架空線感應(yīng)雷過(guò)電壓的計(jì)算與分析.pdf

1、電力系統(tǒng)的輸電及配電線路大部分裸露在空中,因而最易遭受雷擊,并造成供電中斷、供用電設(shè)備損壞等事故。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)雷電的研究主要集中在直擊雷上,對(duì)感應(yīng)雷的研究相對(duì)較少。有研究表明,10kV架空配電線路由雷擊引起的線路閃絡(luò)或故障的主要因素不是直擊雷過(guò)電壓而是感應(yīng)雷過(guò)電壓。感應(yīng)雷過(guò)電壓導(dǎo)致的故障比例超過(guò)90％。因此本文對(duì)架空配電線路感應(yīng)雷過(guò)電壓的計(jì)算與分析進(jìn)行研究具有十分重要的意義。
　　 首先,在雷電流建模方面,探討了自然雷電的形成,對(duì)

2、雷電回?fù)綦娏鞯牧N工程模型進(jìn)行了計(jì)算和討論,闡述了各種模型的特點(diǎn),確定本文研究模型為MTLL工程模型,并給出了MTLL模型的基電流和雷電流波形及其表達(dá)式。
　　 其次,在雷電電磁場(chǎng)的理論計(jì)算方面,采用Quasi-Images算法和偶極子方法。運(yùn)用這兩種方法,詳細(xì)討論了垂直放電通道的麥克斯韋方程組的求解過(guò)程。通過(guò)建立雷電偶極子模型,得到了空間任意場(chǎng)點(diǎn)的水平電場(chǎng)Er、垂直電場(chǎng)Ez和切向磁場(chǎng)Bφ的微分表達(dá)式。對(duì)于地面場(chǎng)點(diǎn)則直接導(dǎo)出了E

3、z和Bφ的解析公式。在雷電電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方面,通過(guò)偶極子法得到了整個(gè)空間的雷電電磁場(chǎng)強(qiáng)度。
　　 然后,確定電磁場(chǎng)-傳輸線耦合模型,推導(dǎo)出在外界電磁場(chǎng)激勵(lì)下傳輸線方程。本文借助電路理論、計(jì)算數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)等知識(shí)推導(dǎo)出一種簡(jiǎn)單、快速、有效的時(shí)域數(shù)值解法。利用有限時(shí)域差分理論對(duì)偏微分方程組進(jìn)行離散,得到一種全新的差分計(jì)算格式,并根據(jù)電壓、電流在始端、終端上的約束關(guān)系,運(yùn)用傳輸線集中參數(shù)的等效模型確定邊界條件。
　　 最后,