑电位或漏电流及纵向电流受其他条件强制且独立的源。基于这些原因，XGSA_FD可能是市场上最强大且多功能的此类计算工具之一。
除了GSA_FD，XGSA_FD还能计算地面与地下系统之间的电磁场和干扰（例如架空或地下输电线路与管道、铁路或通信线路之间的安装）。
此外，XGSA_FD还能计算导体上的电磁力（洛伦兹力）。
最后，XGSA_FD可以考虑浪涌保护装置。
XGSA_FD还集成了一些强大的工具，用于评估日冕效应（功率损耗和射频干扰）以及电磁力对母线和支撑的影响。
4、时间域中的系统分析
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XGSA_TD是一个用于分析时域上地面和地下系统的模块。
XGSA_TD是一个强大的模块，将XGSA_FD应用领域扩展到时域。
在这方面，XGSA_TD采用所谓的“频域方法”。该方法严谨，允许考虑土壤参数的频率依赖性。
众所周知，瞬态可以被视为通过前向傅里叶变换（FFT）计算的多个单频波形的叠加态。
利用XGSA_FD实现的频域PEEC模型，可以计算出每个单一频率波形的响应。
通过对频域中计算的所有这些响应应用逆快速傅里叶变换，可以获得所得的时域响应。
XGSA_TD实现的计算序列也称为FFT–PEEC–IFFT。
XGSA_TD已经过测试，用于模拟最大频谱最高可达100 MHz的瞬变，随后可用于开关瞬变、闪电以及GIS中的故障瞬变。
XGSA_TD可以考虑已知方程的瞬变，如双指数、脉冲或海德勒（EMC研究中使用的瞬变）。
XGSA_TD也可以考虑带有任意方程的瞬态，或记录后称为离散样本数（闪电和高压研究中使用的瞬变）。
此外，XGSA_TD还能计算导体上的电磁力（洛伦兹力）。
XGSA_TD包含将频率相关的自阻抗和互阻抗导出给EMTP®或ATP®的选项，以通过严谨模型模拟大型接地系统在电磁瞬变期间的动态行为。
5、网络求解器
NETS是一款非常灵活的工具，能够解决全网格多导体和多相网络，同时考虑所有中性导体路径以及地线路径。
NETS基于相分法（随后基于基尔霍夫定律）和多导体和多相系统的图论。
相分量法具有通用性，克服了经典序列分量法的局限。
序列分量法自1918年以来已被广泛采用，但仅适用于对称系统或准对称系统，如常见输电线路（架空线和电缆）或变压器。不对称的情况可能发生，例如电力线路中相位几何不等边且未使用换位。
此外，序列分量法无法用于多个接地系统或涉及电流流向地的问题。
相位分量法可用于将电力系统表示为多导体网络，从而在多个接地电路存在的情况下也能考虑非对称系统。
网络组件（发电机、线路、单芯和多芯电缆、变压器、负载、开关、故障等）采用多端口单元表示，单元之间的连接通过多端口总线实现。
NETS还考虑一种特殊的混合单元，其中电缆、线路和导体（管道、轨道、平衡等）可以组合在一个多端口单元中。该特殊单元可用于电线或铁路走廊的电磁干扰评估，以及铁路电流分布的计算。
接地系统（变电站网格、塔基等）可以任意指定。
NETS从通常在商业数据手册中获得的数据开始计算线路、电缆和变压器参数。
NETS包含从序列域到相域的转换器。该工具可以将序列阻抗矩阵转换为相阻抗矩阵。
与其他XGS模块一样，NETS也被认为尽可能广泛地用于通用。
NETS可用于解决稳态或故障条件下的输电和配电网络，并计算电势和电流，或任何类型的短路电流，无论是否存在故障阻抗。
特别是，NETS可用于计算电力网络中以及电路与接地之间的故障电流分布。准确了解故障电流分布对于接地、减少通信电路和管道干扰的缓解、电力系统保护校准与协调、中性地接地电阻尺寸及其他许多应用至关重要。
NETS也有助于计算其他XGS模块的数据输入（例如分频因子和对地电流），而无需不切实际假设，例如故障电流大小（已知且不受接地阻抗、架空地线阻抗或塔基电阻沿线均匀，或无限长线路）影响......
此外，NETS代表了XGS与最广泛使用的商业电力系统分析软件之间的纽带。
6、闪电防护
SHIELD是一款强大的全3D图形化应用，用于利用滚动球法和埃里克森方法评估结构免受直接闪电击中的保护。
SHIELD基于一个数值模型，考虑垂直直接的闪电划线，因此适用于任何高度的结构，甚至在阳台或观景平台等相关突出物的情况下，高度可达60米。
SHIELD考虑了国际标准（IEC 62305-3：2024）、欧洲标准（EN 62305-3：2025）和美国标准（IEEE Std 998-2012），但已知滚动球法也被许多其他标准（如NFPA、AS等）认可。
当滚动球法设定时，SHIELD首先生成一个三维曲面，对应球面在滚动时可触及的所有可能点，这些点具有特定半径。空气终端系统可以由任意组合的桅杆和电线组成（包括接触网线）。该曲面定义了受保护的体积。
然后将受保护体积叠加到待保护结构上。需要保护的突出部分不予保护。
也可以在给定安全裕度下评估保护体积表面与被保护结构之间距离的保护。
如果将该方法应用于被保护结构，可以识别可能的雷击击中点，并提供空气终止位置的指示。
当埃里克森方法设定时，SHIELD生成需保护的空气终端系统和结构的收集区域。
当空气终止系统的收集区域包含待保护结构的收集区域时，防雷系统有效。
用户可以修改避雷系统，重新生成受保护的区域或收集区域。这种反复过程可以获得有效的护盾。
7、接地系统分析
SHIELD_A是一款强大的全三维图形应用，用于利用滚动球法评估结构免受直接闪电击中的保护。
SHIELD_A基于考虑垂直和横向直接闪电的解析模型，适用于任何高度和形状的特殊结构。
闪电小编说明：
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