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利用二维时域有限差分法(FDTD)实现了对雷电感应电压的计算,并与已有研究成果对比验证了该方法的有效性。研究分析了DL/T 620-1997中规程公式估算架空传输线雷电感应电压峰值的精度,其中定性研究发现,雷电感应电压峰值与电流幅值、架空线高度之间为正相关关系,而与距离成负相关关系,这种敏感性关系与FDTD的模拟结果相同;而定量研究结果发现,规程公式计算的雷电感应电压值与FDTD计算的电压值相比均偏小。在此基础上,本文提出通过修订系数k对规程公式进行改进,通过FDTD模拟确定了修订系数k的取值为1.6,将规程公式修订为40 I0·h·S-1。最后,本文利用LIOV程序对修订后的规程公式进行精度检验,结果发现,当雷击通道与架空传输线之间距离为100 m和400 m时,修订后规范公式计算得到的雷电感应电压峰值最大误差仅为3.7%和5.5%,从而证明,利用修订后的规程公式可以更加准确地计算架空传输线上的雷电感应电压峰值。 相似文献
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为了研究地闪回击通道周围的电磁场对架空线路的耦合过电压,首先采用指数衰减传输线型工程回击模式(MTLE)模拟分析了回击通道周围电磁场的分布特征,然后运用以Agrawal模型为基础的场—线耦合程序对架空线路感应过电压进行了数值计算,并将模拟计算结果与人工引雷实验结果进行比较,所得线路过电压的计算结果与实验数据基本相符。模拟结果表明,地闪回击电场的垂直分量和水平分量都应考虑到场—线耦合机制中;回击通道基电流波形的陡度同时影响到架空线路感应过电压的幅值和陡度,而电流幅值只影响感应过电压的幅值;当观测距离较近(50 m)时,架空线路上感应过电压幅值与电流回击速度呈反相关;随着观测距离的增加,架空线路上感应过电压波形上升沿时间增加、幅值减小;此外,架空线路感应过电压幅值随线路高度和接地电阻的增加而增大,与线路长度和直径的变化无关。 相似文献
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1 雷电侵入计算机系统的途径一是雷电流经电源线路进入室内产生雷害。一旦发生这种雷害 ,所有的电器都将受到波及。由于架空电力线路架设高度高 ,路径长 ,因此遭受直击雷和感应雷雷击的概率大。直击雷击中高压电力线后 ,在高压电力线上传输 ,经高压变压器的电容 ,耦合至 2 2 0V低压侧 ,然后侵入计算机系统的供电设备。二是由通信线侵入。通信线中出现雷击过电压 ,一般有两种情况 :一种是当路旁大树、高大建筑物、独立避雷针等地面突出物遭直击雷时 ,强雷电压把附近土壤击穿 ,雷电流直接侵入到电缆外皮 ,进而击穿电缆 ,使高压侵入电缆芯线 … 相似文献
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基于火箭人工引雷,对安装于低压架空配电线路上的开关型SPD进行性能试验。试验中发现,人工触发闪电的初始连续电流过程和回击过程在低压架空线路上感应出的正、负极性过电压在数值上相当,M过程感应出的正、负极性过电压在数值上差异较大,其中回击过程感应过电压幅值最大,均为10.23 kV。对应初始连续电流过程、回击过程和M过程,开关型SPD动作呈现出明显的点火、电弧、熄弧等过程,泄放雷电流的残压持续时间达毫秒量级。回击过程对应的SPD动作过程中存在明显的工频续流,M过程由于电流和能量都相对较小,工频续流过程不明显。雷击电磁脉冲在架空线路上耦合引起的过电流波的波前时间和波尾时间较实验室采用的8/20μs模拟雷电感应波的波前时间和波尾时间大很多倍,其对SPD的考验更残酷。 相似文献
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以Agrawal模型电报方程为理论基础推导其时域形式,利用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)实现架空传输线雷电感应过电压计算。通过比对分析证明方法的有效性,进而研究传输线位置、架设高度以及土壤电导率对雷电感应电压的影响。结果表明,当观测点从线路中点向端点移动时,感应电压逐渐减小,电压波形的双极性特征越来越明显。线路中点电压和端点正向电压峰值随传输线高度升高而增大,而随着土壤导电性的减小,线路中点电压增大,端点电压变小。此外,散射电压分量受土壤电导率影响较为显著,而入射电压分量则不受其影响。 相似文献
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通过对某地面气象观测场一起雷击造成主采集器和温湿分采集器等设备故障的原因分析,确定雷击的原因以便有针对性地进行整改.通过对温湿分采集器故障部位进行检修分析,结合估计雷电对电子设备损害的可能途径,综合闪电定位资料、天气过程、业务数据中断时间、具体损坏设备部位等资料,以设备损坏部位为导向,运用尽可能的定量分析和有针对性的定性分析,得出值班室备份站光猫和值班电脑RS232接口损坏是由于长距离架空供电线路感应雷电高压脉冲入侵所致;观测场主采集器和温湿分采集器的软损伤是由于雷电在观测场东北接闪塔接闪,强大的雷电电磁脉冲通过空间辐射造成的.采取相应的防雷改进措施后效果明显. 相似文献
