【摘要】：雷電是自然界頻繁發(fā)生的一種電磁現(xiàn)象,會造成電力能源供應(yīng)中斷、設(shè)備損害及人身傷害等各類安全事故,防雷和減少雷電產(chǎn)生的災(zāi)害是人類的長期奮斗目標(biāo)。雷電對處于其通道近區(qū)的建筑物和輸電線路安全產(chǎn)生較大威脅,但目前雷電通道近區(qū)電磁場分布規(guī)律的研究還剛剛起步,缺乏系統(tǒng)性的認識。論文在中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(14MS90)“雷電電磁騷擾對建筑物和輸電線路的影響研究”的資助下,重點開展了雷電對建筑物和輸電線路的電磁影響研究,主要內(nèi)容如下。建立了雷電先導(dǎo)模型、雷電基底電流模型和雷電回擊模型。分析了雷電發(fā)生發(fā)展過程的物理機制,利用雷電通道的半徑、速度、電流、電荷等來描述雷電通道的特性。雷電先導(dǎo)模型將雷暴云、雷電先導(dǎo)通道和大地視為電準(zhǔn)靜態(tài)系統(tǒng),雷電基底電流模型利用修正的Heilder函數(shù)表示,雷電回擊模型將雷暴云、雷電通道和大地視為磁準(zhǔn)靜態(tài)系統(tǒng)。提出了雷電通道近區(qū)電磁場計算方法。在先導(dǎo)發(fā)展階段,近區(qū)電場由雷暴云中的電荷、雷電通道中的電荷和大地上的感應(yīng)電荷共同產(chǎn)生。在回擊過程中,近區(qū)電場由雷暴云、雷電通道中的剩余電荷和回擊電流共同產(chǎn)生,近區(qū)磁場由回擊電流產(chǎn)生�；诮⒌睦纂娡ǖ滥Ｐ�,推導(dǎo)了在先導(dǎo)發(fā)展階段和回擊過程中,將大地視為完純導(dǎo)體和有損媒質(zhì)情況下,雷電通道近區(qū)電磁場的表達式。通過與人工引雷試驗數(shù)據(jù)對比,驗證了所提近區(qū)電磁場計算方法的有效性。建立了雷電保護系統(tǒng)的傳輸線等效電路模型,計算了雷電直擊建筑物時雷電保護系統(tǒng)導(dǎo)體上的瞬態(tài)電流分布。依據(jù)雷電保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和雷電流頻譜特點,采用傳輸線模型對雷電保護系統(tǒng)進行建模,考慮了雷電通道和雷電保護系統(tǒng)之間的電磁耦合。對離散復(fù)鏡像法進行改進,提取索末菲積分中核函數(shù)的準(zhǔn)動態(tài)項和表面波的貢獻,大大提高了計算效率。通過與國際雷電研究與測試中心在佛羅里達州進行的雷擊建筑物試驗電流進行比較,證明了方法的有效性。建立了建筑物雷電保護系統(tǒng)的部分元等效電路模型,利用分布參數(shù)電路對雷電回擊通道進行建模,雷電通道與建筑物雷電保護系統(tǒng)的電磁耦合用部分互感表示,計算了雷電直擊建筑物時雷電保護系統(tǒng)上的雷電流瞬態(tài)分布,并與文獻結(jié)果進行比較,證明了方法的有效性。根據(jù)雷電保護系統(tǒng)導(dǎo)體數(shù)目較大的特點,設(shè)計了一種可用于復(fù)雜多導(dǎo)體系統(tǒng)部分電感快速計算的高效計算程序。提出山區(qū)輸電線路保護角的修正計算方法。通過數(shù)字高程模型提取線路走廊坡度、坡向等微地形數(shù)據(jù),推導(dǎo)了不同地形條件下的修正保護角計算方法,量化分析了坡向和坡度對雷擊跳閘率的影響,將地形因素對繞擊跳閘率的影響統(tǒng)一歸結(jié)到修正保護角中；研究了一套預(yù)評估、再評估的層進式輸電線路雷擊風(fēng)險評估方法,預(yù)評估以規(guī)程法為計算依據(jù)并結(jié)合運行經(jīng)驗和環(huán)境特征確定全線易擊段,然后對線路易擊段建立反擊分析模型和繞擊分析模型,計算易擊段的雷擊跳閘率。通過實例分析,證明了該系統(tǒng)的可行性和有效性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU895;TM863

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張飛舟,陳亞洲,魏明,劉尚合;雷電電流的脈沖函數(shù)表示[J];電波科學(xué)學(xué)報;2002年01期

2 彭謙;李軍;卞鵬;康東升;單志祥;;改進電氣幾何模型法在1000kV輸電線路雷電繞擊跳閘率計算中的應(yīng)用[J];電網(wǎng)技術(shù);2010年09期

3 樊靈孟,何宏明,鐘定珠,周良才,張義軍,肖慶復(fù),劉欣生;人工引雷試驗中雷電流測量分析[J];高電壓技術(shù);2000年04期

4 李曉嵐;尹小根;余仁山;何俊佳;;基于改進電氣幾何模型的繞擊跳閘率的計算[J];高電壓技術(shù);2006年03期

5 陳水明;何金良;曾嶸;;輸電線路雷電防護技術(shù)研究(一):雷電參數(shù)[J];高電壓技術(shù);2009年12期

6 林福昌,姚宗干,蔣政龍;雷擊建筑物時電流分布的計算[J];高電壓技術(shù);1998年01期

7 G.Maslowski;V.A.Rakov;S.Wyderka;J.Bajorek;B.A.DeCarlo;J.Jerauld;G.H.Schnetzer;J.Schoene;M.A.Uman;K.J.Rambo;D.M.Jordan;W.Krata;;居民區(qū)雷電保護系統(tǒng)的試驗:火箭觸發(fā)雷電和電流沖擊發(fā)生器試驗數(shù)據(jù)的比較(英文)[J];高電壓技術(shù);2008年12期

8 郝俊琦;李琳;王平;;基于蒙特卡羅法的超高壓輸電線路繞擊跳閘率的計算[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

9 龔延興;劉鴻斌;劉亞新;牛曉民;;2008年華北電網(wǎng)直屬輸電線路跳閘淺析[J];華北電力技術(shù);2009年08期

10 賈磊;張桂紅;舒亮;溫定筠;施圍;;計算輸電線路繞擊跳閘率的新模型[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2007年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 劉欣;高鐵牽引供電系統(tǒng)的寬頻建模與時域計算方法的研究與應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2013年

2 羅響;SPD在樓宇內(nèi)的分布優(yōu)化配置及與其他開斷設(shè)備配合研究[D];上海交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 劉曉東;地閃回擊電磁場沿光滑有耗地表傳播的模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2011年

2 楊春;解最優(yōu)化問題的模式搜索算法[D];南京航空航天大學(xué);2003年

3 鐘玉林;接地回路的高頻等效電路模型[D];清華大學(xué);2005年

4 楊棟新;基于時域有限差分法的雷電輻射電磁場的分析研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

5 郝俊琦;基于蒙特卡羅法的同塔雙回輸電線路耐雷性能的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

，

本文編號：2309840