發(fā)布時(shí)間：2021-11-04 14:10

　　針對(duì)由雷電直擊建筑物時(shí)引發(fā)的電磁效應(yīng)和過電壓干擾問題,本課題利用快速的計(jì)算方法和高效的運(yùn)行程序設(shè)計(jì)了一種對(duì)建筑物防雷網(wǎng)絡(luò)框架中的電磁現(xiàn)象和感應(yīng)電動(dòng)勢進(jìn)行計(jì)算建模分析的策略,為建筑防雷設(shè)計(jì)施工提供了新的思路。本課題首先根據(jù)實(shí)際的建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬出兩類完整合理的防雷網(wǎng)絡(luò)框架模型,根據(jù)輸電線網(wǎng)絡(luò)方程將整個(gè)框架等效成一個(gè)電網(wǎng)絡(luò),使用國際標(biāo)準(zhǔn)中的電容電阻電感相關(guān)公式計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的各項(xiàng)參數(shù)。然后根據(jù)防雷規(guī)范中定義的雷電流參數(shù),選取合適的沖擊電流表達(dá)式模擬出打在防雷網(wǎng)絡(luò)框架上的雷電流波形,在頻域內(nèi)對(duì)雷電沖擊電流進(jìn)行求解,利用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算出各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的頻域電壓值,之后將電壓值轉(zhuǎn)換為時(shí)域形式,利用等效輸電線模型,計(jì)算出各分支導(dǎo)體上的時(shí)域電流,這樣便得到了防雷網(wǎng)絡(luò)框架上的電流電壓分布特性。其次再根據(jù)電流分布特性利用將差分法和解析法進(jìn)行結(jié)合的半解析法對(duì)防雷網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的電磁場大小和空間分布進(jìn)行計(jì)算模擬,對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)框架和任意平面進(jìn)行了磁場的仿真,利用電磁感應(yīng)定律和微元法在時(shí)域和空間域模擬出網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部任一回路感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,在程序編寫上使用了快捷的向量平面投影法,加快了程序運(yùn)行的效率。為驗(yàn)證... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 雷電的形成與危害
    1.3 課題研究的目的和意義
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國內(nèi)外雷電瞬態(tài)電磁響應(yīng)的研究進(jìn)展
        1.4.2 國內(nèi)外雷電預(yù)測與防護(hù)措施的進(jìn)展
    1.5 課題的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
2 雷擊建筑物時(shí)的模型構(gòu)建
    2.1 雷擊電流的選擇
        2.1.1 雷擊電流波形的模擬
        2.1.2 雷擊電流參數(shù)的設(shè)置
    2.2 建筑物防雷網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計(jì)
        2.2.1 防雷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)造模擬
        2.2.2 防雷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的參數(shù)設(shè)置
    2.3 防雷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算
        2.3.1 防雷網(wǎng)絡(luò)各分支電阻值R的計(jì)算
        2.3.2 防雷網(wǎng)絡(luò)各分支等效電感L和電容C的計(jì)算
        2.3.3 單個(gè)分支導(dǎo)納矩陣的等效模型及計(jì)算方法
        2.3.4 針對(duì)模型中非接地節(jié)點(diǎn)的求解方式
        2.3.5 針對(duì)模型中接地節(jié)點(diǎn)的求解方式
    2.4 本章小結(jié)
3 建筑物防雷網(wǎng)絡(luò)各支路電流的求解策略
    3.1 防雷網(wǎng)絡(luò)各支路電流的求解方法
        3.3.1 求解精度的分析
        3.3.2 求解效率的分析
    3.2 網(wǎng)絡(luò)框架各分支電流的計(jì)算結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
4 建筑物防雷網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部磁場分布的求解策略
    4.1 防雷網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部磁場的求解理論探究
    4.2 磁場求解方法的可行性分析
        4.2.1 計(jì)算精度的分析
        4.2.2 計(jì)算效率的分析
    4.3 防雷網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部磁場的仿真結(jié)果
        4.3.1 整體防雷網(wǎng)絡(luò)的分析
        4.3.2 單個(gè)平面防雷網(wǎng)絡(luò)的分析
    4.4 計(jì)算程序的實(shí)現(xiàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 建筑防雷網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部任意回路感應(yīng)電動(dòng)勢的求解
    5.1 感應(yīng)電動(dòng)勢形成的理論背景
    5.2 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意回路感應(yīng)電動(dòng)勢的求解過程
    5.3 室內(nèi)任意回路感應(yīng)電動(dòng)勢的仿真結(jié)果
    5.4 建筑物防雷網(wǎng)絡(luò)電流電壓磁場計(jì)算流程
    5.5 本章小結(jié)
6 建筑防雷網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)電磁效應(yīng)的影響因素分析
    6.1 影響因素參數(shù)方案的定義
    6.2 不同參數(shù)方案下電磁效應(yīng)計(jì)算結(jié)果
        6.2.1 沖擊電流波形參數(shù)的影響
        6.2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)防雷材質(zhì)的影響
        6.2.3 防雷網(wǎng)絡(luò)接地阻值的影響
        6.2.4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)導(dǎo)體直徑的影響
        6.2.5 避雷針安裝點(diǎn)的影響
    6.3 計(jì)算結(jié)果在實(shí)際防雷工程中的應(yīng)用建議
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展展望
    7.3 有待進(jìn)一步研究的工作
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]直擊雷條件下桁架橋梁防雷系統(tǒng)模型的建立及相關(guān)效應(yīng)研究[D]. 張巖.河北工業(yè)大學(xué) 2015
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碩士論文
[1]建筑綜合體防雷系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)[D]. 欒鑫.南京郵電大學(xué) 2018
[2]雷擊下桿塔電位分布及變電站雷電侵入波的研究[D]. 徐志鴻.華北電力大學(xué)（河北） 2006



本文編號(hào)：3475887