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Techniques of artificially-triggered lightning have provided a significantly useful means to
directly measure various physical parameters of lightning discharge and to conduct research on protection
methods of lightning electromagnetic pulses. In this study, using capacitive and resistive dividers, current
probes and optical fiber transmission devices, we measured and analyzed the induced overvoltage on the
overhead transmission line and the overcurrent through Surge Protective Devices (SPD) when a lightning
discharge was artificially triggered nearby on August 12, 2008 at Conghua Field Lightning Experiment Site.
The triggered lightning discharge contained an initial current stage and eight return strokes whose peak
currents ranged from 6.6kA to 26.4kA. We found that overcurrents through SPD were induced on the
power line both during the initial continuous current stage and the return stroke processes. During the
return strokes, the residual voltage and the current through the SPD lasted up to the ms (millisecond) range,
and the overcurrents exhibited a mean waveform up to 22/69μs with a peak value of less than 2kA. Based
on the observed data, simple calculations show that the corresponding single discharge energy was much
greater than the values of the high voltage pulse generators commonly used in the experiments regulated
for SPD. The SPD discharge current peak was not synchronous to that of the residual voltage with the
former obviously lagging behind the latter. The SPD discharge current peak was well correlated with the
triggered lightning current peak and the wave-front current gradient. The long duration of the SPD current
is one of the major reasons why the SPD was damaged even with a big nominal discharge current. 相似文献
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一次雷击事故原因分析及农村防雷安全基本措施建议 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对2011年濮阳县农村一次雷击事故现场调查,分析和总结了此次雷击的3个原因:1)杨树成为雷击事故接闪点,在雷电发生过程中起到避雷针直接引雷的作用,是发生雷击事故的源头。2)杨树遭雷击后对村民住宅建筑造成雷电反击,当雷击到树木上时,树木上的高电压与附近的房屋、金属物体、电子电气设备之间间隙不够也会发生反击。3)雷电电磁感应引起雷电侵入波造成电气设备损害。此外,分析了当地农村住宅雷电灾害事故发生的主要问题:当地农村住宅大多为自建房,没有经过正规设计和标准化施工,基本没有防直击雷装置,易发生雷电灾害事故;随着农村经济生活水平的提高,电视、电脑、冰箱、空调、家用太阳能热水器等家用电器的推广普及进入寻常百姓家庭,这些电器的电源、信号线路多数是裸露架空引入,线路长且布线不规范,杂乱无章,一般没有任何雷电防护措施,是雷电波侵入的主要通道。因此应加强农村防雷安全监管和防雷宣传工作。 相似文献
