本文關(guān)鍵詞：雷電下不同介質(zhì)的電磁特性及防雷設(shè)計

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【摘要】：雷電產(chǎn)生的電磁脈沖影響區(qū)域非常廣泛,為實現(xiàn)雷電防護,應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境下雷電輻射場的傳播規(guī)律進行研究。本文主要研究地表、山體及建筑物對雷電輻射場傳播的影響,并結(jié)合三種避雷器模型提出防雷方案,并將此方案應(yīng)用到實際工程案例中。首先,推導(dǎo)出單層有損土壤雷電輻射電磁場計算方法。分析土壤電阻率對頻域傳播特性的影響,同時分析雷電流及雷擊點距離對時域傳播特性的影響。通過與雷電流反演簡化模型對比分析反演的雷電流幅值與雷電流導(dǎo)數(shù),進而確定反演精度。依據(jù)純導(dǎo)體地面上的雷電輻射場計算公式,針對雷電通道不同的高度、觀測點的高度和土壤電導(dǎo)率分析其對雷電磁場傳播的影響,通過仿真結(jié)果驗證結(jié)論。其次,基于總介質(zhì)電場強度,由點匹配法建立求解矩陣方程。利用剖分求解結(jié)果,應(yīng)用FFT與計算結(jié)果相結(jié)合,分析不同的山體高度、雷擊點和觀測點及山體距離對雷電輻射場的峰值和上升時間的影響,通過仿真結(jié)果驗證結(jié)論。最后,將面單元矩量法與時域積分法相結(jié)合,建立雷電輻射沿地表傳播到建筑物時純導(dǎo)體地面上方的電磁輻射時域積分方程,分析雷擊點與建筑物相對距離及建筑物的寬度和高度對雷電輻射場的影響,通過仿真結(jié)果驗證結(jié)論。分析雷擊下避雷器的三種模型,基于ATP-EMTP對雷擊下避雷器的電流、電壓和電場、磁場進行分析。依據(jù)三種避雷器模型提出最佳的防雷方案,結(jié)合實際工程驗證方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：雷電輻射場 土壤電阻率 時域積分方程 FFT ATP-EMTP
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P427.3;TM862
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 前言8-13
• 第一章 雷電流模型13-21
• 1.1 雷電流特征13
• 1.2 雷電通道基電流模型13-16
• 1.3 雷電回擊模型16-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第二章 地表雷電輻射場的分析21-34
• 2.1 地表雷電輻射場計算21-23
• 2.2 有損土壤時輻射場的計算23-27
• 2.3 電導(dǎo)率對雷電輻射場的影響27-29
• 2.3.1 頻域傳播特性27-28
• 2.3.2 時域傳播特性28-29
• 2.4 雷電通道高度和觀測點高度對輻射場的影響29-31
• 2.4.1 雷電通道高度的影響29-31
• 2.4.2 觀測點高度的影響31
• 2.5 地表雷電輻射場簡化公式的有效性31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 山體對雷電輻射場的影響34-42
• 3.1 輻射場的計算方法34-38
• 3.2 山體對雷電輻射場的影響分析38-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 建筑物對雷電輻射場的影響42-53
• 4.1 計算方法42-47
• 4.2 建筑物對輻射場的影響分析47-51
• 4.2.1 雷擊相對位置對輻射場的影響47-49
• 4.2.2 建筑物高度、寬度對輻射場的影響49-51
• 4.3 防雷裝置位置對輻射場的影響51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 建筑物防雷系統(tǒng)方案設(shè)計53-62
• 5.1 避雷器模型53-58
• 5.1.1 IEEE模型53-54
• 5.1.2 PROPOSED模型54
• 5.1.3 PINCETI模型54-55
• 5.1.4 三種模型的仿真55-58
• 5.2 防雷方案的設(shè)計依據(jù)58-59
• 5.2.1 IEC/TC制訂的防雷規(guī)范58
• 5.2.2 外部雷電防護58-59
• 5.2.3 電源系統(tǒng)的防護59
• 5.3 防雷方案的設(shè)計59-61
• 5.3.1 直擊雷防護措施59
• 5.3.2 等電位連接和共用接地措施59-60
• 5.3.3 電源進線系統(tǒng)的防雷保護60-61
• 5.3.4 樓頂天線的保護61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-65
• 作者簡介、發(fā)表文章及研究成果目錄65-66
• 致謝66-67

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