雷電是威脅架空線路安全的重要因素,輸電線路防雷工程的設(shè)計(jì)實(shí)施需要以對(duì)雷電感應(yīng)過電壓特性的理論為前提,為此,需要深入探討復(fù)雜地表情況下雷電回?fù)舢a(chǎn)生的電磁場(chǎng),以及輸電線路雷電感應(yīng)過電壓的求解方法。目前,雷電電磁場(chǎng)計(jì)算中普遍采用的頻域近似算法,在精度和適用范圍上具有一定局限性,且對(duì)于考慮非均勻電參數(shù)土壤情況下架空線路雷電感應(yīng)過電壓的算法與理論研究相對(duì)較少。針對(duì)以上問題,本文取得了如下研究成果：（1）建立了三維直角坐標(biāo)下求解雷電回?fù)敉ǖ乐車姶艌?chǎng)的時(shí)域有限差分（FDTD,Finite-Difference Time-Domain）算法,對(duì)于非均勻地表的雷電電磁場(chǎng)計(jì)算具有良好精度。利用該算法對(duì)比檢驗(yàn)Coory-Rubstein近似算法的推廣公式得到：Delfino時(shí)域算法得到的水平電場(chǎng)負(fù)峰值誤差隨土壤電導(dǎo)率的減小而變大,不適用于求解土壤電導(dǎo)率較差（如0.001S/m）且距閃電通道1km以上的水平電場(chǎng)；Shoory算法在上層土壤電導(dǎo)率較大的情況下具有更好的精度；Zhang算法在閃擊距離1km范圍內(nèi)具有良好精度,但該算法存在“角度問題”,即僅適用于傳播路徑垂直于土壤分界面的情形,故C-R推廣公式不適... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

沿y軸方向鋪設(shè)的架空線路模型的周圍電磁場(chǎng)分量

第三章“場(chǎng)-線” 一體化雷電感應(yīng)過電壓數(shù)值計(jì)算方法 圖3.10給出了各耍素在三維FDTD算法模擬空間中的模型示意圖，計(jì)算空間大小為1000X1750X900 m3，以5 x 5x 5 m3三維方形網(wǎng)格作剖分。為了保證回?fù)綦娏髟谟懻摃r(shí)間內(nèi)不在通道頂端發(fā)生反射，模型中設(shè)置雷電回?fù)敉ǖ栏叨葹镠=700 rn,設(shè)架空線與雷屯通道之間的距離為^架空線高度和長(zhǎng)度分別為/2和/，線路半徑為a，線路兩端阻抗匹配，匹配阻抗值由式（3.12)決定。采用2.1.3節(jié)所述PML吸收邊界來實(shí)現(xiàn)開域電磁過程。為滿足Courant穩(wěn)定性條件，根據(jù)空間步長(zhǎng)c/s = 5 m ,選取計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為A/ = 5 ns。Z =幕 ⑴2)其中= 和C’= 丨分別是架空線路單位長(zhǎng)度的電感和電容。In a ln(2/7/a)

丨3-DFDTD數(shù)值模擬可視化平面圖


本文編號(hào)：3376057