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将雷电水平电场Cooray-Rubinstein(C-R)算法推广应用于地表电导率垂直分层的情况,并利用时域有限差分(FDTD)方法对不同地表情况下C-R算法的精度进行检验。结果表明,C-R算法的适用条件为:距离回击通道为100~1 000 m、地表电导率介于0.001~0.01 S/m,最大误差小于10%。当土壤电导率均匀分布时,C-R算法的精度最好;对电导率水平分层的情况,当上层电导率小于下层电导率时,C-R算法的精度较优;当电导率垂直分层时,若观测点处的土壤电导率小于闪击点处的电导率时,C-R算法的计算精度较高,反之,精度较低;对任何光滑有耗地表而言,利用C-R算法计算的首次回击水平电场的精度优于继后回击。 相似文献
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为研究不同高度的建筑物对雷电磁场的影响,对2011年7月—2012年8月广州高建筑物雷电观测试验中获取的雷电磁场波形数据进行统计分析,共选取击中14个高建筑物的40次雷电 (均为负极性雷电) 的磁场数据,结果表明:高建筑物对回击磁场峰值有增强作用,且建筑物越高对回击磁场峰值的增强作用越大,高度在200 m以上的建筑物上雷电首次回击磁场峰值的几何平均值是高度在200 m以下的建筑物上的2.4倍;高建筑物雷电回击的磁场波形呈多峰特征;观测到的20次击中200 m以下高建筑物的雷电中,有13次 (65%) 雷电首次回击的磁场波形出现后续峰值比初始峰值大的现象,击中200 m以上高建筑物的14次雷电中有8次 (57%) 出现该现象;40次高建筑物雷电中有22次 (55%) 为多回击雷电,135个回击间隔时间的几何平均值为69.1 ms, 多回击高建筑物雷电中有10次 (45%) 出现继后回击的磁场峰值大于首次回击磁场峰值的现象。 相似文献
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风力发电技术迅猛发展,单机发电量不断增加,风电机组高度已增加到上百米,风电机组叶片遭受雷击风险也随之加大.通过雷电损害实例分析风机叶片雷击灾害机理,分析雷电击中风机叶片的形成和发展过程,总结大型风机叶片的特点和风电场的环境因素,以大气电场仪的预警数据为基础,结合前沿的等离子体防雷新技术,针对风力发电机的具体情况进行改进,提出实现风电叶片主动避雷的防雷技术构想,探索一种实现风电机组设备避雷的新思路. 相似文献
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分析了规范推荐的架空线路年平均雷击次数计算方法,提出方法中存在截收面积与雷击大地密度对应的雷电流幅值不匹配的问题。为解决该问题,文章以某一具体架空线路为例,介绍了针对全部雷电流幅值,应用积分法计算年平均雷击次数的方法,计算结果与规范推荐方法计算结果的比较说明了积分方法的精密性及结果的合理性。具体的分析、计算方法为：基于电气〖CD*2〗几何模型推导出与雷电流幅值有关的架空线路截收闪电宽度的计算公式,并通过对雷电流幅值频率分布规律的多项式拟合确定任意雷电流幅值的雷击大地密度,任一雷电流幅值对应的截收面积及对应的雷击大地密度的乘积即为该雷电流对应的年平均雷击次数,在该区域雷电流幅值的分布范围内对得到的雷击次数进行积分,即可得到考虑雷电流幅值分布特征的架空线路年平均雷击次数计算结果。 相似文献
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基于三维时域有限差分数值算法（3D-FDTD）建立了雷击高建筑物电磁场传播模型,研究了负地闪击中不同高度建筑物时回击垂直电场、角向磁场以及水平电场沿地表的传播规律。模拟结果表明:建筑物的高度对雷电电场峰值的影响显著,如当建筑物高度从100 m增加至600 m时,在距离d=100 m位置的垂直电场峰值减小了63%,水平电场正极性峰值的增加比例为84%、负极性峰值的绝对值增加比例高达130%;观测位置不变时,角向磁场峰值和水平电场正极性峰值均会随着建筑物高度的增加而增大;对于距离d=100 m,300 m时,垂直电场的峰值随着建筑物高度的增加而减小,而d=500 m时,垂直电场峰值随着建筑物高度的增加呈现出先增大后减小的趋势;此外,建筑物高度会影响垂直电场峰值对距离的敏感程度,建筑物越低（高）,相应的垂直电场峰值随着观测距离增大衰减越快（慢）。该文研究结果能够为现代化城市中高建筑物附近线缆、室外设备等的雷电防护方案设计提供参考。 相似文献